一種自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床，包括床身、X軸拖板、Z軸拖板、C軸轉(zhuǎn)臺(tái)、Y軸滑塊、砂帶磨頭部件及氣缸等；其中，在砂帶磨頭部件與氣缸之間串聯(lián)設(shè)置了一種壓力補(bǔ)償元件，與氣缸共同作用形成拋磨接觸壓力；加工時(shí)按照理想拋磨軌跡進(jìn)行插補(bǔ)進(jìn)給，由于存在葉片面型誤差(或波紋度)，拋磨接觸點(diǎn)會(huì)沿壓力軸方向偏離理想拋磨軌跡，壓力補(bǔ)償元件的作用壓力也會(huì)隨之而變化，從而實(shí)現(xiàn)拋磨接觸壓力補(bǔ)償，壓力補(bǔ)償元件可采用具有對(duì)置氣墊的恒壓式氣浮支承，利用對(duì)置氣墊的壓力平衡作用實(shí)現(xiàn)拋磨接觸壓力的補(bǔ)償效果。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提高了壓力補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)速度，實(shí)現(xiàn)了葉片拋磨加工中面型誤差(或波紋度)的自適應(yīng)修正，提高了面型精度。
【專利說明】一種自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械加工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于葉片精加工的數(shù)控砂帶拋磨機(jī)床，具體涉及一種自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床。

【背景技術(shù)】
[0002]葉片是航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、渦輪、飛機(jī)引擎等設(shè)備的關(guān)鍵零部件，具有型面復(fù)雜，幾何精度和表面質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。葉片加工時(shí)通常首先采用精鑄、精鍛或數(shù)控銑削進(jìn)行粗加工或半精加工，同時(shí)由于葉片精度要求很高，還需通過后續(xù)的拋磨加工來提高面型精度，去除前道工序殘留的刀痕，降低表面粗糙度，提高表面質(zhì)量。傳統(tǒng)的拋磨加工多采用手工拋磨的方法，不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、效率低下，且操作工人的技能經(jīng)驗(yàn)有很高的要求，使其加工質(zhì)量不易穩(wěn)定。
[0003]鑒于此，實(shí)現(xiàn)葉片的數(shù)控拋磨，完成整個(gè)葉片加工工藝鏈的自動(dòng)化和柔性化便成為葉片加工工藝及設(shè)備的發(fā)展方向。自上世紀(jì)50年代，國外一些專家通過研宄指出砂帶磨削比其它加工方法更能勝任葉片型面的精加工，因此，現(xiàn)有葉片拋磨機(jī)床主要采用了砂帶磨床的形式。
[0004]國外如德國Metabo公司和美國Ex-Cel 1_0等公司已經(jīng)開發(fā)出產(chǎn)品化的葉片砂帶磨床。我國在該領(lǐng)域也進(jìn)行了一定的研宄，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開的發(fā)明專利200910191541.6,200910190832.3,200810242767.X、ZL200710019843.6、ZL200810050541.X和實(shí)用新型專利ZL200720033896.9.ZL200520020307.4公開了幾種不同結(jié)構(gòu)形式的砂帶拋磨機(jī)床，均采用恒定磨削力的形式，在加工過程中以等去除量的形式進(jìn)行型面跟隨式拋磨加工，很難對(duì)面型誤差及波紋度誤差進(jìn)行修正。
[0005]中國發(fā)明專利ZL 200710056223.X公開了一種具有曲面適應(yīng)性的葉片拋磨光整加工機(jī)床，采用三桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為工作臺(tái)，巧妙地利用和回避了并聯(lián)機(jī)構(gòu)在精度和剛性方面存在的不足，該發(fā)明所具備的曲目適應(yīng)性能夠?qū)崿F(xiàn)拋磨過程中磨削力方向的自調(diào)整，但卻不宜實(shí)現(xiàn)磨削力大小的精準(zhǔn)控制，因此，也不易實(shí)現(xiàn)對(duì)波紋度的修正。
[0006]中國發(fā)明專利ZL 200610155853.8公開了一種五坐標(biāo)自適應(yīng)葉片拋光機(jī)，該發(fā)明將被拋葉片葉身放置在與其相吻合的軟體模具中，在一定的壓力夾持下并加入一定的拋光介質(zhì)進(jìn)行機(jī)械拋光作業(yè)，可避免人工橫向拋光產(chǎn)生的橫向拋光痕跡對(duì)產(chǎn)品疲勞壽命的降低，該發(fā)明能完成對(duì)葉片的拋光加工，但是由于軟模本身具有一定的柔性，對(duì)于前道工序所產(chǎn)生的面型誤差和波紋度均不易修正。
[0007]中國發(fā)明專利ZL 200610155853.8公開了一種用于葉片型面砂帶柔性拋光機(jī)構(gòu)，采用拋光力可控的砂帶柔性磨頭拋光工藝方法，該方法對(duì)拋光接觸輪與葉片型面接觸力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，避免了剛性沖擊及過切現(xiàn)象，可以去除銑削后所產(chǎn)生的表面波紋，從而實(shí)現(xiàn)在拋光的同時(shí)完成表面修型的目的。但是該方法對(duì)力傳感器的分辨率和響應(yīng)速度及氣缸壓力控制回路的控制精度都提出了較高的要求，而反饋式壓力控制的特點(diǎn)決定了接觸壓力的調(diào)整不可避免的具有一定的滯后性，從而可能會(huì)引入一定的誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供了一種自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床，可根據(jù)葉片的實(shí)際面型誤差和波紋度實(shí)現(xiàn)拋磨接觸壓力的同步自適應(yīng)調(diào)整，能在一定程度上實(shí)現(xiàn)面型誤差和波紋度修正。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0010]一種自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床，包括床身、立柱、X軸拖板、Z軸拖板、C軸轉(zhuǎn)臺(tái)、頂尖座、Y軸滑塊、壓力軸滑板、壓力軸導(dǎo)軌和砂帶磨頭部件；其中，
[0011]X軸拖板由安裝在床身上的X軸導(dǎo)軌導(dǎo)向，并由安裝在床身內(nèi)的X軸絲杠傳動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)，能夠沿前后方向水平運(yùn)動(dòng)，在X軸拖板上端沿與X軸垂直方向安裝Z軸導(dǎo)軌，Z軸拖板由Z軸導(dǎo)軌導(dǎo)向并由安裝在X軸拖板內(nèi)的Z軸絲杠傳動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)，能夠沿左右方向水平運(yùn)動(dòng)，立柱安裝在床身上端后側(cè)，Y軸導(dǎo)軌沿豎直方向安裝在立柱前端面上，Y軸滑塊由Y軸導(dǎo)軌導(dǎo)向，并由安裝在立柱內(nèi)的Y軸絲杠傳動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)，能夠沿豎直方向運(yùn)動(dòng)；
[0012]在Z軸拖板上端左側(cè)設(shè)置C軸轉(zhuǎn)臺(tái)，加工時(shí)葉片在榫頭部位由安裝在C軸轉(zhuǎn)臺(tái)上的夾具夾緊，并由頂尖座沿?cái)[動(dòng)軸回轉(zhuǎn)軸線方向?qū)⑵漤斁o，C軸轉(zhuǎn)臺(tái)、頂尖座與葉片的回轉(zhuǎn)軸線同軸，頂尖座安裝在頂尖座拖板上，頂尖座拖板與導(dǎo)向塊之間采用燕尾導(dǎo)軌配合，頂尖座拖板帶動(dòng)頂尖座能夠沿其軸線移動(dòng)，導(dǎo)向塊安裝在Z軸拖板上端右側(cè)；
[0013]壓力軸滑板由沿X方向設(shè)置在Y軸滑塊上端面的壓力軸導(dǎo)軌導(dǎo)向，能夠沿前后方向水平移動(dòng)，砂帶磨頭部件安裝在壓力軸滑板上端。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:Y軸滑塊下設(shè)置氣缸，氣缸活塞桿穿過轉(zhuǎn)接板上的通孔，并在氣缸活塞桿前端設(shè)置螺母對(duì)轉(zhuǎn)接板進(jìn)行限位，轉(zhuǎn)接板同時(shí)與壓力軸滑板采用螺釘固定連接，在轉(zhuǎn)接板與氣缸活塞桿之間串聯(lián)設(shè)置壓力補(bǔ)償元件，壓力補(bǔ)償元件一端與轉(zhuǎn)接板連接，另一端與氣缸活塞桿連接。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:壓力軸導(dǎo)軌采用氣浮導(dǎo)軌，氣缸采用恒壓氣缸，在轉(zhuǎn)接板與氣缸活塞桿的結(jié)合部位設(shè)置石墨導(dǎo)套以減小摩擦，所述的壓力補(bǔ)償元件采用具有對(duì)置氣墊的恒壓式氣浮支承；在受到葉片表面型面誤差影響時(shí)，砂帶磨頭部件帶動(dòng)壓力軸滑板及轉(zhuǎn)接板)能夠沿X方向發(fā)生微米量級(jí)的移動(dòng)，串聯(lián)設(shè)置在轉(zhuǎn)接板與氣缸活塞桿之間的恒壓式氣浮支承利用自身對(duì)置氣墊的壓力平衡作用實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:砂帶磨頭部件包括基板和設(shè)置在基板上的接觸輪支架、驅(qū)動(dòng)輪支架和張緊輪支架，接觸輪、驅(qū)動(dòng)輪和張緊輪分別設(shè)置在接觸輪支架、驅(qū)動(dòng)輪支架和張緊輪支架上，砂帶包絡(luò)在接觸輪、驅(qū)動(dòng)輪和張緊輪外側(cè)，通過調(diào)整張緊輪的位置調(diào)整砂帶的張緊力，砂帶的運(yùn)動(dòng)方向位于垂直于葉片回轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)，基板與壓力軸滑板固定連接，在基板上安裝變頻無級(jí)調(diào)速交流電機(jī)，其通過同步帶傳動(dòng)部件變速后帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0018]本發(fā)明在恒壓氣缸的活塞桿與砂帶磨頭部件之間串聯(lián)設(shè)置了壓力補(bǔ)償元件，由恒壓氣缸與壓力補(bǔ)償元件共同作用形成拋磨接觸壓力，砂帶對(duì)葉片的理論拋磨軌跡按照葉片的理想型面生成，數(shù)控系統(tǒng)按照該理論拋磨軌跡實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸、Z軸及C軸的四軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在加工過程中，由于葉片本身面型誤差及波紋度的存在，拋磨接觸點(diǎn)會(huì)沿壓力軸方向而偏離理論拋磨軌跡，此時(shí)，恒壓氣缸始終保持恒定的壓力值，而壓力補(bǔ)償元件的作用壓力則會(huì)隨著偏離量的變化而發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)拋磨接觸壓力補(bǔ)償。在拋磨接觸點(diǎn)朝葉片自身偏離時(shí)(實(shí)際型面相對(duì)理想型面為凹陷狀態(tài)時(shí))，壓力補(bǔ)償元件會(huì)隨之減小作用壓力，從而減小拋磨去除量，而在拋磨接觸點(diǎn)遠(yuǎn)離葉片自身時(shí)(實(shí)際型面相對(duì)理想型面為凸起狀態(tài)時(shí))，壓力補(bǔ)償元件會(huì)隨之增大作用壓力，從而增大拋磨去除量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于進(jìn)一步提出可采用具有對(duì)置氣墊的恒壓式氣浮支承作為壓力補(bǔ)償元件，利用對(duì)置氣墊的壓力平衡作用實(shí)現(xiàn)上述拋磨接觸壓力補(bǔ)償效果。在以往公開的采用傳感器檢測拋磨接觸壓力并通過調(diào)節(jié)氣缸的氣壓而實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ?，由于傳感器檢測反饋及氣壓調(diào)節(jié)的響應(yīng)時(shí)間而存在一定的滯后性。本發(fā)明將對(duì)置氣墊的恒壓式氣浮支承作為壓力補(bǔ)償元件，避免了控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間而引入的滯后問題，提高了壓力補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)速度，由于本發(fā)明中氣缸自身處于恒壓工作狀態(tài)，也提高了其穩(wěn)定性。綜上所述，本發(fā)明通過對(duì)拋磨接觸壓力的實(shí)時(shí)修正實(shí)現(xiàn)了葉片拋磨加工的自適應(yīng)修型，在實(shí)現(xiàn)葉片拋光的前提下，可以在一定程度上修正葉片表面的面型誤差和波紋度，提高葉片的面型精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明中壓力軸部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明中壓力軸部件的剖視圖；
[0022]圖4為本發(fā)明中砂帶磨頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明中具有對(duì)置氣墊的恒壓式氣浮支承原理圖；
[0024]圖6為本發(fā)明自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床的工作原理圖。
[0025]圖中各標(biāo)號(hào)的名稱分別為:1為床身，2為X軸導(dǎo)軌，3為X軸絲杠傳動(dòng)部件，4為X軸拖板，5為Z軸導(dǎo)軌，6為Z軸拖板，7為C軸轉(zhuǎn)臺(tái)，8為夾具，9為葉片，10為砂帶磨頭部件，10-1為安裝基板，10-2為張緊輪安裝支架，10-3為張緊輪，10-4為同步帶傳動(dòng)部件，10-5為驅(qū)動(dòng)輪，10-6為驅(qū)動(dòng)輪安裝支架，10-7為接觸輪安裝支架，10-8為接觸輪，10-9為砂帶，10-10為變頻無級(jí)調(diào)速交流電機(jī)，11為Y軸絲杠傳動(dòng)部件，12為Y軸導(dǎo)軌，13為立柱，14為壓力軸滑板，15為Y軸滑塊，16為頂尖座，17為頂尖座拖板，18為導(dǎo)向塊，19為Z軸絲杠傳動(dòng)部件，20為壓力軸導(dǎo)軌，21為氣缸，22為氣缸活塞桿，23為壓力補(bǔ)償元件，24為螺母，25為轉(zhuǎn)接板，231為動(dòng)子，232為左氣膜，233為節(jié)流器，234為定子，235為右氣膜。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)際結(jié)構(gòu)并不僅限于下述的實(shí)施例。
[0027]參見圖1?3，本發(fā)明一種自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床，包括床身1、立柱13、X軸拖板4、Z軸拖板6、C軸轉(zhuǎn)臺(tái)7、頂尖座16、Y軸滑塊15、壓力軸滑板14、壓力軸導(dǎo)軌20和砂帶磨頭部件10。
[0028]其中，X軸拖板4由安裝在床身I上的X軸導(dǎo)軌2導(dǎo)向，并由安裝在床身I內(nèi)的X軸絲杠傳動(dòng)部件3驅(qū)動(dòng)，能夠沿前后方向水平運(yùn)動(dòng)，在X軸拖板4上端沿與X軸垂直方向安裝Z軸導(dǎo)軌5，Z軸拖板6由Z軸導(dǎo)軌5導(dǎo)向并由安裝在X軸拖板4內(nèi)的Z軸絲杠傳動(dòng)部件19驅(qū)動(dòng)，能夠沿左右方向水平運(yùn)動(dòng)，立柱13安裝在床身I上端后側(cè)，Y軸導(dǎo)軌12沿豎直方向安裝在立柱13前端面上，Y軸滑塊15由Y軸導(dǎo)軌12導(dǎo)向，并由安裝在立柱13內(nèi)的Y軸絲杠傳動(dòng)部件11驅(qū)動(dòng)，能夠沿豎直方向運(yùn)動(dòng)；在Z軸拖板6上端左側(cè)設(shè)置C軸轉(zhuǎn)臺(tái)7，加工時(shí)葉片9在榫頭部位由安裝在C軸轉(zhuǎn)臺(tái)7上的夾具8夾緊，并由頂尖座16沿?cái)[動(dòng)軸回轉(zhuǎn)軸線方向?qū)⑵漤斁o，C軸轉(zhuǎn)臺(tái)7、頂尖座16與葉片9的回轉(zhuǎn)軸線同軸，頂尖座16安裝在頂尖座拖板17上，頂尖座拖板17與導(dǎo)向塊18之間采用燕尾導(dǎo)軌配合，頂尖座拖板17帶動(dòng)頂尖座16能夠沿其軸線移動(dòng)，導(dǎo)向塊18安裝在Z軸拖板6上端右側(cè)；壓力軸滑板14由沿X方向設(shè)置在Y軸滑塊15上端面的壓力軸導(dǎo)軌20導(dǎo)向，能夠沿前后方向水平移動(dòng)，砂帶磨頭部件10安裝在壓力軸滑板14上端。
[0029]參見圖2?3，所述的Y軸滑塊15下設(shè)置氣缸21，氣缸活塞桿22氣缸活塞桿22穿過轉(zhuǎn)接板25上的通孔，并在氣缸活塞桿22前端設(shè)置螺母24對(duì)轉(zhuǎn)接板25進(jìn)行限位，轉(zhuǎn)接板25同時(shí)與壓力軸滑板14采用螺釘固定連接，在轉(zhuǎn)接板25與氣缸活塞桿22之間串聯(lián)設(shè)置壓力補(bǔ)償元件23，壓力補(bǔ)償元件23 —端與轉(zhuǎn)接板25連接，另一端與氣缸活塞桿22連接。
[0030]本發(fā)明中所述的壓力軸導(dǎo)軌20采用氣浮導(dǎo)軌，所述的氣缸21采用恒壓氣缸，在轉(zhuǎn)接板25氣缸活塞桿22的結(jié)合部位可設(shè)置石墨導(dǎo)套以減小摩擦，所述的壓力補(bǔ)償元件23可采用具有對(duì)置氣墊的恒壓式氣浮支承，在受到葉片9表面型面誤差影響時(shí)，砂帶磨頭部件10帶動(dòng)壓力軸滑板14及轉(zhuǎn)接板25能夠沿X方向發(fā)生微米量級(jí)的移動(dòng)，串聯(lián)設(shè)置在轉(zhuǎn)接板25與氣缸活塞桿22之間的恒壓式氣浮支承可利用自身對(duì)置氣墊的壓力平衡作用實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償。
[0031]參見圖1和圖4，所述的砂帶磨頭部件10包括基板10-1和設(shè)置在基板10-1上的接觸輪支架10-7、驅(qū)動(dòng)輪支架10-6和張緊輪支架10-2，接觸輪10-8、驅(qū)動(dòng)輪10_5和張緊輪10-3分別設(shè)置在接觸輪支架10-7、驅(qū)動(dòng)輪支架10-6和張緊輪支架10-2上，砂帶10_9包絡(luò)在接觸輪10-8、驅(qū)動(dòng)輪10-5和張緊輪10-3外側(cè)，通過調(diào)整張緊輪10-3的位置調(diào)整砂帶10-9的張緊力，砂帶10-9的運(yùn)動(dòng)方向位于垂直于葉片9回轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)，基板10-1與壓力軸滑板14固定連接，在基板10-1上安裝變頻無級(jí)調(diào)速交流電機(jī)10-10，其通過同步帶傳動(dòng)部件10-4變速后帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪10-5轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032]本發(fā)明在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，要求接觸輪外圓砂帶的拋磨加工點(diǎn)處于壓力軸氣缸活塞的軸線上。另外，設(shè)置配重部件用于平衡豎直軸運(yùn)動(dòng)部件的重力。
[0033]本發(fā)明中所述的具有對(duì)置氣墊的恒壓式氣浮支承的工作原理如圖5所示，當(dāng)定子234與動(dòng)子231之間沿X方向產(chǎn)生相對(duì)位移時(shí)，左氣膜232與右氣膜235的厚度會(huì)發(fā)生變化，在節(jié)流器233作用下，氣膜壓力也會(huì)隨之發(fā)生變化；當(dāng)左氣膜232的厚度減小而右氣膜235的厚度增加時(shí)，動(dòng)子231會(huì)受到一個(gè)沿X負(fù)方向的壓力增量，反之，當(dāng)左氣膜232的厚度增加而右氣膜235的厚度減小時(shí)，動(dòng)子231會(huì)受到一個(gè)沿X正方向的壓力增量。在本發(fā)明的具體實(shí)施中，當(dāng)采用具有對(duì)置氣墊的恒壓式氣浮支承作為壓力補(bǔ)償元件23時(shí)，可將其定子234與氣缸活塞桿22連接，動(dòng)子231與轉(zhuǎn)接板25連接，則壓力補(bǔ)償元件23的作用壓力等于左氣膜232的氣膜壓力與右氣膜235的氣膜壓力的差值；在加工開始時(shí)，由于接觸輪10-8與葉片9預(yù)壓的作用，右氣膜235的厚度大于左氣膜232的厚度，在加工過程中當(dāng)拋磨接觸點(diǎn)朝葉片自身偏離時(shí)(實(shí)際型面相對(duì)理想型面為凹陷狀態(tài)時(shí))，即動(dòng)子231相對(duì)定子234向X負(fù)方向偏移時(shí)，左氣膜232的厚度增加，其氣膜壓力減小，右氣膜235的厚度減小，其氣膜壓力增大，則壓力補(bǔ)償元件23的作用壓力隨之減小，拋磨去除量也隨之減?。环粗?，當(dāng)拋磨接觸點(diǎn)遠(yuǎn)離葉片自身時(shí)(實(shí)際型面相對(duì)理想型面為凸起狀態(tài)時(shí))，即動(dòng)子231相對(duì)定子234向X正方向偏移時(shí)，左氣膜232的厚度減小，其氣膜壓力增大，右氣膜235的厚度增加，其氣膜壓力減小，即壓力補(bǔ)償元件23的作用壓力隨之增大，拋磨去除量也隨之增大；所述左氣膜232與右氣膜235的氣膜設(shè)計(jì)厚度為15?30微米。
[0034]本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床的工作過程如下:首先由葉片9的理想型面生成加工軌跡，在加工起始時(shí)，接觸輪10-8與葉片9之間進(jìn)行預(yù)壓，即氣缸21處于恒定工作壓力狀態(tài)，通過X軸拖板4帶動(dòng)砂帶磨頭部件10的進(jìn)給調(diào)整使壓力補(bǔ)償元件23存在一定的預(yù)壓力，加工時(shí)通過數(shù)控系統(tǒng)控制使X軸、Y軸、Z軸和C軸實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，使接觸輪10-8與加工型面的理論接觸點(diǎn)沿著由葉片9的理想型面生成的加工軌跡進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，在該過程中，氣缸21保持恒定的工作壓力，而壓力補(bǔ)償元件23根據(jù)上述原理自適應(yīng)調(diào)整壓力大小，接觸輪10-8與加工型面之間的法向壓力Fpg在加工過程中的變化趨勢如圖6所示，拋磨去除量也會(huì)隨著Fpg的變化而發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)了葉片拋磨加工的自適應(yīng)修型，在保證實(shí)現(xiàn)葉片拋光的前提下，可以在一定程度上修正葉片表面的面型誤差和波紋度，提尚葉片的面型精度。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床，其特征在于:包括床身(I)、立柱(13)、X軸拖板⑷、Z軸拖板(6)、C軸轉(zhuǎn)臺(tái)(7)、頂尖座(16)、Y軸滑塊(15)、壓力軸滑板(14)、壓力軸導(dǎo)軌(20)和砂帶磨頭部件(10);其中， X軸拖板⑷由安裝在床身⑴上的X軸導(dǎo)軌⑵導(dǎo)向，并由安裝在床身⑴內(nèi)的X軸絲杠傳動(dòng)部件(3)驅(qū)動(dòng)，能夠沿前后方向水平運(yùn)動(dòng)，在X軸拖板(4)上端沿與X軸垂直方向安裝Z軸導(dǎo)軌(5)，Z軸拖板(6)由Z軸導(dǎo)軌(5)導(dǎo)向并由安裝在X軸拖板⑷內(nèi)的Z軸絲杠傳動(dòng)部件(19)驅(qū)動(dòng)，能夠沿左右方向水平運(yùn)動(dòng)，立柱(13)安裝在床身(I)上端后側(cè)，Y軸導(dǎo)軌(12)沿豎直方向安裝在立柱(13)前端面上，Y軸滑塊(15)由Y軸導(dǎo)軌(12)導(dǎo)向，并由安裝在立柱(13)內(nèi)的Y軸絲杠傳動(dòng)部件(11)驅(qū)動(dòng)，能夠沿豎直方向運(yùn)動(dòng)； 在Z軸拖板(6)上端左側(cè)設(shè)置C軸轉(zhuǎn)臺(tái)(7)，加工時(shí)葉片(9)在榫頭部位由安裝在C軸轉(zhuǎn)臺(tái)(7)上的夾具(8)夾緊，并由頂尖座(16)沿?cái)[動(dòng)軸回轉(zhuǎn)軸線方向?qū)⑵漤斁o，C軸轉(zhuǎn)臺(tái)(7)、頂尖座(16)與葉片(9)的回轉(zhuǎn)軸線同軸，頂尖座(16)安裝在頂尖座拖板(17)上，頂尖座拖板(17)與導(dǎo)向塊(18)之間采用燕尾導(dǎo)軌配合，頂尖座拖板(17)帶動(dòng)頂尖座(16)能夠沿其軸線移動(dòng)，導(dǎo)向塊(18)安裝在Z軸拖板(6)上端右側(cè)； 壓力軸滑板(14)由沿X方向設(shè)置在Y軸滑塊(15)上端面的壓力軸導(dǎo)軌(20)導(dǎo)向，能夠沿前后方向水平移動(dòng)，砂帶磨頭部件(10)安裝在壓力軸滑板(14)上端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床，其特征在于:Y軸滑塊(15)下設(shè)置氣缸(21)，氣缸活塞桿(22)穿過轉(zhuǎn)接板(25)上的通孔，并在氣缸活塞桿(22)前端設(shè)置螺母(24)對(duì)轉(zhuǎn)接板(25)進(jìn)行限位，轉(zhuǎn)接板(25)同時(shí)與壓力軸滑板(14)采用螺釘固定連接，在轉(zhuǎn)接板(25)與氣缸活塞桿(22)之間串聯(lián)設(shè)置壓力補(bǔ)償元件(23)，壓力補(bǔ)償元件(23) —端與轉(zhuǎn)接板(25)連接，另一端與氣缸活塞桿(22)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床，其特征在于:壓力軸導(dǎo)軌(20)采用氣浮導(dǎo)軌，氣缸(21)采用恒壓氣缸，在轉(zhuǎn)接板(25)與氣缸活塞桿(22)的結(jié)合部位設(shè)置石墨導(dǎo)套以減小摩擦，所述的壓力補(bǔ)償元件(23)采用具有對(duì)置氣墊的恒壓式氣浮支承；在受到葉片(9)表面型面誤差影響時(shí)，砂帶磨頭部件(10)帶動(dòng)壓力軸滑板(14)及轉(zhuǎn)接板(25)能夠沿X方向發(fā)生微米量級(jí)的移動(dòng)，串聯(lián)設(shè)置在轉(zhuǎn)接板(25)與氣缸活塞桿(22)之間的恒壓式氣浮支承利用自身對(duì)置氣墊的壓力平衡作用實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)修型葉片砂帶拋磨機(jī)床，其特征在于:砂帶磨頭部件(10)包括基板(10-1)和設(shè)置在基板(10-1)上的接觸輪支架(10-7)、驅(qū)動(dòng)輪支架(10-6)和張緊輪支架(10-2)，接觸輪(10-8)、驅(qū)動(dòng)輪(10-5)和張緊輪(10-3)分別設(shè)置在接觸輪支架(10-7)、驅(qū)動(dòng)輪支架(10-6)和張緊輪支架(10-2)上，砂帶(10-9)包絡(luò)在接觸輪(10_8)、驅(qū)動(dòng)輪(10-5)和張緊輪(10-3)外側(cè)，通過調(diào)整張緊輪(10-3)的位置調(diào)整砂帶(10-9)的張緊力，砂帶(10-9)的運(yùn)動(dòng)方向位于垂直于葉片(9)回轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)，基板(10-1)與壓力軸滑板(14)固定連接，在基板(10-1)上安裝變頻無級(jí)調(diào)速交流電機(jī)(10-10)，其通過同步帶傳動(dòng)部件(10-4)變速后帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪(10-5)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B24B21/16GK104440474SQ201410726896
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】薛飛, 宋冬冬 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)