用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床制造技术

本发明专利技术公开了用于航空发动机整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨削加工，包括床身，床身上设置多个叶片加工位置，每个加工位置上设置有不同功能的磨头组件；床身一侧设置有将代加工叶片盘运输到对应的加工位置的回转支撑；磨头组件均包括立柱机构和磨头，立柱机构沿三维坐标Y轴方向滑动安装在床身的叶片加工位置上，磨头沿三维坐标Z轴方向滑动可拆卸安装在立柱机构上。以解决当前人工磨削整体叶盘叶片劳动强度大，效率低，叶片表面一致性差质量不高等问题。

Automatic grinding machine for aero-engine blisk blade surface and blade between the channel

The invention discloses a method for automatic grinding blade blisk aero-engine profile and vane channel including the bed, the bed is provided with a plurality of blade machining position, grinding head components have different functions set for each processing position; the bed is arranged at one side of the processing of blade disc transport to the rotary support processing corresponding to the position the grinding head component comprises column mechanism; and the grinding head mechanism is arranged in the column, the position of blade machining bed sliding along the three-dimensional coordinates of the Y axis, the grinding head can be detachably arranged on the upright post mechanism along the sliding direction of Z axis coordinate. In order to solve the problems of large labor intensity, low efficiency, poor surface consistency and low quality of the artificial grinding integral vane blade.

【技术实现步骤摘要】
用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床
本专利技术设计涉及到一种磨削装置，该装置由多套磨削装置组成，每套装置都具有六个自由度，用于实现整体叶盘叶片的自动化磨削抛光。
技术介绍
整体叶盘作为高性能航空发动机的关键部件，与传统的结构相比省去了榫头、榫槽和锁紧装置，结构重量减轻、零件数量减少，避免了榫头的气流损失，因此发动机结构大为简化，推重比和可靠性明显提高。作为下一代战机性能提升的核心部件，整体叶盘的制造技术将直接影响到我国航空事业的发展。整体叶盘通过精密铣削后，为了消除铣刀刀痕必须对叶盘进行磨削抛光处理，抛光的质量将直接影响到叶盘的表面质量和气动性；由于整体叶盘叶片间的距离窄，叶片薄，型面结构复杂，其材料也难加工，使得抛光整体叶盘的难度较大。目前国内主要采用人工抛磨整体叶盘的叶片，工人用手持磨具对叶盘叶片进行抛光，不仅要防止工具碰到相邻的其它叶片，避免对其它叶片造成损伤，而且手工劳动强度大，加工效率低，磨抛表面一致性差、质量不高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，以解决当前人工磨削整体叶盘叶片劳动强度大，效率低，叶片表面一致性差质量不高等问题。为解决上述问题本专利技术的技术方案是：用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床，包括床身，床身上设置多个叶片加工位置，每个加工位置上设置有不同功能的磨头组件；床身一侧设置有将代加工叶片盘运输到对应的加工位置的回转支撑；磨头组件均包括立柱机构和磨头，立柱机构沿三维坐标Y轴方向滑动安装在床身的叶片加工位置上，所述磨头多自由度活动安装在立柱机构上。进一步的，所述立柱机构与床身以及立柱机构与磨头之间均通过滑块和滑轨配合连接。进一步的，所述立柱机构与床身以及立柱机构与磨头之间相对运动均通过丝杠和丝杠螺母驱动。进一步的，所述床身并排设置有I-III号三个加工位置，I号叶片加工位置布置有用于叶盘进排气边的磨削的I号磨头；II号叶片加工位置布置有用于整体叶盘的内外弧面的磨削的II号磨头；III号叶片加工位置布置有用于实现叶盘叶片根部和流道的磨削抛光的III号磨头。进一步的，所述I号磨头包括磨头支撑架、磨头支撑板、C轴回转机构、砂带磨削机构，磨头支架安装立柱机构上，砂带磨削机构通过C轴回转机构安装在磨头支架上；进一步的，所述C轴回转机构由C轴电机和减速器和一对齿轮组成，C轴电机与减速器固定在磨头支架上，减速器输出的一端上安装有C轴的驱动齿轮，驱动齿轮与扇形大齿轮啮合传动，C轴与扇形大齿轮固定连接，用于实现该磨头C轴的偏转；C轴与磨头支撑板固定连接；砂带磨削机构由安装在磨头支撑板上的主轴电机、张紧气缸以及一些辅助的轮系组成，主轴电机的一端连接的驱动轮与支撑板上安装的惰轮、张紧轮和接触轮通过砂带连接，接触轮安装在接触轮支架之上，接触轮支架安装在磨头支撑板上，磨头支撑板上上还安装有推动接触轮支架伺服电动缸。进一步的，所述II号磨头包括砂带磨削装置、磨头支撑架、C轴传动装置组成，若干个惰轮通过刚性轴安装在磨头支撑板上，支撑板上安装有张紧气缸，气缸通过连杆轴实现张紧轮的调节，C轴中心与接触轮中心重合，磨头支撑板装在C轴的从动扇形大齿轮上，主动小齿轮与从动扇形齿轮都安装在磨头支架上；C轴驱动电机与减速器安装在磨头支撑架上，通过齿轮传动实现C轴的偏转。进一步的，所述III号磨头由磨头支架、主轴安装座、主轴电机、A轴电机以、A轴传动装置组成和指状磨头，指状磨头通过连接法兰的一端相连，所述连接法兰上安装有轴承，法兰的另一端与主轴电机相连，所述电机通过电机连接法兰固定在主轴安装座上；主轴安装座通过A轴与磨头支架相连，该磨头支架右侧固定有A轴传动装置，该传动装置由减速器与传动齿轮组成，减速器与A轴的驱动电机相连，驱动电机固定在磨头支架上。进一步的，所述回转支撑固定在滑板上，滑板后面固定着丝杆螺母，丝杆的安装床身的一侧，丝杆一端与电机。本专利技术的有益效果：1、由于床身上设置多个叶片加工位置，每个加工位置上设置有不同功能的磨头组件，所述进行叶盘叶片的各个部位的磨削抛光时，能实现一次装夹后多部位抛光，减少了叶盘叶片因多次装夹而引起的误差，提高了叶盘的加工精度；2、由于床身上设置多个叶片加工位置，同时减少了单个立柱更换磨头的时间，提升了工作效率；3、又是安装有多个功能不同的磨头，可以实现对整体叶盘叶片凸面和凹面以及进排气边的磨抛，有效避免磨抛过程中砂带与相邻非磨抛叶片的干涉。4、实现全自动化操作，相比人工打磨方式，不仅磨削精度，加工质量以及叶片的一致性都有较大提高，而且降低了劳动强度，提高了加工的生产效率。附图说明图1为磨削机床主体结构主视图；图2为磨削机床主体结构俯视图；图3为I号加工位置结构示意图；图4为I号磨头的结构示意图；图5为II号磨头的结构示意图图6为磨削机床III号加工位置结构示意图图7为III号磨头的结构示意图。其中，1-床身，2-X轴丝杠，3-数控转台，4-叶盘回转支撑，5-整体叶盘，6-接触轮，7-接触轮支撑架，8-I号磨头支撑架，9-I号磨头支撑板，10-I号磨头驱动轮，11-I号磨头辅助轮系，12-I号磨头张紧气缸，13-砂带，14-Z1向立柱滑板，15-Z1向滚珠丝杆，16-I号磨头，17-II号磨头，18-惰轮，19-刚性轴，20-磨头支撑板，21-张紧气缸，22-连杆轴，23-张紧轮，24-砂带，25-扇形大齿轮，26-连接法兰，27-II号磨头支撑架，28-Y1向立柱滑块，29-II号立柱机构，30-III号磨头支撑架，31-A轴传动装置，32-主轴安装座，33-指状砂轮，34-主轴安装法兰，35-连接法兰，36-x轴进给丝杆，37-联轴器，38-X轴电机，39-I号磨头砂带磨削机构，40-X轴滑板，41-I号磨头C轴回转机构，42-II号磨头扇形大齿轮，43-II号磨头C轴的驱动齿轮，44-Y1向导轨，45-Z1向导轨滑块，46-Z1向导轨，,47-Z1伺服电机，48-I号立柱机构，49-Y1伺服电机,50-I号磨头主轴电机，51-Z2向立柱滑板，52-II号磨头C轴驱动小齿轮，53-II号磨头砂带磨削装置，54-II号磨头C轴传动装置，55-III号立柱机构，56-Z3立柱滑板，57-A轴电机，58-减速器，59-III号磨头,60-地脚螺栓，61-I号磨头C轴驱动电机，62-伺服电动缸驱动电机，63伺服电动缸，64-X轴滑块，65-Z2伺服电机，66-Y2导轨滑块，67-II号磨头C轴驱动电机，68-Z2向导轨滑块。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术作进一步的阐述。如图1-2所示，用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床，包括横卧式床身，床身上设置多个叶盘加工位置，每个加工位置上设置有不同功能的磨头组件；床身一侧设置有将待加工叶盘运输到对应的加工位置的回转支撑；磨头组件均包括立柱机构和磨头，立柱机构沿三维坐标Y轴方向滑动安装在床身的叶片加工位置上，所述磨头多自由度活动安装在立柱机构上。本专利技术中磨头相对于床身具有六个自由度。床身1上安装的I号立柱机构48、II号立柱机构29和III号立柱机构55，I号立柱机构上安装有I号磨头16，II号立柱机构上安装有II号磨头17，III号立柱机构上安装有III号磨头59，在床身一端设本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床，其特征在于：包括横卧式床身，床身上设置多个叶盘加工位置，每个加工位置上设置有不同功能的磨头组件；床身一侧设置有将待加工叶盘运输到对应的加工位置的回转支撑；磨头组件均包括立柱机构和磨头，立柱机构沿三维坐标Y轴方向滑动安装在床身的叶片加工位置上，所述磨头多自由度活动安装在立柱机构上。

【技术特征摘要】
1.用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床，其特征在于：包括横卧式床身，床身上设置多个叶盘加工位置，每个加工位置上设置有不同功能的磨头组件；床身一侧设置有将待加工叶盘运输到对应的加工位置的回转支撑；磨头组件均包括立柱机构和磨头，立柱机构沿三维坐标Y轴方向滑动安装在床身的叶片加工位置上，所述磨头多自由度活动安装在立柱机构上。2.根据权利要求1所述的用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床，其特征在于：所述立柱机构与床身以及立柱机构与磨头之间均通过滑块和滑轨配合连接。3.根据权利要求1所述的用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床，其特征在于：所述立柱机构与床身以及立柱机构与磨头之间相对运动均通过丝杠和丝杠螺母驱动。4.根据权利要求1所述的用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床，其特征在于：所述床身并排设置有I-III号三个加工位置，I号叶片加工位置布置有用于叶盘进排气边的磨削的I号磨头；II号叶片加工位置布置有用于整体叶盘的内外弧面的磨削的II号磨头；III号叶片加工位置布置有用于实现叶盘叶片根部和流道的磨削抛光的III号磨头。5.根据权利要求4所述的用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床，其特征在于：所述I号磨头包括磨头支撑架、磨头支撑板、C轴回转机构、砂带磨削机构，磨头支架安装立柱机构上，砂带磨削机构通过C轴回转机构安装在磨头支架上。6.根据权利要求5所述的用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床，其特征在于：所述C轴回转机构由C轴电机和减速器和一对齿轮组成，C轴电机与减速器固定在磨头支架上，减速器输出的一端上安装有C轴的驱动齿轮，驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄智，周振武，万从保，李凯，李超，王洪艳，宋瑞，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51