專利名稱：一種用于葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性拋光機構(gòu)，特別是一種用于葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)。屬于機械設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，適用于航空發(fā)動機葉片復(fù)雜曲面的拋光加工工藝。
背景技術(shù)：
葉片作為發(fā)動機的心臟，受到發(fā)動機大涵道比、高推重比及長壽命等要求的影響， 葉片形狀趨于復(fù)雜，幾何尺寸漸進(jìn)增大，對其關(guān)鍵制造技術(shù)提出了更高的要求。發(fā)動機葉片表面是典型的高自由度復(fù)雜曲面，表面質(zhì)量、型面精度要求非常高，拋光加工工藝作為葉片成型的最終工藝，起著致關(guān)重要的關(guān)鍵性作用。由于葉片形狀復(fù)雜非常薄，扭曲度大、葉展長的特點，使得葉片在拋光過程中受力容易產(chǎn)生變形，尤其是對于型面尺寸精度要求很高的葉片進(jìn)排氣邊，拋光力度導(dǎo)致其變形的情況時有發(fā)生，影響型面尺寸精度，甚至損壞葉片。同時，葉片銑削工藝產(chǎn)生的表面波紋使得拋光過程中容易產(chǎn)生刀具和葉片的雙重振動，影響拋光質(zhì)量。此外，目前普遍的拋光方法是操作人員手工夾持葉片進(jìn)行表面拋光加工，其拋光工藝質(zhì)量及工作效率較低都制約著航空發(fā)動機的批量生產(chǎn)和應(yīng)用需求。中國專利200820045975. 6中公開了一種砂光機，是用于平面打磨、拋光的機械裝置，它包括安裝驅(qū)動砂帶運動的砂帶機構(gòu)，砂帶機構(gòu)安裝在可上下移動的立柱機構(gòu)上，其特點在于安裝砂布帶的砂帶機構(gòu)、固定工件的工作臺機構(gòu)位置可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過數(shù)控電路控制，全自動化操作，拋光效率較高。在專利200610155853. 8中描述了一種五坐標(biāo)自適應(yīng)葉片拋光機，被拋光葉片安裝在所述拋光機中的葉片夾具上，同時，被拋光的葉片葉身在與其相吻合的軟體模具中在一定壓力夾持下并加入一定的拋修介質(zhì)進(jìn)行機械拋光作業(yè)，特點是所述拋光機進(jìn)行葉片自動機械拋光過程是在空間直角坐標(biāo)系中，被拋光的葉片在拋光機的控制下沿上下(Z軸)、前后(X軸)、左右(Y軸)運動，同時還能分別繞Z、X軸向旋轉(zhuǎn)運動。該五坐標(biāo)自適應(yīng)葉片拋光機可廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機、燃?xì)廨啓C等透平機械葉片的自適應(yīng)拋光工藝操作中。專利02824300. 5中提出了一種用于拋光燃?xì)廨啓C葉片表面的方法和設(shè)備，它的特點是一金屬的防腐層借助一干冰射流來拋光，由此避免了表面沾染雜質(zhì)并獲得成本方面的優(yōu)點?，F(xiàn)有公開的文獻(xiàn)“自由曲面六軸聯(lián)動砂帶磨削機床試驗”(《重慶大學(xué)學(xué)報》2008， 31(6) =598-602.)中介紹了一種用于自由曲面表面磨削用砂帶機床，其中提出了一種雙擺動砂帶磨頭，由磨頭支撐板、主軸驅(qū)動電機、恒壓浮動機構(gòu)、砂帶張緊機構(gòu)、砂帶驅(qū)動輪、過渡輪等組成，并經(jīng)過磨削試驗取得了較好的葉片表面質(zhì)量。在公開的文獻(xiàn)“Research on The Double-sided Grinding and Poli shing Machine Tool System，，(2010 :1968-197L ) 中提出一種雙向的砂帶拋光機構(gòu)，可以對葉片兩面進(jìn)行同時拋光加工，極大的提高了葉片表面拋光效率。但是，上述提及的專利和公開的文獻(xiàn)中介紹的砂帶拋光機構(gòu)可以對葉片表面進(jìn)行拋光，只是從葉片表面拋光的可行性方面進(jìn)行了研究，實現(xiàn)了葉片拋光定型，還無法滿足葉片表面定性要求，對于葉片表面形態(tài)及表面波紋等狀況無法做到適應(yīng)，拋光后葉片表面會由于波紋的影響產(chǎn)生顫紋等，拋光后葉片表面質(zhì)量不能夠完全滿足要求。目前較為普遍的還是采用人工操作拋光方法進(jìn)行葉片拋光加工，工作強度大，質(zhì)量不穩(wěn)定等都影響著葉片使用性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種用于葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)，其目的在于使砂帶拋光輪可以適應(yīng)葉片表面曲率及銑削后表面波紋，避免剛性沖擊產(chǎn)生的變形，同時以自動化數(shù)控拋光工藝代替手工拋光方法，提高了葉片表面拋光質(zhì)量，同時也提高了拋光加工工作效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該砂帶柔性拋光機構(gòu)包括基板、 柔性機構(gòu)、輥輪、糾偏機構(gòu)、張緊氣缸、驅(qū)動輪、安裝架；柔性機構(gòu)還包括導(dǎo)軌、移動體、拋光輪、氣缸、活塞架、輥輪固定架；所述基板上分布設(shè)置有數(shù)個螺紋孔，用于安裝砂帶柔性機構(gòu)的各部分；柔性機構(gòu)驅(qū)使拋光輪沿其固定軸方向動作，控制拋光力度的大小，避免剛性沖擊；輥輪安裝在基板上支撐砂帶，驅(qū)動輪帶動砂帶在輥輪上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，張緊氣缸使砂帶在輥輪上產(chǎn)生預(yù)緊力，避免打滑現(xiàn)象的發(fā)生，糾偏機構(gòu)調(diào)整砂帶運行過程中的跑偏現(xiàn)象；電機帶動驅(qū)動輪為砂帶高速旋轉(zhuǎn)提供動力。所述的基板為兩面對稱薄板，縱向截面為六邊形，其前部分置有鏤空的長方形槽孔，槽孔內(nèi)壁分布有兩個長度相同等直徑的通孔，用于安裝柔性機構(gòu)；基板頂部置有一凹槽，用于安裝糾偏機構(gòu)，基板中心位置設(shè)有驅(qū)動輪定位孔，與槽孔同在基板的軸線上。所述的導(dǎo)軌為圓柱形結(jié)構(gòu)，其安裝固定于基板之上槽孔內(nèi)壁的兩個通孔內(nèi)，作為柔性機構(gòu)的滑動軌道。所述移動體由三個部分組成，分別為與圓柱形導(dǎo)軌配合做直線移動的長方體滑動基體、進(jìn)行拋光輪固定和調(diào)節(jié)的固定體、輥輪固定架，其中滑動基體呈長方體結(jié)構(gòu)，在其長度方向內(nèi)部上下對稱分布有兩個通孔，與導(dǎo)軌之間軸孔配合；固定體為長方體，長度方向上分布有一個通孔，用于固定拋光輪；輥輪固定架為厚度均勻凸臺結(jié)構(gòu)，上分布有輥輪固定軸；拋光輪由軸承及軸承外套組成，外套為橡膠材料，減小拋光時的剛性接觸；氣缸使整個移動體沿著導(dǎo)軌方向上作直線移動，產(chǎn)生機構(gòu)柔性動作。活塞架連接氣缸與移動體，從而推動活塞架帶動移動體動作。所述的輥輪為圓柱形結(jié)構(gòu)，通過軸孔配合，安裝于基體上支撐砂帶。所述糾偏機構(gòu)包括旋鈕、擺動軸、支撐體；旋鈕為兩個直徑不等的圓柱相連接，小直徑圓柱的一端置有螺紋安裝在支撐體上；擺動軸一端為圓柱形與輥輪配合，其上有一通孔插入軸構(gòu)成擺動副，擺動副使輥輪上下微擺動調(diào)整砂帶跑偏現(xiàn)象；支撐體為兩個大小不同的長方體連接而成，底部為大表面長方體，其上有螺紋孔與旋鈕連接，上部為小長方體， 其上通孔通過軸與擺動軸上的通孔連接固定，安裝于大長方體中心部位。所述的張緊氣缸為長方體結(jié)構(gòu)，固定于基板上，用于為砂帶提供預(yù)緊力。所述的驅(qū)動輪為圓柱輪結(jié)構(gòu)，通過電機帶動其高速轉(zhuǎn)動，為砂帶轉(zhuǎn)動提供動力。所述安裝架通過螺釘固定于基板上，另一端為有錐度的圓柱體與數(shù)控機床連接。本發(fā)明一種用于葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)，該砂帶柔性拋光機構(gòu)由安裝架固安在數(shù)控機床上，通過數(shù)控編程，選用合適參數(shù)的砂帶對葉片表面進(jìn)行拋光。在砂帶柔性拋光機構(gòu)工作過程中，驅(qū)動輪帶動砂帶在輥輪上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，對柔性機構(gòu)中的氣缸進(jìn)行控制，使得拋光輪可進(jìn)行軸向的位移動作，即拋光過程中的柔性讓刀動作，避免了由于剛性沖擊引起的葉片型面變形及損壞。拋光過程中產(chǎn)生的砂帶跑偏現(xiàn)象通過糾偏機構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實現(xiàn)了葉片型面自動化拋光工藝，不僅提高了葉片型面拋光效率，同時也提高了葉片表面質(zhì)量，降低其報廢率。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明一種用于葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)的示意圖。圖2為本發(fā)明的基板示意圖。圖3為本發(fā)明的柔性機構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的糾偏機構(gòu)立體圖。圖5為本發(fā)明葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)拋光葉片時示意圖。圖中1.基板2.柔性機構(gòu)3.輥輪4.糾偏機構(gòu)5.張緊氣缸6.驅(qū)動輪7.安裝架8.導(dǎo)軌9.移動體 10.拋光輪 11.氣缸 12.活塞架13.滑動基體 14.固定體 15.輥輪固定架16.旋鈕17.擺動軸18.支撐體19.數(shù)控轉(zhuǎn)臺20.葉片夾具21.葉片22.砂帶23.砂帶拋光機構(gòu)
具體實施例方式本實施例是一種用于葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)，包括由基板1、柔性機構(gòu)2、輥輪3、糾偏機構(gòu)4、張緊氣缸5、驅(qū)動輪6、安裝架7構(gòu)成。參見圖1、圖2，基板1為整個砂帶柔性機構(gòu)提供支撐，用于柔性機構(gòu)2、輥輪3、糾偏機構(gòu)4、張緊氣缸5、驅(qū)動輪6、安裝架7和柔性機構(gòu)的各部分的安裝固定；柔性機構(gòu)2使得拋光輪10沿其固定軸方向動作，使拋光過程實現(xiàn)柔性，且控制拋光力度的大小，避免剛性沖擊，柔性機構(gòu)2通過導(dǎo)軌8安裝在基板1之上；輥輪3為砂帶提供支撐，其內(nèi)部為軸承結(jié)構(gòu)，繞其軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而使砂帶進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)；糾偏機構(gòu)4實現(xiàn)了砂帶運行過程中的糾偏功能；張緊氣缸5使砂帶在輥輪上產(chǎn)生預(yù)緊力；驅(qū)動輪6固定在基板1上，通過電機帶動提供砂帶旋轉(zhuǎn)的動力；安裝架7通過螺釘固定在基板1上，另一端設(shè)置有錐度的圓柱體與數(shù)控機床連接。基板1為兩面對稱薄板，縱向截面為六邊形，其前部分置有鏤空的長方形槽孔，槽孔內(nèi)壁上分布有兩個長度相同等直徑通孔，用于安裝柔性機構(gòu)2的導(dǎo)軌8 ；基板1上分布有數(shù)個螺紋孔，用于安裝固定輥輪3、糾偏機構(gòu)4、張緊氣缸5、驅(qū)動輪6、安裝架7，在基板1頂部的斜邊處設(shè)置有一凹槽，，使糾偏機構(gòu)4與基板1進(jìn)行固定，基板中心位置設(shè)有驅(qū)動輪定位孔，與槽孔同在基板的軸線上?；?在柔性砂帶機構(gòu)中起到支架基體作用。通過基板1安裝各零部件之間的連接配合，組成具有柔性功能的砂帶拋光機構(gòu)， 安裝于數(shù)控機床上，選用砂帶拋光工具，便可對葉片型面進(jìn)行自動拋光，拋光過程中，柔性機構(gòu)使得拋光輪可進(jìn)行適應(yīng)葉片型面曲率，減小拋光加工產(chǎn)生的變形，實現(xiàn)自動化拋光。如圖3所示，柔性機構(gòu)2包括導(dǎo)軌8、移動體9、拋光輪10、氣缸11、活塞架12、滑動基體13、固定體14、輥輪固定架15 ；導(dǎo)軌8為圓柱結(jié)構(gòu)，安裝在基板1上槽孔內(nèi)壁的兩個通孔內(nèi)，并進(jìn)行軸向固定，為柔性移動體移動起到滑軌作用；移動體9由三部分組成，分別為與導(dǎo)軌8配合做直線移動的滑動基體13、進(jìn)行拋光輪10固定和調(diào)節(jié)的固定體14、輥輪固定架15，其中滑動基體13呈長方體結(jié)構(gòu)，在其長度方向內(nèi)部上下對稱分布有兩個通孔，用于與導(dǎo)軌8之間的配合，固定體14為長方體結(jié)構(gòu)，長度方向上分布有一個通孔，用于固定拋光輪10，輥輪固定架15為凸臺上下對稱結(jié)構(gòu)，分布有輥輪 固定軸，兩個輥輪隨柔性機構(gòu)2進(jìn)行直線移動，可以很好的避免拋光過程由于砂帶張緊力影響拋光力的情況，固定體14與輥輪固定架15通過螺釘連接安裝于移動體9的正面；拋光輪10由軸承及軸承外套組成，外套為橡膠材料，減小拋光時的剛性接觸，拋光輪10通過圓柱形支架與固定體14孔進(jìn)行配合且軸向固定；氣缸11推動整個移動體9沿著導(dǎo)軌8方向上作直線移動，產(chǎn)生機構(gòu)柔性動作。 活塞架12為氣缸11與移動體9之間的連接提供支撐固定，活塞架12通過螺釘安裝于移動體9的背面。如圖4所示，糾偏機構(gòu)4包括旋鈕16、擺動軸17、支撐體18 ；旋鈕16為兩個直徑不等的圓柱相連接，小直徑圓柱的一端置有螺紋安裝在支撐體18上；擺動軸17由兩個直徑不等的圓柱構(gòu)成，直徑小的一端用來安裝軸承與輥輪3進(jìn)行配合，大直徑圓柱上置有一個通孔，其上有一通孔插入軸構(gòu)成擺動副，旋鈕16轉(zhuǎn)動帶動擺動軸17進(jìn)行上下擺動，使輥輪 3進(jìn)行上下微擺動，調(diào)整砂帶跑偏現(xiàn)象；支撐體18為兩個大小不同的長方體連接而成，底端為一個大表面長方體，其上有螺紋孔與旋鈕16小徑端行螺紋連接，上部為小長方體，其上分布有一個通孔通過軸與擺動軸17的通孔連接固定，安裝于大長方體中心部位。如圖5所示，將砂帶拋光機構(gòu)23安裝于數(shù)控機床上，通過驅(qū)動輪6帶動砂帶22在輥輪3上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，葉片21、葉片夾具20安裝固定在數(shù)控轉(zhuǎn)臺19上，并且隨著數(shù)控轉(zhuǎn)臺19進(jìn)行轉(zhuǎn)動，經(jīng)過數(shù)控程序控制，實現(xiàn)砂帶拋光機構(gòu)23對葉片21表面進(jìn)行自動拋光加工。本發(fā)明砂帶柔性拋光機構(gòu)安裝于數(shù)控機床上，對葉片表面進(jìn)行拋光加工；在其工作過程中，砂帶22通過拋光輪10對葉片21型面進(jìn)行拋光，通過對柔性機構(gòu)2中的氣缸11 進(jìn)行控制，獲得柔性拋光力，使得拋光輪10進(jìn)行軸向的位移動作，即拋光過程中的柔性讓刀動作，避免了剛性沖擊引起葉片變形及損傷。在砂帶旋轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生的砂帶跑偏現(xiàn)象通過糾偏機構(gòu)4進(jìn)行調(diào)整。整個砂帶柔性拋光機構(gòu)為葉片復(fù)雜曲面零件提供了自動化拋光工具，既提高了葉片表面拋光質(zhì)量，又提高了拋光加工工作效率。
權(quán)利要求
1.一種用于葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)，包括基板、柔性機構(gòu)、輥輪、糾偏機構(gòu)、張緊氣缸、驅(qū)動輪、安裝架，其特征在于柔性機構(gòu)包括導(dǎo)軌、移動體、拋光輪、氣缸、活塞架、輥輪固定架；所述基板上分布設(shè)置數(shù)個螺紋孔，用于安裝砂帶柔性機構(gòu)的各部分；柔性機構(gòu)驅(qū)使拋光輪沿其固定軸方向動作，控制拋光力度的大小；輥輪安裝在基板上支撐砂帶，張緊氣缸使砂帶在輥輪上產(chǎn)生預(yù)緊力，驅(qū)動輪帶動砂帶在輥輪上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，糾偏機構(gòu)調(diào)整砂帶運行過程中的跑偏現(xiàn)象，電機帶動驅(qū)動輪為砂帶高速旋轉(zhuǎn)提供動力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)，其特征在于所述的基板為兩面對稱薄板，縱向截面為六邊形，其前部分置有鏤空的長方形槽孔，槽孔內(nèi)壁上分布有兩個長度相同等直徑通孔，基板頂部斜邊處設(shè)置有一凹槽，基板中心位置設(shè)有驅(qū)動輪定位孔，與槽孔同在基板的軸線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)軌為圓柱形，安裝在基板上槽孔內(nèi)壁的兩個通孔內(nèi)；所述移動體由三個部分構(gòu)成，其中滑動基體呈長方體狀，在長度方向內(nèi)部上下對稱分布有兩個通孔，與圓柱形導(dǎo)軌配合做直線移動，固定體在長度方向上一端置有通孔固定安裝拋光輪，輥輪固定架為厚度均勻凸臺結(jié)構(gòu)，其上分布有輥輪固定軸；活塞架連接氣缸與移動體，氣缸使移動體沿導(dǎo)軌方向上作直線移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)，其特征在于所述糾偏機構(gòu)包括旋鈕、擺動軸、支撐體；旋鈕為兩個直徑不等的圓柱相連接，小直徑圓柱的一端置有螺紋安裝在支撐體上；擺動軸一端與輥輪配合，其上有一通孔插入軸構(gòu)成擺動副，擺動副使輥輪上下微擺動調(diào)整砂帶跑偏；支撐體為兩個大小不同的長方體連接而成，底部為大表面長方體，有螺紋孔與旋鈕連接，上部為小長方體，其上通孔通過軸與擺動軸上的通孔連接固定， 安裝于大長方體中心部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)，其特征在于所述安裝架一端固定于基板上，另一端為有錐度的圓柱體與數(shù)控機床連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于葉片型面砂帶柔性拋光機構(gòu)，該砂帶柔性拋光機構(gòu)通過安裝架固安在數(shù)控機床上；柔性機構(gòu)驅(qū)使拋光輪沿其固定軸方向動作，控制拋光力度的大?。惠佪啺惭b在基板上支撐砂帶，張緊氣缸使砂帶在輥輪上產(chǎn)生預(yù)緊力，驅(qū)動輪帶動砂帶在輥輪上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)；對柔性機構(gòu)中的氣缸進(jìn)行控制，使得拋光輪可以進(jìn)行軸向的位移動作，即拋光過程中的柔性讓刀動作，避免了由于剛性沖擊引起的葉片型面變形及損壞。拋光過程中產(chǎn)生的砂帶跑偏現(xiàn)象通過糾偏機構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實現(xiàn)了葉片型面自動化拋光工藝，不僅提高了葉片型面拋光質(zhì)量，同時也提高了工作效率。
文檔編號B24B21/16GK102303275SQ20111023054
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者史耀耀, 張軍鋒, 李小彪, 段繼豪, 董婷 申請人:西北工業(yè)大學(xué)