一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构制造技术

本发明专利技术公开了一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构，其特征在于，包括气缸、连杆机构、伺服电机、刚性传动轴、锥齿轮传动副和刀架。伺服电机通过刚性传动轴和锥齿轮传副实现打磨刀具的旋转运动，由气缸控制的连杆机构实现打磨刀具的摆动，打磨刀具的旋转和摆动作用实现对壳体绝热层打磨的功能。本发明专利技术中，打磨机构的运动柔性高，可加工壳体直径范围大，可对壳体复杂内表面实现完全打磨的功能。为高效高质量打磨火箭发动机壳体绝热层，提供了一种可靠稳定的机构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柔性表面打磨加工
，特别是涉及一种用于固体火箭发动机壳体绝热层内壁打磨的加工执行机构及方法。
技术介绍
固体火箭发动机是航天工程领域重要的动力装备，发动机壳体内壁绝热层的设计与制造对于火箭发动机的性能与安全至关重要。发动机壳体由于其制造工艺和使用场合的特殊性，需要对其内壁的绝热层进行打磨处理，由于绝热层几何形状为非规则曲面，而且由于绝热层材料的高弹性，目前的绝热层打磨仍采用手工操作方式，不仅效率低、劳动强度大、工作环境恶劣，而且难以保证打磨加工的均匀性，导致发动机壳体的加工质量不高和加工效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于火箭发动机壳体绝热层高效高质量的打磨机构。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构，其特征在于，包括：构件一和刀具，构件一和刀具共同安装于刀具支撑架，在构件一上穿设有轴销一；刀具摆动系统，包括气缸及连杆机构，连杆机构分别与气缸及构件一相联结，气缸通过连杆机构带动构件一绕轴销一摆动，从而带动刀具同步摆动，使得刀具始终贴合被打磨面；与刀具支撑架相联结的刀具旋转系统，用于通过支撑架驱动刀具绕其中心轴线以设定的转速实现旋转运动。优选地，在所述气缸的输出轴上设有传递构件，传递构件与所述连杆机构相联结，所述气缸设于气缸支架上，在气缸支架上穿设有销轴二，所述气缸可绕销轴二转动，销轴二安装在支架一上。优选地，所述连杆机构包括通过销轴三相连接的构件二及构件三，构件二通过轴销四与所述传递构件相连接，构件三通过销轴五与所述构件一相连接，在构件二上穿设有销轴六，销轴六固定在支架二上。优选地，所述刀具旋转系统包括电机，电机与传动轴相联结，传动轴一的旋转被传递至圆锥齿轮副一后改变旋转方向，再经过圆锥齿轮副二被传递至圆锥齿轮副三，圆锥齿轮副三通过所述刀具支撑架实现所述刀具的旋转。优选地，在所述传动轴与所述圆锥齿轮副一之间设有传递支撑轴。优选地，在所述圆锥齿轮副一与所述圆锥齿轮副二之间设有联轴器。优选地，在所述圆锥齿轮副二与所述圆锥齿轮副三之间设有传递支撑轴。优选地，所述刀具摆动系统及所述刀具旋转系统设于底板上，由传动装置带动底板移动。由于采用所述技术，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：通过基于连杆机构的摆动系统实现打磨刀具的摆，实现对绝热层不同部位的自动化打磨加工，打磨刀具的摆动既可以加工壳体绝热层的直筒段部位，还可以实现壳体绝热层的前后端面曲面部位的自动化打磨。通过刀具旋转机构系统实现“以切代磨”的打磨加工，刀具旋转系统由电机、传动轴和齿轮副构成，执行机构在打磨加工过程中，稳定性好。附图说明图1是本专利技术提供的一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构整体结构图；图2是本专利技术提供的一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构摆动系统的结构图；图3是本专利技术提供的一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构中打磨刀具旋转系统的结构图；图4是本专利技术提供的一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构打磨壳体绝热层直筒段部位时的示意图；图5是本专利技术提供的一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构打磨壳体绝热层端部曲面部位时的示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术的内容。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。如图1所示，一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构，包括电机9，传动轴8，圆锥齿轮副5，圆锥齿轮副2以及由传递构件17、构件21、构件22、构件25组成的连杆机构。电机9通过传动轴8、圆锥齿轮副5、圆锥齿轮副2使得刀具27按照设定的转速旋转。传动轴8和圆锥齿轮副通过轴承支承座7安装定位。气缸16通过气缸支架14及销轴13安装于支架12上。与气缸16连接的传递构件17将动力源传递给构件21，通过构件22和由轴销24安装于支架23的构件25实现连杆机构的摆动，带动刀具27摆动。通过改变构件25和传递支撑轴3的长度，可实现不同壳体内径加工范围的调整。如图2所示，基于连杆机构的刀具摆动系统中，气缸16通过传递构件17将摆动动力源传递给构件21。传递构件17由轴销20与构件21相连，构件21则由轴销19固定安装于支架18。构件21由销轴241与构件22相连，构件21的转动带动构件22的摆动。构件25的摆动由构件22驱动，构件25通过轴销24安装于支架23上。构件25和刀具27共同安装于刀具支撑架1。构件25的摆动带动刀具27的摆动，实现刀具打磨加工绝热层的曲面段。如图3所示，基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构中的刀具的旋转系统，电机9通过固定架10固定在底板11上，电机9的旋转通过传动轴8，经过传递支撑轴6，传递至圆锥齿轮副5，改变旋转的方向。再通过联轴器4，经过圆锥齿轮副200和传递支撑轴3，传递至圆锥齿轮副2，通过刀具支撑架1实现刀具27的旋转。刀具支撑架1的构件25实现对刀具27旋转与摆动过程中的支撑作用。通过调节电机9的转速以及圆锥齿轮副5、圆锥齿轮副200和圆锥齿轮副2的传动比，实现刀具27的所需转速。如图4所示，打磨壳体直筒段部位时，连杆机构中的构件25带动刀具盘26始终保持和直筒段部位表面100的接触，整个打磨机构在传动装置的作用下实现移动，实现自动化打磨加工。如图5所示，打磨壳体端部曲面部位时，刀具盘26在连杆机构中构件25的作用下，始终保持和端部曲面部位表面101的接触，整个打磨机构在传动装置的作用下实现移动，实现自动化打磨加工。刀具27采用圆盘状铣刀，采用“以切代磨”的加工方式，提高打磨效率。同时，在底座11上还可以固定丝杆座15，丝杆座15上连接丝杆，再连接至外部设备，通过丝杆的作用，实现整个打磨机构的平稳运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构，其特征在于，包括：构件一(25)和刀具(27)，构件一(25)和刀具(27)共同安装于刀具支撑架(1)，在构件一(25)上穿设有轴销一(24)；刀具摆动系统，包括气缸(16)及连杆机构，连杆机构分别与气缸(16)及构件一(25)相联结，气缸(16)通过连杆机构带动构件一(25)绕轴销一(24)摆动，从而带动刀具(27)同步摆动，使得刀具(27)始终贴合被打磨面；与刀具支撑架(1)相联结的刀具旋转系统，用于通过支撑架(2)驱动刀具(27)绕其中心轴线以设定转速的旋转。

【技术特征摘要】
1.一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构，其特征在于，包括：
构件一(25)和刀具(27)，构件一(25)和刀具(27)共同安装于刀具支
撑架(1)，在构件一(25)上穿设有轴销一(24)；
刀具摆动系统，包括气缸(16)及连杆机构，连杆机构分别与气缸(16)及
构件一(25)相联结，气缸(16)通过连杆机构带动构件一(25)绕轴销一(24)
摆动，从而带动刀具(27)同步摆动，使得刀具(27)始终贴合被打磨面；
与刀具支撑架(1)相联结的刀具旋转系统，用于通过支撑架(2)驱动刀具
(27)绕其中心轴线以设定转速的旋转。
2.如权利要求1所述的一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构，
其特征在于，在所述气缸(16)的输出轴上设有传递构件(17)，传递构件(17)
与所述连杆机构相联结，所述气缸(16)设于气缸支架(14)上，在气缸支架(14)
上穿设有销轴二(13)，所述气缸(16)可绕销轴二(13)转动，销轴二(13)
安装在支架一(12)上。
3.如权利要求2所述的一种基于连杆机构的火箭发动机壳体绝热层打磨机构，
其特征在于，所述连杆机构包括通过销轴三(241)相连接的构件二(21)及构
件三(22)，构件二(21)通过轴销四(20)与所述传递构件(17)相连接，构
件三(22)通过销轴五(240)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建国，杨建国，赵雍，李蓓智，袁定新，赵维刚，郭立杰，
申请(专利权)人：东华大学，上海航天设备制造总厂，
类型：发明
国别省市：上海;31