[發明專利]一種葉片全特征多工序力控砂帶磨拋裝置

有效

• 申請號: 202111537323.0
• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114346840B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 趙歡;周浩源;蔡元昊;姚冉;梁秀權;王輝;丁漢
• 申請（專利權）人: 武漢數字化設計與制造創新中心有限公司
• 主分類號: B24B21/00
• 分類號: B24B21/00;B24B21/18;B24B49/00
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 王福新

本發明屬于復雜曲面制造領域，并具體公開了一種葉片全特征多工序力控砂帶磨拋裝置。包括機架、力控模組以及接觸輪式砂帶磨拋機構，力控模組包括阻抗運動模塊以及設于所述阻抗運動模塊一端的粗磨支架、修行支架以及精拋支架，接觸輪式砂帶磨拋機構包括設于機架上的驅動模塊、砂帶導向滾筒模塊、張緊模塊、導向輪模塊以及砂帶模塊，砂帶模塊纏繞在驅動模塊、砂帶導向滾筒模塊、張緊模塊以及導向輪模塊上，并通過張緊模塊張緊，通過阻抗運動模塊驅動粗磨支架、修行支架以及精拋支架的線性運動，以實現粗磨砂帶、修型砂帶以及精拋砂帶的磨拋力的調整。本發明在有限空間內實現了砂帶倍數增長，同時實現了葉片全特征磨拋以及粗磨、精磨等多工序磨拋。

技術領域

本發明屬于復雜曲面制造領域，更具體地，涉及一種葉片全特征多工序力控砂帶磨拋裝置。

背景技術

在航空發動機、燃氣輪機或汽輪機中，葉片是完成其中氣體壓縮和膨脹來產生強大動力的核心零件，它的表面質量和型面精度對整機氣流動力性能和使用性能影響巨大。磨拋是葉片加工的最后一道工藝，決定了其最終輪廓精度和表面質量，關系到發動機最終的推力和壽命。

目前葉片的磨拋主要以人工為主，自動化磨拋裝備發展處在初期階段。相關自動化磨拋裝備主要分為數控專機和機器人磨拋兩類，數控專機磨拋由傳統的數控加工演變而來，以多軸數控機床為載體，砂帶或砂輪為主要磨拋工具；機器人磨拋是由不斷發展的機器人技術催生而來，一般采用機器人夾持葉片在磨拋機上打磨，或者機器人夾持磨拋工具對固定或移動的葉片進行打磨。

目前一些歐美制造強國在復雜曲面葉片的自動化磨拋加工裝備研制方面成果突出，正在加緊布局搶占相關市場。如葉片六軸聯動砂帶磨削機床，通過增加壓力軸實現葉片的恒力磨拋，能夠對復雜曲面進行高效、高精密磨拋；W518TB和W528TB磨拋加工中心，也實現了葉片型面的高精密加工；另外世界上知名的機器人結合人工智能、傳感、視覺識別等技術成功研制了新一代機器人磨拋裝備。我國葉片砂帶磨拋研究起步較晚，針對復雜自由曲面零部件的數控加工技術還不成熟。因此國內葉片磨拋工作主要由人工完成，廢品率高、粉塵危害大、工作效率低，少量數控專機磨拋靈活性差、成本高昂，無法應對種類繁多的葉片磨拋需求。機器人磨拋是當今葉片磨拋的一個重要趨勢，但是其中存在磨拋工具靈活性要求高、精準力控控制難的問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種葉片全特征多工序力控砂帶磨拋裝置，其中結合航空發動機、燃氣輪機或汽輪機中葉片自身的特征及其磨拋工藝特點，相應設計了全特征多工序力控砂帶磨拋裝置，并對其關鍵組件如機架、力控模組以及接觸輪式砂帶磨拋機構的結構及其具體設置方式進行研究和設計，相應的可通過并行布置三根或多根砂帶的方式，實現了空間利用率的倍數增長，并且通過設置不同的砂帶型號、磨削輪形狀等，既可以實現葉片磨拋的粗磨、修型、精磨，又可以實現葉片全特征如葉盆、葉背、葉片邊緣、葉根轉角以及緣板的磨拋，真正實現了葉片全特征磨拋以及粗磨、精磨等多工序磨拋。

為實現上述目的，本發明提出了一種葉片全特征多工序力控砂帶磨拋裝置，包括機架、力控模組以及接觸輪式砂帶磨拋機構，其中，

所述力控模組固定設置在所述機架上，該力控模組包括阻抗運動模塊以及設于所述阻抗運動模塊一端的粗磨支架、修行支架以及精拋支架，所述粗磨支架端部設有粗磨輪，所述修行支架端部設有修行輪，所述精拋支架端部設有精拋輪；

所述接觸輪式砂帶磨拋機構包括設于所述機架上的驅動模塊、砂帶導向滾筒模塊、張緊模塊、導向輪模塊以及砂帶模塊，所述砂帶模塊纏繞在驅動模塊、砂帶導向滾筒模塊、張緊模塊以及導向輪模塊上，并通過張緊模塊分別進行張緊、通過驅動模塊進行運動，所述砂帶模塊包括粗磨砂帶、修型砂帶以及精拋砂帶，所述粗磨砂帶纏繞在所述粗磨輪上，所述修型砂帶纏繞在修行輪上，所述精拋砂帶纏繞在精拋輪上，通過阻抗運動模塊驅動粗磨支架、修行支架以及精拋支架的線性運動，以實現粗磨砂帶、修型砂帶以及精拋砂帶的磨拋力的調整，從而實現葉片全特征的磨拋。