一种长轴类零件外壁积碳去除装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种长轴类零件外壁积碳去除装置和方法。本发明专利技术包括床身和设置在床身上的床头箱Z向进给组件、中心架、研磨抛光进给组件和外壁研磨抛光装置。外壁研磨抛光Z轴进给组件包括固定在床身上的Z1直线模组和驱动Z1直线模组的第一伺服电机；中空转台通过第一转接板固定在Z1直线模组的滑台上；外壁研磨抛光X轴进给组件包括通过第二转接板固定在中空转台上的X1直线模组和驱动X1直线模组的第二伺服电机；外壁研磨抛光装置包括固定在X1直线模组导轨基座上的数控刀架及安装在数控刀架上的磨料刷抛光头、磁力研磨头和斜孔抛光头。本发明专利技术可以实现涡轮轴类零件全长、法兰根部和斜孔等部位积碳的高质、高效、低损伤的去除，大大降低了工人的劳动强度。

A device and method for removing carbon deposition on the outer wall of long shaft parts

【技术实现步骤摘要】
一种长轴类零件外壁积碳去除装置和方法
本专利技术涉及航空发动机涡轮轴维修
，尤其涉及一种长轴类零件外壁积碳去除装置和方法。
技术介绍
航空发动机是飞机的核心部件之一，发动机的质量和可靠性直接决定着飞行器的飞行安全。航空发动机涡轮轴是航空发动机低涡轴的重要组成零件，其是影响发动机质量和性能的重要零件。航空发动机涡轮轴工作一定时间后，流经涡轮轴外表面的燃油在其外表面生成积碳层，造成航空发动机性能下降，同时积碳颗粒物可能参杂在燃油内并导致后续的流道堵塞，对飞行器的安全飞行存在严重影响。因此，需要定期对航空发动机涡轮轴进行拆洗，去除外壁表面积碳和其他杂质。针对该类航空发动机涡轮轴类零件外壁积碳去除，目前所使用的工艺方法为热强碱性溶液浸泡去除法，但实际生产过程中存在较多问题。由于涡轮轴类零件外壁上需要装配蜗轮叶盘等零部件，因此其外壁存在较多的安装面即结构较复杂，在与其它零部件安装的结合面处没有积碳层，在使用传统的积碳去除工艺方法时，将整个涡轮轴放入热强碱性溶液中浸泡，会对工件的安装面的尺寸精度和表面组织结构造成破坏，导致航空发动机的装配质量下降，从而降低了航空发动机的使用性能和寿命；由于涡轮轴类零件外壁不同部位存在直径变化或存在大法兰结构，在法兰端面和工件圆周面结合处(即法兰根部)的积碳，使用传统工艺方法无法实现对该部位积碳的完全清除；在工件外壁上同时存在斜孔结构，斜孔结构中积碳层较厚，在相同的浸泡时间下，无法保证斜孔部积碳层的完全清除。因此，现有热强碱性溶液浸泡去除法已无法满足航空发动机涡轮轴类零件外壁积碳去除的高质、高效、低损伤的实际生产需求。为此急需专利技术或开发一种新的长轴类零件外壁积碳去除装置。
技术实现思路
本专利技术针对以上提出的加工效率低、易对涡轮轴外壁安装面的尺寸精度和表面组织结构造成破坏、法兰根部和斜孔等部位积碳清除不完全等问题，研究专利技术了一种长轴类零件外壁积碳去除装置和方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种长轴类零件外壁积碳去除装置，包括：床身和设置在床身上的床头箱Z向进给组件、床头箱组件、中心架、研磨抛光进给组件和外壁研磨抛光组件，所述床头箱Z向进给组件，用于将固定在其上的床头箱组件在第一动力源的作用下，完成床头箱组件的Z向进给，所述床头箱组件，用于将工件的一端固定，同时在第二动力源的作用下驱动工件旋转，所述中心架，用于限制工件在研磨/抛光时与床身位置恒定，所述研磨抛光进给组件，包括外壁研磨抛光Z轴进给组件、外壁研磨抛光X轴进给组件和中空转台，所述外壁研磨抛光Z轴进给组件用于在第三动力源的作用下，完成外壁研磨抛光装置的Z向进给，所述外壁研磨抛光X轴进给组件用于在第四动力源的作用下，完成外壁研磨抛光装置的X向进给，所述中空转台通过第一转接板固定在外壁研磨抛光Z轴进给组件的滑台上，所述外壁研磨抛光X轴进给组件通过第二转接板固定在中空转台上；所述外壁研磨抛光装置包括通过第三转接板固定在外壁研磨抛光X轴进给组件上的数控刀架以及安装在数控刀架上的磨料刷抛光头、磁力研磨头和斜孔抛光头。进一步地，所述床头箱Z向进给组件包括安装在床身上的Z2直线模组和固定在Z2直线模组滑台上的床头箱安装座，所述床头箱安装座上安装所述床头箱，所述第一动力源包括交流异步电机，其通过蜗轮蜗杆减速器与Z2直线模组的丝杠相连；所述床头箱组件包括固定在床头箱Z向进给组件上的主轴座、穿过主轴座的工件主轴及安装在工件主轴前端的三爪卡盘，所述第二动力源包括主轴电机，所述工件主轴由主轴电机通过同步带驱动，所述主轴电机安装在电机支架上，所述电机支架固定在主轴座后端；所述外壁研磨抛光Z轴进给组件包括固定在床身上的Z1直线模组，所述第三动力源为第一伺服电机，所述Z1直线模组由第一伺服电机通过第一联轴器驱动；所述外壁研磨抛光X轴进给组件包括通过第二转接板固定在中空转台上的X1直线模组，所述第四动力源为第二伺服电机，所述X1直线模组由第二伺服电机通过第二联轴器驱动；进一步地，所述X1直线模组通过其滑台固定在第二转接板上，所述第二转接板固定在中空转台的旋转平台上。进一步地，所述中心架包括C型液压中心架。进一步地，所述磨料刷抛光头包括第一气动马达安装柄、第一气动马达和第一磨料刷，所述磁力研磨头包括磁极架、固定在磁极架上的N极和S极，所述斜孔抛光头包括第二气动马达安装柄、第二气动马达和第二磨料刷。进一步地，抛光去除外壁法兰跟部的积碳，第一气动马达轴线与工件轴线的锐夹角为40°～50°。进一步地，磁力研磨去除外壁圆周面的积碳，磁极与工件外壁的径向间距为2～5mm。本专利技术还公开上述装置的轴斜孔积碳抛光方法，包括如下步骤：S1、床头箱Z向进给组件驱动床头箱组件移动至合适位置，将工件的一端固定，所述外壁研磨抛光机装置选用第二磨料刷和第二气动马达，将第二磨料刷安装在第二气动马达的输出轴上；S2、控制外壁研磨抛光X轴进给组件驱动外壁研磨抛光装置运动X向安全位，及控制外壁研磨抛光Z轴进给组件驱动外壁研磨抛光装置运动至Z向安全位；S3、启动主轴电机驱动工件以转速n1旋转至其斜孔的轴线平行于床身平面，然后停止转动；S4、控制数控刀架将斜孔抛光头切换至对应该斜孔的工位，控制中空转台旋转相应角度，开始具体的轴斜孔积碳抛光步骤，即控制外壁研磨抛光Z轴进给组件行进，然后控制外壁研磨抛光X轴进给组件驱动斜孔抛光头以速度v1进给至斜孔中，进行斜孔部位积碳去除加工，直至该斜孔积碳去除完成；S5、控制外壁研磨抛光X轴进给组件驱动外壁研磨抛光装置退回至X向安全位；控制主轴电机驱动工件旋转一定角度，下一待加工孔的轴线平行于床身平面，然后停止转动，重复所述具体的轴斜孔积碳抛光步骤，直至完成所有斜孔部位积碳的去除加工，取下工件，机床复位。本专利技术还公开上述装置的轴外壁法兰根部积碳去除方法，包括如下步骤：S1、床头箱Z向进给组件驱动床头箱组件移动至合适位置，将工件的一端固定，所述外壁研磨抛光装置选用第三磨料刷和第一气动马达，将第三磨料刷安装在第一气动马达的输出轴上；S2、控制外壁研磨抛光X轴进给组件驱动外壁研磨抛光装置运动X向安全位，及控制外壁研磨抛光Z轴进给组件驱动外壁研磨抛光装置运动至Z向安全位；S3、启动第一气动马达驱动第三磨料刷旋转，启动主轴电机驱动第一工件以转速n1旋转，S4、控制数控刀架将磨料刷抛光头切换至对应法兰根部的工位，开始具体的轴外壁法兰根部积碳去除步骤，即控制外壁研磨抛光Z轴进给组件驱动X直线模组行进，然后控制中空转台逆时针旋转40°～50°，最后控制外壁研磨抛光X轴进给组件驱动第三磨料刷行进至法兰根部，进行法兰根部积碳去除加工，直至法兰根部积碳完全去除。本专利技术还公开上述装置的轴外壁积碳磁力研磨去除方法，包括如下步骤：S1、床头箱Z向进给组件驱动床头箱组件移动至合适位置，将工件的一端固定；S2、控制外壁研磨抛光X轴进给组件驱动外壁研磨抛光装置运动X向安全位，及控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长轴类零件外壁积碳去除装置，其特征在于，包括床身和设置在床身上的床头箱Z向进给组件、床头箱组件、中心架、研磨抛光进给组件和外壁研磨抛光装置，/n所述床头箱Z向进给组件，用于将固定在其上的床头箱组件在第一动力源的作用下，完成床头箱组件的Z向进给，/n所述床头箱组件，用于将工件的一端固定，同时在第二动力源的作用下驱动工件旋转，/n所述中心架，用于限制工件在研磨/抛光时与床身位置恒定，/n所述研磨抛光进给组件，包括外壁研磨抛光Z轴进给组件、外壁研磨抛光X轴进给组件和中空转台，所述外壁研磨抛光Z轴进给组件用于在第三动力源的作用下，完成外壁研磨抛光装置的Z向进给，所述外壁研磨抛光X轴进给组件用于在第四动力源的作用下，完成外壁研磨抛光装置的X向进给，所述中空转台通过第一转接板固定在外壁研磨抛光Z轴进给组件的滑台上，所述外壁研磨抛光X轴进给组件通过第二转接板固定在中空转台上；/n所述外壁研磨抛光装置包括通过第三转接板固定在外壁研磨抛光X轴进给组件上的数控刀架以及安装在数控刀架上的磨料刷抛光头、磁力研磨头和斜孔抛光头。/n

【技术特征摘要】
1.一种长轴类零件外壁积碳去除装置，其特征在于，包括床身和设置在床身上的床头箱Z向进给组件、床头箱组件、中心架、研磨抛光进给组件和外壁研磨抛光装置，
所述床头箱Z向进给组件，用于将固定在其上的床头箱组件在第一动力源的作用下，完成床头箱组件的Z向进给，
所述床头箱组件，用于将工件的一端固定，同时在第二动力源的作用下驱动工件旋转，
所述中心架，用于限制工件在研磨/抛光时与床身位置恒定，
所述研磨抛光进给组件，包括外壁研磨抛光Z轴进给组件、外壁研磨抛光X轴进给组件和中空转台，所述外壁研磨抛光Z轴进给组件用于在第三动力源的作用下，完成外壁研磨抛光装置的Z向进给，所述外壁研磨抛光X轴进给组件用于在第四动力源的作用下，完成外壁研磨抛光装置的X向进给，所述中空转台通过第一转接板固定在外壁研磨抛光Z轴进给组件的滑台上，所述外壁研磨抛光X轴进给组件通过第二转接板固定在中空转台上；
所述外壁研磨抛光装置包括通过第三转接板固定在外壁研磨抛光X轴进给组件上的数控刀架以及安装在数控刀架上的磨料刷抛光头、磁力研磨头和斜孔抛光头。


2.根据权利要求1所述的长轴类零件外壁积碳去除装置，其特征在于，
所述床头箱Z向进给组件包括安装在床身上的Z2直线模组和固定在Z2直线模组滑台上的床头箱安装座，所述床头箱安装座上安装所述床头箱，所述第一动力源包括交流异步电机，其通过蜗轮蜗杆减速器与Z2直线模组的丝杠相连；
所述床头箱组件包括固定在床头箱Z向进给组件上的主轴座、穿过主轴座的工件主轴及安装在工件主轴前端的三爪卡盘，所述第二动力源包括主轴电机，所述工件主轴由主轴电机通过同步带驱动，所述主轴电机安装在电机支架上，所述电机支架固定在主轴座后端；
所述外壁研磨抛光Z轴进给组件包括固定在床身上的Z1直线模组，所述第三动力源为第一伺服电机，所述Z1直线模组由第一伺服电机通过第一联轴器驱动；
所述外壁研磨抛光X轴进给组件包括通过第二转接板固定在中空转台上的X1直线模组，所述第四动力源为第二伺服电机，所述X1直线模组由第二伺服电机通过第二联轴器驱动。


3.根据权利要求2所述的长轴类零件外壁积碳去除装置，其特征在于，所述X1直线模组通过其滑台固定在第二转接板上，所述第二转接板固定在中空转台的旋转平台上。


4.根据权利要求1所述的长轴类零件外壁积碳去除装置，其特征在于，所述中心架包括C型液压中心架。


5.根据权利要求1所述的长轴类零件外壁积碳去除装置，其特征在于，所述磨料刷抛光头包括第一气动马达安装柄、第一气动马达和第一磨料刷，所述磁力研磨头包括磁极架、固定在磁极架上的N极和S极，所述斜孔抛光头包括第二气动马达安装柄、第二气动马达和第二磨料刷。


6.根据权利要求5所述的长轴类零件外壁积碳去除装置，其特征在于，抛光去除外壁法兰跟部的积碳，第一气动马达轴线与工件轴线的锐夹角为40°～50°。


7.根据权利要求5所述的长轴类零件外壁积碳去除装置，其特征在于，磁力研磨去除外壁圆周面的积碳，磁极与工件外壁的径向间距为2～5mm。


8.根据权利要求1～7任一项所述的长轴类零件外壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱祥龙，康仁科，董志刚，卢成，高振铭，戴恒震，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21