專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
復(fù)雜曲面研究對(duì)于航空航天、軍工和一般民用工業(yè)都具有重要意義。發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、 氣輪機(jī)葉片、渦輪葉片、汽車(chē)覆蓋件模具、光學(xué)透鏡和其它具有復(fù)雜幾何形狀的零件都必須 經(jīng)過(guò)磨削和拋光加工才能達(dá)到外觀和功能上的要求。目前復(fù)雜曲面的加工方法主要有剛性工具磨拋和柔性工具磨拋兩種。剛性工具 (如砂輪、磨頭、砂瓦等)磨拋方法國(guó)內(nèi)外多采用點(diǎn)、線(xiàn)、面逼近的路徑規(guī)劃方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù) 雜曲面的加工；采用超高速、強(qiáng)力磨拋手段提高磨拋效率；采用工具修形、恒定磨拋力控制 等方法提高磨拋精度；提高磨拋加工智能化自動(dòng)化方面，國(guó)內(nèi)外主要采用引入智能化、自動(dòng) 化新產(chǎn)品和技術(shù)到磨拋加工中，如將機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等引入磨拋加工。柔性工 具(如拋光輪、氣囊、砂帶等)磨拋研究方面，主要有拋光輪磨拋加工方法、氣囊磨拋加工方 法和砂帶磨拋加工方法。柔性磨拋工具由于彈性變形，被動(dòng)適應(yīng)工件表面，所以想要磨拋獲 得理想的復(fù)雜曲面模型，只能沿著一定預(yù)先規(guī)劃好的加工路徑微量去除逼近設(shè)計(jì)模型。綜上所述，剛性?huà)伳ロ毥?jīng)過(guò)點(diǎn)、線(xiàn)、面逼近且需要分散式的磨削、研磨、拋光等多次 加工的傳統(tǒng)模式完成對(duì)復(fù)雜曲面的加工，加工效率較低；柔性磨拋方法只是被動(dòng)地適應(yīng)工 件表面，所以想要磨拋獲得理想的復(fù)雜曲面模型，只能沿一定預(yù)先規(guī)劃好的加工路徑微量 去除逼近設(shè)計(jì)模型。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有自適應(yīng)能力的復(fù)雜曲面磨拋加工機(jī)床，以提高 復(fù)雜曲面的磨拋效率和磨拋精度，降低機(jī)床設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述本實(shí)用新型由底座1、下溜板2、上溜板3、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4、橫梁8、右立柱9、左立柱 10和工具系統(tǒng)組成，其中左立柱10和右立柱9的下端與底座1固接；左立柱10經(jīng)左立柱 10的左立柱絲杠37和左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌36與橫梁8左端連接，右立柱9經(jīng)右立柱9的右立 柱絲杠33和右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌32與橫梁8右端連接；橫梁8中部與工具系統(tǒng)的工具板11固 接；設(shè)有上溜板電機(jī)25的下溜板2經(jīng)下溜板絲杠20、下溜板前導(dǎo)軌23和下溜板后導(dǎo)軌21 與設(shè)有下溜板電機(jī)22的底座1連接；上溜板3經(jīng)上溜板絲杠27、上溜板左導(dǎo)軌26和上溜 板右導(dǎo)軌24與下溜板2連接；設(shè)有夾緊定位塊5的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4與上溜板3固接。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4上可固接翻轉(zhuǎn)夾具18。工具系統(tǒng)由工具頭、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、工具板11、驅(qū)動(dòng)輪12、左張緊輪13、右張緊輪14 和砂帶15組成，其中左張緊輪13和右張緊輪14分別置于與工具板11固接的左張緊輪軸 和右張緊輪軸上，且滾動(dòng)配合；驅(qū)動(dòng)輪12固接于與工具板11滾動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)輪軸的前端， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)7固接于驅(qū)動(dòng)輪軸的后端；工具頭的單元體調(diào)控器16固接于工具板11底端；砂帶15內(nèi)側(cè)由左張緊輪13、驅(qū)動(dòng)輪12、右張緊輪14和工具頭的單元體17底部支撐；工具板11 上部與橫梁8固接。工具頭由矩陣形分布的單元體17和單元體調(diào)控器16組成，其中單元體17的單元 體支撐板51與單元體調(diào)控器16的調(diào)形支撐架39固接。單元體調(diào)控器16由調(diào)形支撐架39、橫向調(diào)形電機(jī)41、橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42、橫向 調(diào)形絲杠43、調(diào)形電機(jī)44和調(diào)形頭45、縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40、縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46、 縱向調(diào)形絲杠47和縱向調(diào)形電機(jī)48組成，其中縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46和縱向調(diào)形絲杠47 固接于調(diào)形支撐架39上平面左側(cè)；縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40固接于調(diào)形支撐架39上平面右 側(cè)；橫向調(diào)形電機(jī)41固接于橫向調(diào)形絲杠43的前端；縱向調(diào)形電機(jī)48固接于縱向調(diào)形絲 杠47的右端；橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43的左端滑動(dòng)連接在縱向調(diào)形左滑動(dòng) 導(dǎo)軌46、縱向調(diào)形絲杠47上；橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43的右端滑動(dòng)連接在 縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40上；調(diào)形頭45固接于調(diào)形電 機(jī)44的輸出軸上構(gòu)成調(diào)形工具系統(tǒng)， 調(diào)形工具系統(tǒng)通過(guò)滑動(dòng)副連接到橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43上。單元體17由定位螺帽52、雙頭螺柱50、單元接觸頭49、緊固螺釘53和滾珠54組 成，其中滾珠54鑲嵌于單元接觸頭49上；雙頭螺柱50 —端經(jīng)螺紋副與單元接觸頭49連 接，雙頭螺柱50另一端經(jīng)定位螺帽52與單元體支撐板51連接，定位螺帽52經(jīng)螺紋副與雙 頭螺柱50連接，并由緊固螺釘53緊固；單元體支撐板51與單元體調(diào)控器16的調(diào)形支撐架 39固接。本實(shí)用新型中由底座1、左立柱10和右立柱9固定連接構(gòu)成固定臺(tái)，下溜板2連接到底座1上，通過(guò)下溜板電機(jī)22、下溜板絲杠20、下溜板前導(dǎo)軌23、 下溜板后導(dǎo)軌21帶動(dòng)下溜板2沿底座1做橫向運(yùn)動(dòng)。上溜板3連接到下溜板2上，通過(guò)上溜板電機(jī)25、上溜板絲杠27、上溜板左導(dǎo)軌26 和上溜板右導(dǎo)軌24沿下溜板2做縱向運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4安裝在上溜板3上，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4由旋轉(zhuǎn)電機(jī)28、傳動(dòng)箱30和旋轉(zhuǎn) 夾緊臺(tái)29三部分組成。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4通過(guò)繞其軸心線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工件6做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；旋 轉(zhuǎn)工作臺(tái)4可隨上溜板3和下溜板2在水平面內(nèi)的縱、橫兩個(gè)方向移動(dòng)做二維運(yùn)動(dòng)。此外， 旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)29在旋轉(zhuǎn)電機(jī)28和傳動(dòng)箱30內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的共同作用下做繞其軸心線(xiàn)的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。夾緊定位塊5，通過(guò)梯形螺紋固定連接在旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)29上，夾緊被加工工件6，確 定工件6在水平面內(nèi)的位置，限制工件6的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。被加工工件6，利用夾緊定位塊5夾緊并定位工件6到旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)29上。工件6 在加工之前已與理想模型做了對(duì)比分析、特征識(shí)別、四邊區(qū)域劃分，工件6在本機(jī)床上加工 時(shí)采用了分片自適應(yīng)磨拋的加工方法。橫梁8，左端通過(guò)左立柱絲杠37和左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌36連接到左立柱10上，右端通 過(guò)右立柱絲杠33和右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌32連接到右立柱9上，在左立柱電機(jī)38和右立柱電機(jī) 34的帶動(dòng)下做Z軸上下移動(dòng)。左立柱絲杠37和左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌36固接于左立柱導(dǎo)軌座35上；右立柱絲杠33 和右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌32固接于右立柱導(dǎo)軌座31上。工具系統(tǒng)通過(guò)工具板11固定連接到橫梁8上，并可隨橫梁8的上下移動(dòng)做Z方向的退刀或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工具系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)7帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪12做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪12帶動(dòng)砂 帶15并在左張緊輪13、右張緊輪14和工具頭支承作用下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)工具系統(tǒng)隨橫梁8 向下運(yùn)動(dòng)靠近工件表面時(shí)即可進(jìn)行磨拋?zhàn)鳂I(yè)。由單元體調(diào)控器16和呈矩陣分布的多個(gè)單元體17組成的工具頭，固定連接在工 具板11的底端，單元體17在單元體調(diào)控器16的調(diào)控下，可構(gòu)建理想設(shè)計(jì)型面的形狀。單元體調(diào)控器16由縱向調(diào)形系統(tǒng)、橫向調(diào)形系統(tǒng)和調(diào)形工具系統(tǒng)三部分組成。由 縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46、縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40、縱向調(diào)形絲杠47和縱向調(diào)形電機(jī)48構(gòu) 成縱向調(diào)形系統(tǒng)，在縱向調(diào)形電機(jī)48的作用下，縱向調(diào)形系統(tǒng)提供縱向運(yùn)動(dòng)；由橫向調(diào)形 滑動(dòng)導(dǎo)軌42、橫向調(diào)形絲杠43和橫向調(diào)形電機(jī)41構(gòu)成橫向調(diào)形系統(tǒng)，在橫向調(diào)形電機(jī)41 的作用下橫向調(diào)形系統(tǒng)提供橫向運(yùn)動(dòng)；調(diào)形電機(jī)44和調(diào)形頭45構(gòu)成調(diào)形工具系統(tǒng)。縱向 調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46和縱向調(diào)形絲杠47固定連接在調(diào)形支撐架39上平面左側(cè)靠邊位置，縱 向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40固定連接在調(diào)形支撐架39上平面右側(cè)靠邊位置。橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌 42和橫向調(diào)形絲杠43的兩端分別滑動(dòng)連接在縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46、縱 向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo) 軌40和縱向調(diào)形絲杠47上，調(diào)形頭45固定在調(diào)形電機(jī)44的輸出軸上構(gòu)成調(diào)形工具系統(tǒng)， 調(diào)形工具系統(tǒng)通過(guò)滑動(dòng)副連接到橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43上。單元體17中，通過(guò)先加熱單元接觸頭49、冷卻滾珠54，再壓裝，把滾珠54鑲嵌于 單元接觸頭49上，單元接觸頭49和雙頭螺柱50的一端通過(guò)螺紋副連接，定位螺帽52和雙 頭螺柱50的另一端通過(guò)螺紋副連接在單元體支撐板51上，緊固螺釘53固定連接定位螺帽 52和雙頭螺柱50。單元體17和單元體支撐板51在單元體17軸向是過(guò)渡配合，在單元體 17徑向是間隙配合，單元體17在調(diào)形工具系統(tǒng)的作用下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)整單元接觸頭 49的軸向位置。本實(shí)用新型提供的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床可以提供三維移動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)； 采用砂帶和多點(diǎn)成形接觸頭構(gòu)建磨拋工具系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整接觸頭的形狀來(lái)確定磨拋加工接 觸面的形狀，使磨拋加工實(shí)現(xiàn)以接觸面為磨拋?zhàn)鳂I(yè)面的加工過(guò)程，提高了磨拋加工的效率； 同時(shí)，通過(guò)換用不同磨拋精度的砂帶，使工件一次裝夾定位而完成從磨削、研磨、拋光的整 個(gè)加工過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)，降低了重復(fù)定位誤差、提高了加工精度和加工效率。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1.可以分片四邊區(qū)域?yàn)槟伣佑|面來(lái)磨拋加工復(fù)雜曲面零件，和點(diǎn)、線(xiàn)接觸的磨 拋加工方式相比，本實(shí)用新型的加工效率更高，對(duì)被加工零件的自適應(yīng)能力更強(qiáng)。2.基于多點(diǎn)成形技術(shù)構(gòu)建的新型磨拋工具系統(tǒng)，接觸工具頭的外形可根據(jù)理想被 加工面片的形狀實(shí)時(shí)調(diào)控，可減少機(jī)床設(shè)計(jì)的自由度，增強(qiáng)機(jī)床的柔韌性。3.以分片磨拋的方式加工處理復(fù)雜曲面，可提高磨拋加工的效率，能保持復(fù)雜曲 面的尖銳形狀特征。

圖1為復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)示意圖圖2為帶翻轉(zhuǎn)夾具的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床總體結(jié)構(gòu)示意圖圖3為底座的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為下溜板的結(jié)構(gòu)示意圖[0034]圖5為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖圖6為右立柱的結(jié)構(gòu)示意圖圖7為左立柱的結(jié)構(gòu)示意圖圖8為工具頭的結(jié)構(gòu)示意圖圖9為單元體的結(jié)構(gòu)示意圖圖10為單元體的結(jié)構(gòu)剖視圖 圖11為定位螺帽俯視圖圖12為調(diào)形路線(xiàn)圖其中1.底座2.下溜板3.上溜板4.旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5.夾緊定位塊6.工件7.驅(qū)動(dòng)電 機(jī)8.橫梁9.右立柱10.左立柱11.工具板12.驅(qū)動(dòng)輪13.左張緊輪14.右張緊輪15.砂帶 16.單元體調(diào)控器17.單元體18.翻轉(zhuǎn)夾具19.復(fù)雜工件20.下溜板絲杠21.下溜板后導(dǎo) 軌22.下溜板電機(jī)23.下溜板前導(dǎo)軌24.上溜板右導(dǎo)軌25.上溜板電機(jī)26.上溜板左導(dǎo)軌 27.上溜板絲杠28.旋轉(zhuǎn)電機(jī)29.旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)30.傳動(dòng)箱31.右立柱導(dǎo)軌座32.右立柱滑 動(dòng)導(dǎo)軌33.右立柱絲杠34.右立柱電機(jī)35.左立柱導(dǎo)軌座36.左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌37.左立柱 絲杠38.左立柱電機(jī)39.調(diào)形支撐架40.縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌41.橫向調(diào)形電機(jī)42.橫向 調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌43.橫向調(diào)形絲杠44.調(diào)形電機(jī)45.調(diào)形頭46.縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌47.縱 向調(diào)形絲杠48.縱向調(diào)形電機(jī)49.單元接觸頭50.雙頭螺柱51.單元體支撐板52.定位螺 帽53.緊固螺釘54.滾珠
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明兩種實(shí)施方案及其工作過(guò)程。實(shí)施方案一該方案的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其底座1、左立柱10、右立柱9構(gòu)成固定臺(tái)；上溜板 3和下溜板2水平分布，分別在上溜板電機(jī)25和下溜板電機(jī)22作用下，沿下溜板2和底座 1的做縱向和橫向移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4固定在上溜板3上，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4可繞其軸心線(xiàn)做旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；工件6通過(guò)夾緊定位塊5固定在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4的臺(tái)面上，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4帶動(dòng)工件 6旋轉(zhuǎn)，使工件6相對(duì)工具頭處于一個(gè)合適的加工位置；工件6的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由上溜板3 和下溜板2的水平運(yùn)動(dòng)提供；橫梁8通過(guò)左立柱電機(jī)38和右立柱電機(jī)34帶動(dòng)沿左立柱10 和右立柱9做Z軸垂直運(yùn)動(dòng)；工具板11固定在橫梁8上，驅(qū)動(dòng)輪12、左張緊輪13、右張緊輪 14以及工具頭安裝在工具板11上，砂帶15包圍在驅(qū)動(dòng)輪12、左張緊輪13、右張緊輪14以 及工具頭的外面，工具頭通過(guò)橫梁8沿左立柱10和右立柱9的上下運(yùn)動(dòng)，而提供垂直進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)。圖5為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4，其隨著上溜板3在水平面縱、橫兩個(gè)方向做二維移動(dòng)，另外， 旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)29在旋轉(zhuǎn)電機(jī)28和傳動(dòng)箱30內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的共同作用下，繞其軸心線(xiàn)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工具頭調(diào)形的工作原理如下在圖8中，由調(diào)形電機(jī)44和調(diào)形頭45構(gòu)成調(diào)形工具系統(tǒng)，調(diào)形工具系統(tǒng)通過(guò)滑動(dòng) 副連接到橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43上，橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲 杠43的兩端，分別滑動(dòng)連接到縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46、縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40和縱向調(diào)形絲杠47上，調(diào)形工具系統(tǒng)在縱向調(diào)形電機(jī)48和橫向調(diào)形電機(jī)41的作用下做縱、橫二維運(yùn)動(dòng)。在圖9和圖10中，單元體17的滾珠54鑲嵌在單元接觸頭49上，并可繞其球心旋 轉(zhuǎn)，定位螺帽52通過(guò)螺紋副與雙頭螺柱50的一端連接且由緊固螺釘53固定，將雙頭螺柱 50聯(lián)接到單元體支撐板51上，單元體支撐板51固定連接在調(diào)形支撐架39上；雙頭螺柱50 可繞其軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是不能軸向移動(dòng)；雙頭螺柱50另一端與單元接觸頭49通過(guò)螺紋副聯(lián) 接。定位螺帽52轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)雙頭螺柱50轉(zhuǎn)動(dòng)，雙頭螺柱50通過(guò)螺旋副帶動(dòng)單元接觸頭49 沿雙頭螺柱50的軸向移動(dòng)。定位螺帽52的上端部開(kāi)有十字槽(如圖11所示)，調(diào)形頭45 的刀頭可插入十字槽中帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。單元接觸頭49上半部分為方形，下半部分為圓柱形， 下端部鑲嵌滾珠54，多個(gè)單元接觸頭49之間相互緊靠，最外層單元接觸頭49側(cè)面由調(diào)形 支撐架39限位，所有單元接觸頭49及其調(diào)形支撐架39內(nèi)側(cè)相互緊靠從而限制單元接觸頭 49繞雙頭螺柱50的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)調(diào)形電機(jī)44接收到調(diào)形控制信號(hào)后開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，與調(diào)形電機(jī)44的輸出軸固定連 接的調(diào)形頭45帶動(dòng)Al (圖12)處定位螺帽52轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)雙頭螺柱50與單元接觸頭49的螺 紋副帶動(dòng)單元接觸頭49沿其軸線(xiàn)移動(dòng)從而控制單元接觸頭49在其軸線(xiàn)方向的位置。調(diào)整 好第一個(gè)單元接觸頭49后，縱向調(diào)形系統(tǒng)帶動(dòng)調(diào)形工具系統(tǒng)移動(dòng)到下一個(gè)單元體17的位 置，調(diào)整第二個(gè)單元接觸頭49的位置，依次調(diào)整第一行后面的各個(gè)單元接觸頭49。當(dāng)?shù)谝?行調(diào)整完后，調(diào)整下一行，直至將調(diào)形頭45的位置全部調(diào)整好。調(diào)整路線(xiàn)如圖12所示，調(diào) 形順序如箭頭方向所示。如圖12所示，調(diào)形工具系統(tǒng)只能在縱向調(diào)形系統(tǒng)和橫向調(diào)形系統(tǒng)的帶動(dòng)下做水 平面內(nèi)的二維運(yùn)動(dòng)，在垂直于水平面的方向上不能移動(dòng)，因此，調(diào)形頭45的刀頭不管在調(diào) 形中還是在靜止中都與單元體17相接觸，單元體17調(diào)整完備后定位螺帽52的十字槽的 十字線(xiàn)橫豎相對(duì)整齊排列，除最外層一圈的單元體17，其他單元體17的調(diào)整誤差為1/4P。 在單元體17調(diào)整過(guò)程中，在調(diào)整某一行時(shí)如果要求調(diào)形電機(jī)44轉(zhuǎn)過(guò)的角度不是90°的倍 數(shù)，就進(jìn)圓整為180°的倍數(shù)，調(diào)形偏差在1/4P之內(nèi)。換行時(shí)，需將調(diào)形電機(jī)44轉(zhuǎn)過(guò)的角度 圓整到90°的奇數(shù)倍。在圓整旋轉(zhuǎn)角度的過(guò)程中會(huì)使調(diào)形的位置出現(xiàn)偏差，這個(gè)偏差值在 3/4P之內(nèi)(P為雙頭螺柱50與單元接觸頭49連接螺紋的螺距)。實(shí)施方案二 該方案的總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，該方案的整體機(jī)床構(gòu)型、磨拋工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工 作原理、工具進(jìn)給系統(tǒng)、工件在水平面內(nèi)的縱、橫二維運(yùn)動(dòng)，以及繞Z軸旋轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)方式等
與實(shí)施方案一完全一致。與實(shí)施方案一不同之處是旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4上安裝了翻轉(zhuǎn)夾具18，翻轉(zhuǎn)夾具18使需 要多面加工的復(fù)雜零件加工完一個(gè)表面后，帶動(dòng)復(fù)雜工件19轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，加工另一個(gè)表 面，依次旋轉(zhuǎn)，直至所有表面都得到加工，實(shí)際上翻轉(zhuǎn)夾具18提供了一個(gè)繞Y軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于由底座(1)、下溜板(2)、上溜板(3)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(4)、橫梁(8)、右立柱(9)、左立柱(10)和工具系統(tǒng)組成，其中左立柱(10) 和右立柱(9)的下端與底座(1)固接；左立柱(10)經(jīng)左立柱(10)的左立柱絲杠(37)和左 立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌(36)與橫梁(8)左端連接，右立柱(9)經(jīng)右立柱(9)的右立柱絲杠(33)和 右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌(32)與橫梁(8)右端連接；橫梁(8)中部與工具系統(tǒng)的工具板(11)固接； 設(shè)有上溜板電機(jī)(25)的下溜板(2)經(jīng)下溜板絲杠(20)、下溜板前導(dǎo)軌(23)和下溜板后導(dǎo) 軌(21)與設(shè)有下溜板電機(jī)(22)的底座⑴連接；上溜板(3)經(jīng)上溜板絲杠(27)、上溜板 左導(dǎo)軌(26)和上溜板右導(dǎo)軌(24)與下溜板⑵連接；設(shè)有夾緊定位塊(5)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(4)與上溜板(3)固接。
2.按權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的工具系統(tǒng) 由工具頭、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)、工具板(11)、驅(qū)動(dòng)輪(12)、左張緊輪(13)、右張緊輪(14)和砂帶 (15)組成，其中左張緊輪(13)和右張緊輪(14)分別置于與工具板(11)固接的左張緊輪軸 和右張緊輪軸上，且滾動(dòng)配合；驅(qū)動(dòng)輪(12)固接于與工具板(11)滾動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)輪軸的前 端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)固接于驅(qū)動(dòng)輪軸的后端；工具頭的單元體調(diào)控器(16)固接于工具板(11) 底端；砂帶(15)內(nèi)側(cè)由左張緊輪(13)、驅(qū)動(dòng)輪(12)、右張緊輪(14)和工具頭的單元體(17) 底部支撐；工具板(11)上部與橫梁(8)固接。
3.按權(quán)利要求2所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的工具頭由矩 陣形分布的單元體(17)和單元體調(diào)控器(16)組成，其中單元體(17)的單元體支撐板(51) 與單元體調(diào)控器(16)的調(diào)形支撐架(39)固接。
4.按權(quán)利要求3所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的單元體調(diào)控 器(16)由調(diào)形支撐架(39)、縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌(40)、橫向調(diào)形電機(jī)(41)、橫向調(diào)形滑動(dòng) 導(dǎo)軌(42)、橫向調(diào)形絲杠(43)、調(diào)形電機(jī)(44)和調(diào)形頭(45)、縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌(46)、 縱向調(diào)形絲杠(47)和縱向調(diào)形電機(jī)(48)組成，其中縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌(46)和縱向調(diào)形 絲杠(47)固接于調(diào)形支撐架(39)上平面左側(cè)；縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌(40)固接于調(diào)形支撐 架(39)上平面右側(cè)；縱向調(diào)形電機(jī)(48)固接于縱向調(diào)形絲杠(47)的前端；橫向調(diào)形滑動(dòng) 導(dǎo)軌(42)和橫向調(diào)形絲杠(43)的左端滑動(dòng)連接在縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌(46)、縱向調(diào)形絲 杠(47)上；橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌(42)和橫向調(diào)形絲杠(43)的右端滑動(dòng)連接在縱向調(diào)形右滑 動(dòng)導(dǎo)軌(40)上；橫向調(diào)形電機(jī)(41)固接于橫向調(diào)形絲杠(43)的右端；調(diào)形頭(45)固接于 調(diào)形電機(jī)(44)的輸出軸上構(gòu)成調(diào)形工具系統(tǒng)，調(diào)形工具系統(tǒng)通過(guò)滑動(dòng)副連接到橫向調(diào)形 滑動(dòng)導(dǎo)軌(42)和橫向調(diào)形絲杠(43)上。
5.按權(quán)利要求3所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的單元體(17) 由定位螺帽(52)、雙頭螺柱(50)、單元接觸頭(49)、緊固螺釘(53)和滾珠(54)組成，其中 滾珠(54)鑲嵌于單元接觸頭(49)上；雙頭螺柱(50) —端經(jīng)螺紋副與單元接觸頭(49)連 接，雙頭螺柱(50)另一端經(jīng)定位螺帽(52)與單元體支撐板(51)連接，定位螺帽(52)經(jīng)螺 紋副與雙頭螺柱(50)連接，并由緊固螺釘(53)緊固。
6.按權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái) (4)上可固接翻轉(zhuǎn)夾具(18)。
專(zhuān)利摘要復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床屬機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型中左立柱和右立柱下端與底座固接，左立柱經(jīng)左立柱絲杠和左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌與橫梁左端連接，右立柱經(jīng)右立柱絲杠和右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌與橫梁右端連接，橫梁中部與工具板固接，下溜板經(jīng)下溜板絲杠、下溜板前導(dǎo)軌和下溜板后導(dǎo)軌與底座連接，上溜板經(jīng)上溜板絲杠、上溜板左導(dǎo)軌和上溜板右導(dǎo)軌與下溜板連接；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)與上溜板固接；本實(shí)用新型以分片四邊區(qū)域?yàn)槟伣佑|面來(lái)磨拋加工復(fù)雜曲面零件，磨拋加工效率高，自適應(yīng)能力強(qiáng)，且能保持復(fù)雜曲面的尖銳形狀特征；基于多點(diǎn)成形技術(shù)構(gòu)建的新型磨拋工具系統(tǒng)，接觸工具頭的外形可根據(jù)理想被加工面片的形狀實(shí)時(shí)調(diào)控，可減少機(jī)床設(shè)計(jì)自由度，增強(qiáng)機(jī)床柔韌性。
文檔編號(hào)B24B19/00GK201833252SQ20102055709
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者冀世軍, 張雷, 曲興田, 趙小樂(lè), 趙繼 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)