一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)雜形狀殼體內(nèi)壁打磨加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層內(nèi)壁打磨的加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是航天工程領(lǐng)域重要的動(dòng)力裝備，發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)壁絕熱層的設(shè)計(jì)與制造對(duì)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與安全至關(guān)重要。發(fā)動(dòng)機(jī)殼體由于其制造工藝和使用場(chǎng)合的特殊性，需要對(duì)其內(nèi)壁的絕熱層進(jìn)行打磨處理，由于絕熱層幾何形狀為非規(guī)則曲面，而且絕熱層材料的高彈性，目前的絕熱層打磨仍采用手工操作方式，不僅效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣，而且難以保證打磨加工的均勻性，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的報(bào)廢，造成極大的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層高效高質(zhì)量的打磨機(jī)構(gòu)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括:
[0005]固定在刀具支撐架上的刀具盤；
[0006]支架，在支架上固定有舉升機(jī)構(gòu)，舉升機(jī)構(gòu)通過(guò)刀具支撐板將支撐架及刀具盤整體舉升，使得刀具盤的外圓周面在工作過(guò)程中始終保持與被打磨面的接觸，在刀具盤工作過(guò)程中，由刀具支撐板對(duì)刀具盤提供向上的支撐力；
[0007]與支撐架相聯(lián)結(jié)的刀具旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于通過(guò)支撐架驅(qū)動(dòng)刀具盤繞其中心軸線以設(shè)定轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)；
[0008]刀具擺動(dòng)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)支架及其上的舉升機(jī)構(gòu)、刀具支撐板、支撐架及刀具盤在垂直于刀具盤的中心軸線的平面內(nèi)擺動(dòng)。
[0009]優(yōu)選地，所述支架、所述刀具旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)及所述刀具擺動(dòng)系統(tǒng)均固定于底板，由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)底板移動(dòng)。
[0010]優(yōu)選地，所述舉升機(jī)構(gòu)包括氣缸，氣缸固定在所述支架上，所述刀具支撐板與氣缸的伸縮端相聯(lián)結(jié)。
[0011]優(yōu)選地，所述刀具旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括主軸電機(jī)，主軸電機(jī)與傳動(dòng)軸相聯(lián)結(jié)，傳動(dòng)軸經(jīng)由力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)一與力矩傳遞機(jī)構(gòu)相聯(lián)結(jié)，由力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)將傳動(dòng)軸上豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗狡矫鎯?nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)由力矩傳遞機(jī)構(gòu)傳遞給力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)二，由力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)二將水平平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樨Q直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)所述支撐架驅(qū)動(dòng)刀具盤繞其中心軸線以設(shè)定轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)。
[0012]優(yōu)選地，所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)一包括與所述傳動(dòng)軸相聯(lián)結(jié)的錐齒輪副一及錐齒輪副二;所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)二包括錐齒輪副三。
[0013]優(yōu)選地，所述力矩傳遞機(jī)構(gòu)包括相互聯(lián)結(jié)的傳遞支撐軸與傳遞聯(lián)軸器，傳遞支撐軸與所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)一相聯(lián)結(jié)，傳遞聯(lián)軸器與所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)二相聯(lián)結(jié)。
[0014]優(yōu)選地，由支撐架對(duì)所述傳動(dòng)軸及所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)一形成定位支撐。
[0015]優(yōu)選地，所述刀具擺動(dòng)系統(tǒng)包括蝸桿電機(jī)，蝸桿電機(jī)通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述支架在垂直于所述刀具盤的中心軸線的平面內(nèi)擺動(dòng)。
[0016]優(yōu)選地，所述齒輪機(jī)構(gòu)包括由所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的豎直布置的圓柱齒輪一，圓柱齒輪二與圓柱齒輪一相嚙合，所述支架與圓柱齒輪二同軸安裝，由圓柱齒輪二帶動(dòng)所述支架繞圓柱齒輪二的軸擺動(dòng)。
[0017]優(yōu)選地，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)包括蝸桿及蝸輪，所述蝸桿電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸桿帶動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)，蝸輪帶動(dòng)與其同軸的所述圓柱齒輪一旋轉(zhuǎn)。
[0018]由于采用所述技術(shù)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“以切代磨”打磨刀具的旋轉(zhuǎn)，整個(gè)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)由剛性傳動(dòng)軸和齒輪副構(gòu)成，機(jī)構(gòu)在打磨加工過(guò)程中，穩(wěn)定性好;通過(guò)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)殼體絕熱層不同部位的自動(dòng)化打磨加工，打磨刀具擺動(dòng)時(shí)不僅可以加工殼體的直筒段部位，還可以實(shí)現(xiàn)殼體前后端面曲面部位的自動(dòng)化打磨。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明提供的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2是本發(fā)明提供的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)擺動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖3是本發(fā)明提供的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)中打磨刀具旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4是本發(fā)明提供的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)打磨殼體絕熱層直筒段部位時(shí)的示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明提供的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)打磨殼體絕熱層端部曲面部位時(shí)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，包括刀具旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)10、刀具擺動(dòng)系統(tǒng)9和底板23。刀具主軸電機(jī)11通過(guò)傳動(dòng)軸12、錐齒輪副14、錐齒輪副15以及錐齒輪副20使得刀具按照設(shè)定轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)軸和錐齒輪副的定位由支撐架13來(lái)保證。在刀具擺動(dòng)系統(tǒng)9和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)10之間通過(guò)軸24、連板25和支架22實(shí)現(xiàn)連接。圓柱齒輪副5通過(guò)支架4傳遞擺動(dòng)，通過(guò)改變支架4的長(zhǎng)度，可實(shí)現(xiàn)加工內(nèi)徑范圍的調(diào)整。
[0026]如圖2所示，刀具的擺動(dòng)系統(tǒng)中，蝸桿電機(jī)8通過(guò)聯(lián)軸器7帶動(dòng)蝸桿61旋轉(zhuǎn)，蝸桿61帶動(dòng)蝸輪62旋轉(zhuǎn)，蝸輪62帶動(dòng)與其同軸的圓柱齒輪51旋轉(zhuǎn)，圓柱齒輪51與圓柱齒輪52嚙合并帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，與圓柱齒輪52同軸安裝的支架4由圓柱齒輪52帶支旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)支架4的擺動(dòng)，支架4的擺動(dòng)帶動(dòng)氣缸19、傳遞聯(lián)軸器17、氣缸18、刀具支撐架2、刀具支撐板211和刀具盤I的整體擺動(dòng)。
[0027]如圖3所示，刀具的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，刀具主軸電機(jī)11的旋轉(zhuǎn)通過(guò)傳動(dòng)軸12傳遞至錐齒輪副14和錐齒輪副15，改變旋轉(zhuǎn)的方向。通過(guò)傳遞支撐軸16與傳遞聯(lián)軸器17，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至錐齒輪副20，通過(guò)刀具支撐架2實(shí)現(xiàn)刀具盤I的旋轉(zhuǎn)，刀具支撐板211實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具盤I旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的固定支撐。通過(guò)調(diào)節(jié)刀具主軸電機(jī)11的轉(zhuǎn)速以及錐齒輪副14、錐齒輪副15和錐齒輪副20的傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)刀具盤I的設(shè)定轉(zhuǎn)速。
[0028]如圖4所示，打磨殼體直筒段部位時(shí)，在氣缸18和氣缸19的作用下，刀具盤I始終保持和直筒段部位表面100的接觸，整個(gè)打磨機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)裝置的作用下實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化打磨加工。
[0029 ]如圖5所示，打磨殼體端部曲面部位時(shí)，在氣缸18和氣缸19的作用下，刀具盤I始終保持和端部曲面部位表面101的接觸，整個(gè)打磨機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)裝置的作用下實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化打磨加工。
[0030]打磨加工用的刀具盤I采用圓盤狀銑刀，采用“以切代磨”的加工方式，提高打磨效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括: 固定在刀具支撐架(2)上的刀具盤(I); 支架(4)，在支架(4)上固定有舉升機(jī)構(gòu)，舉升機(jī)構(gòu)通過(guò)刀具支撐板(211)將支撐架(2)及刀具盤(I)整體舉升，使得刀具盤(I)的外圓周面在工作過(guò)程中始終保持與被打磨面的接觸，在刀具盤(I)工作過(guò)程中，由刀具支撐板(211)對(duì)刀具盤(I)提供向上的支撐力； 與支撐架(2)相聯(lián)結(jié)的刀具旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(10)，用于通過(guò)支撐架(2)驅(qū)動(dòng)刀具盤(I)繞其中心軸線以設(shè)定轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)； 刀具擺動(dòng)系統(tǒng)(9)，用于驅(qū)動(dòng)支架(4)及其上的舉升機(jī)構(gòu)、刀具支撐板(211)、支撐架(2)及刀具盤(I)在垂直于刀具盤(I)的中心軸線的平面內(nèi)擺動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述支架(4)、所述刀具旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(10)及所述刀具擺動(dòng)系統(tǒng)(9)均固定于底板(23)，由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)底板(23)移動(dòng)。3.如權(quán)利要求1所述的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述舉升機(jī)構(gòu)包括氣缸，氣缸固定在所述支架(4)上，所述刀具支撐板(211)與氣缸的伸縮端相聯(lián)結(jié)。4.如權(quán)利要求1所述的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述刀具旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(10)包括主軸電機(jī)(11)，主軸電機(jī)(II)與傳動(dòng)軸(12)相聯(lián)結(jié)，傳動(dòng)軸(12)經(jīng)由力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)一與力矩傳遞機(jī)構(gòu)相聯(lián)結(jié)，由力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)將傳動(dòng)軸(12)上豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗狡矫鎯?nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)由力矩傳遞機(jī)構(gòu)傳遞給力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)二，由力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)二將水平平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樨Q直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)所述支撐架(2)驅(qū)動(dòng)刀具盤(I)繞其中心軸線以設(shè)定轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)。5.如權(quán)利要求4所述的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)一包括與所述傳動(dòng)軸(12)相聯(lián)結(jié)的錐齒輪副一(14)及錐齒輪副二(15);所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)二包括錐齒輪副三(20)。6.如權(quán)利要求4所述的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述力矩傳遞機(jī)構(gòu)包括相互聯(lián)結(jié)的傳遞支撐軸(16)與傳遞聯(lián)軸器(17)，傳遞支撐軸(16)與所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)一相聯(lián)結(jié)，傳遞聯(lián)軸器(17)與所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)二相聯(lián)結(jié)。7.如權(quán)利要求4所述的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，由支撐架(13)對(duì)所述傳動(dòng)軸(12)及所述力矩變向調(diào)整機(jī)構(gòu)一形成定位支撐。8.如權(quán)利要求1所述的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述刀具擺動(dòng)系統(tǒng)(9)包括蝸桿電機(jī)(8)，蝸桿電機(jī)(8)通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述支架(4)在垂直于所述刀具盤(I)的中心軸線的平面內(nèi)擺動(dòng)。9.如權(quán)利要求8所述的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述齒輪機(jī)構(gòu)包括由所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的豎直布置的圓柱齒輪一(51)，圓柱齒輪二(52)與圓柱齒輪一(51)相嚙合，所述支架(4)與圓柱齒輪二(52)同軸安裝，由圓柱齒輪二(52)帶動(dòng)所述支架(4)繞圓柱齒輪二 (52)的軸擺動(dòng)。10.如權(quán)利要求9所述的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)包括蝸桿(61)及蝸輪(62)，所述蝸桿電機(jī)(8)通過(guò)聯(lián)軸器(7)帶動(dòng)蝸桿(61)旋轉(zhuǎn)，蝸桿(61)帶動(dòng)蝸輪(62)旋轉(zhuǎn)，蝸輪(62)帶動(dòng)與其同軸的所述圓柱齒輪一 (51)旋轉(zhuǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括蝸輪蝸桿傳動(dòng)副、圓柱齒輪傳動(dòng)副、圓錐齒輪傳動(dòng)副、氣缸、蝸桿伺服電機(jī)、主軸伺服電機(jī)和刀架。刀具主軸電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸和錐齒輪副實(shí)現(xiàn)刀具切削加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)副實(shí)現(xiàn)刀具的擺動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)殼體絕熱層表面的打磨加工。本發(fā)明具有打磨刀具的運(yùn)動(dòng)柔性高，加工殼體直徑范圍大，可加工殼體復(fù)雜內(nèi)表面以及機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體絕熱層打磨工藝，提供了一種高效穩(wěn)定的機(jī)構(gòu)。
【IPC分類】B24B19/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105563272
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510993255
【發(fā)明人】楊建國(guó), 張建國(guó), 趙雍, 李蓓智, 袁定新, 趙維剛, 郭立杰
【申請(qǐng)人】東華大學(xué), 上海航天設(shè)備制造總廠
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日