專利名稱：五軸聯(lián)動葉片加工中心的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種五軸聯(lián)動葉片加工中心，屬于機械制造領域。
背景技術：
葉片是汽輪機、航空航天發(fā)動機等的核心部件之一。葉片型面為空間曲面，形狀復雜，葉根圓角由多個變直徑的圓弧組成，有的葉身中部還帶有阻尼臺。國內(nèi)目前加工葉片主要采用以下設備和方法1、三軸機床，用來加工形狀相對簡單的葉片，先銑削葉片一面，然后翻面裝夾，再銑削另一面。此方法往往需要多次的翻面，是一種低效率的加工方法，但是該方法應用較早，積累了大量的經(jīng)驗，目前國內(nèi)還在用；2、配A軸的四軸機床，無需手動翻面，效率有所提高。目前，葉片的形狀越來越復雜，三軸、四軸聯(lián)動機床已難以加工，同時，市場對葉片的需求量巨大，葉片加工能力嚴重不足。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述存在的技術問題，本實用新型提供一種專門用來加工汽輪機、航空航天發(fā)動機等葉片和其他窄長型具有空間復雜曲面零件的五軸聯(lián)動葉片加工機床。本實用新型的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的五軸聯(lián)動葉片加工中心，其特征在于加工中心包括床身及XI、X2、Y、ZU Z2五個直線軸和A軸、副A軸、B軸三個回轉(zhuǎn)軸， 在床身上方設有Xl軸拖板，Xl軸拖板上方設有Y軸拖板，在Y軸拖板上固定安裝B軸，銑削主軸通過支架與B軸聯(lián)接在一起，B軸回轉(zhuǎn)中心與水平面成45°，銑削主軸軸線與B軸回轉(zhuǎn)中心成45°，在床身前方設有Zl軸拖板、Z2軸拖板，在Zl軸拖板上固定安裝作為A軸的頭架，在Z2軸拖板上固定安裝作為副A軸的尾架，在床身側(cè)面裝有刀庫。所述的Zl軸拖板、Z2軸拖板為一體拖板，在一體拖板上安裝頭架、尾架。本實用新型的有益效果本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)，本實用新型設計獨特，布局合理，刀具和工件的運動系統(tǒng)分配均衡，刀具運動系統(tǒng)包括χ 、γ、Β軸，工件運動系統(tǒng)包括Z1、 Z2、A、副A軸，整機剛性好，各軸動態(tài)性能匹配良好，可以有效的避免葉片加工過程中的“過切”現(xiàn)象，加工效率高，制造和維修方便。機床的B軸回轉(zhuǎn)中心與水平面成45°，銑削主軸軸線與B軸回轉(zhuǎn)中心成45°，并優(yōu)化了刀尖運動，使刀尖點處在B軸回轉(zhuǎn)中心上或其附近， 這些結(jié)構(gòu)特點不僅可以最大限度的避免加工干涉，而且可以減少不必要的Xl軸插補運動， 以便提高葉片的表面加工質(zhì)量；同時，由切削力產(chǎn)生的扭矩也不會被傳輸?shù)紹軸上；機床直線運動部件采用滾柱直線導軌和滾珠絲杠傳動，并配有高精度光柵尺閉環(huán)控制，剛性好，精度高；A軸、副A軸、B軸均采用力矩電機直接驅(qū)動，支撐軸承采用轉(zhuǎn)臺軸承，配有高精度角度編碼器閉環(huán)控制，徹底消除反向間隙，動態(tài)性能好，輸出扭矩大，剛性好，回轉(zhuǎn)精度高；由于配有副A軸和Z2軸，對于相對較長的葉片加工時，可以對葉片進行“拉伸”旋轉(zhuǎn)，改變了傳統(tǒng)加工中的“頂”旋轉(zhuǎn)，最大限度的減少長葉片的變形。


3[0007]圖1本實用新型五軸聯(lián)動葉片加工中心的主視圖。圖2為圖1的右視圖。圖中標志1、頭架；2、尾架；3頭架底座；4、尾架底座；5、Zl軸拖板；6、Z2軸拖板； 7、Zl軸底座；8、X2軸拖板；9、床身；10、Xl軸拖板；11、Y軸拖板；12、B軸；13、支架；14、銑削主軸；15、刀庫；16、刀庫支架。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的一種五軸聯(lián)動葉片加工中心具體實施方式
作進一步的詳述。圖1和圖2是本實用新型的一種五軸聯(lián)動葉片加工中心基本示意圖，含有5個直線軸Xl、X2、Y、Zl、Z2和3個回轉(zhuǎn)軸A軸、副A軸、B軸。加工中心的基礎為床身9，床身9的上方為Xl軸拖板10，Xl軸拖板10左右運動實現(xiàn)Xl軸，Xl軸拖板10上方為Y軸拖板11，Y軸拖板11前后運動實現(xiàn)Y軸，力矩電機驅(qū)動的B軸12聯(lián)接在Y軸拖板11上，在B軸上裝有高精度角度編碼器，且B軸回轉(zhuǎn)中心與水平面成45° ；銑削主軸14通過支架13與力矩電機驅(qū)動的B軸12聯(lián)接在一起，銑削主軸14 的軸線與力矩電機驅(qū)動的B軸12的回轉(zhuǎn)中心成45°夾角，通過優(yōu)化刀尖點的位置，使刀尖點在力矩電機驅(qū)動的B軸12的回轉(zhuǎn)中心上或其附近，減少不必要的因力矩電機驅(qū)動的B軸 12回轉(zhuǎn)而進行的Xl軸插補運動。銑削主軸14隨力矩電機驅(qū)動的B軸12的回轉(zhuǎn)而擺動，擺動范圍士50°，床身9前方左側(cè)的Zl軸底座7與床身9聯(lián)接，Zl軸底座7前方為Zl軸拖板5，Zl軸拖板5上下運動實現(xiàn)Zl軸，Zl軸拖板5上方為頭架底座3，頭架底座3上方裝有力矩電機驅(qū)動的頭架1，力矩電機驅(qū)動的頭架1可以連續(xù)回轉(zhuǎn)實現(xiàn)A軸，在頭架1上裝有高精度角度編碼器；床身9前方右側(cè)有X2軸拖板8，X2軸拖板8可以左右移動實現(xiàn)X2軸，以適應不同長度葉片加工，X2軸拖板8可以作為Z2軸底座，在Z2軸底座(X2軸拖板8)的前方設有Z2軸拖板6，Z2軸拖板6上下運動實現(xiàn)Z2軸，Zl軸拖板5同Z2軸拖板6通過各自的驅(qū)動系統(tǒng)同步上下運動，Z2軸拖板6上方為尾架底座4，尾架底座4上方裝有力矩電機驅(qū)動的尾架2，力矩電機驅(qū)動的尾架2可以連續(xù)回轉(zhuǎn)實現(xiàn)副A軸，在尾架2上裝有高精度角度編碼器。刀庫15通過刀庫支架16聯(lián)接在床身9左側(cè)，刀庫15容量為M把，刀具接口 HSK-A63，機床采用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)控制。機床還有另一種布置形式，ZU Z2軸共用一個拖板，頭架和尾架均聯(lián)接在此拖板上，尾架可以左右移動，尾架采用頂尖形式，適用于較小規(guī)格葉片加工。
權(quán)利要求1.五軸聯(lián)動葉片加工中心，其特征在于加工中心包括床身及乂132、￥、21、22五個直線軸和A軸、副A軸、B軸三個回轉(zhuǎn)軸，在床身上方設有Xl軸拖板，Xl軸拖板上方設有Y軸拖板，在Y軸拖板上固定安裝B軸，銑削主軸通過支架與B軸聯(lián)接在一起，B軸回轉(zhuǎn)中心水與平面成45°，銑削主軸軸線與B軸回轉(zhuǎn)中心成45°，在床身前方設有Zl軸拖板、Z2軸拖板，在Zl軸拖板上固定安裝作為A軸的頭架，在Z2軸拖板上固定安裝作為副A軸的尾架， 在床身側(cè)面裝有刀庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸聯(lián)動葉片加工中心，其特征在于所述的Zl軸拖板、Z2 軸拖板為一體拖板，在一體拖板上安裝頭架、尾架。
專利摘要五軸聯(lián)動葉片加工中心，屬于機械制造領域。五軸聯(lián)動葉片加工中心包括床身及X1、X2、Y、Z1、Z2五個直線軸和A軸、副A軸、B軸三個回轉(zhuǎn)軸，在床身上方設有X1軸拖板，X1軸拖板上方設有Y軸拖板，在Y軸拖板上固定安裝B軸，銑削主軸通過支架與B軸聯(lián)接在一起，B軸回轉(zhuǎn)中心與水平面成45°，銑削主軸軸線與B軸回轉(zhuǎn)中心成45°，在床身前方設有Z1軸拖板、Z2軸拖板，在Z1軸拖板上固定安裝作為A軸的頭架，在Z2軸拖板上固定安裝作為副A軸的尾架，在床身側(cè)面裝有刀庫。本實用新型設計獨特，布局合理，刀具和工件的運動系統(tǒng)分配均衡，各軸動態(tài)性能匹配良好，可以有效的避免葉片加工過程中的“過切”現(xiàn)象，加工效率高，制造和維修方便。
文檔編號B23C3/18GK202192309SQ20112023405
公開日2012年4月18日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者劉春時, 劉洪強, 孔祥志, 李兆維, 李曉雷, 李焱, 李鵬, 楊迪, 林劍峰, 王志鑫, 羅志久, 邴旭, 郭進彪, 金鐵, 顏克輝 申請人:沈陽機床(集團)設計研究院有限公司