六轴联动数控砂带磨床制造技术

一种六轴联动数控砂带磨床，其床身上滑动设置有立柱部件和工作台，立柱部件、工作台与床身之间的相对滑动分别形成Ｘ轴方向和Ｙ轴方向的直线运动；工作台上方设置Ａ轴部件，用以夹持工件绕其轴线旋转，以形成Ａ轴的旋转运动；立柱部件上悬臂设置磨削座，磨削座通过一箱体与立柱部件滑动连接，以形成Ｚ轴方向的直线运动；箱体上旋转设置一转盘，转盘与箱体之间的相对旋转形成Ｂ轴方向的旋转运动；磨削座内设置有砂带机，砂带机与磨削座之间的相对转动形成Ｃ轴方向的回转运动；该磨床通过数控系统来控制各轴线方向上的运动。本发明专利技术可以大幅度提高磨削效率，并能有效提高工件的打磨精度和表面质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磨削装置，特别涉及一种六轴联动数控砂带磨床，以适用 于诸如汽轮机叶片类的曲面形状较复杂的工件的打磨抛光。
技术介绍
目前，常用的动力装置(如燃汽轮机、汽轮机、涡轮发动机)的叶片的结 构形式很多，而叶片的型面是决定动力装置效率的一个重要因素，型面质量的 高低影响其能耗水平。因此大量的开发研究工作被花在型面型线设计上，以期 从流体动力学上提高动力装置的效率，用更小的体积来获得更大的输出功率。 这导致叶片型面由直面发展到弧面进而发展到扭曲弧面。另一方面，由于型面 曲线越来越复杂，叶片加工的工艺要求也就越来越高，对设备的要求也越来越 高。早期的叶片加工全部是由手工完成的，工人用锉刀、砂轮、砂纸等磨料在 铸造成锻造成型的毛坏上一点点修出叶片的型面。后来发展到用车、铣的方法 去除大部分余量，再经手工修型完成。数控机床的出现改变了这一状况，使叶 片型面加工走到了铣削的路上。但无论机加工型面余量再小，最终都要经过打 磨抛光的工序才能完成一只成品叶片，否则叶片表面的刀纹会增大蒸汽流或燃 汽流的流道阻力，降低动力装置的效率。时至今日，提高叶片表面光洁度的工 序仍是整个叶片型面加工工艺过程中的关键环节，虽然有电解抛光、精密铸造、 高速铣削无余量加工抛丸处理等工艺出现，但绝大多数叶片的最后加工工序仍 是由手式打磨抛光来完成的。但是手工打磨、抛光还存在如下问题-1、 手工难以控制去除量，所以只能每次去降少量余量，需反复与样板作 透光检查、比对，过程繁琐，效率低；2、 手工抛磨容易造成叶片余量不均余、叶片尺寸一致性差，有时甚至造 成废品；3、 手式抛磨力量全靠人工掌握，叶片表面质量一致性差；4、 大型叶片不易搬动、翻转，不借助工装难以进行抛磨；5、 劳动强度大；6、 工作环境恶劣，粉尘对工人健康损伤极大。总之手工打磨、抛光尺寸精度低、表面质量低、劳动强度大、效率低，满 足不了动力能源发展的要求。20世纪中期以后，随着多轴控制技术的发展，六轴砂带磨床也应运而生， 如专利号为"ZL200720188043.2"，名称为"六轴砂带磨床"的中国技术 专利，其公布的砂带磨床结合空间的六个自由度，可以实现复杂的叶片型面的 磨削处理，且能有效提高工件的打磨精度和表面质量，但是其对于满足高效高 精度叶片加工要求还有相当的差距，主要表现在-1、 单纯的强力磨削，其加工效率较低，并且不能从根本上解决叶片抛磨 的尺寸精度、型面精度问题；2、 机床床身前高后低，立柱部件高度高，其对立柱部件的要求较高；3、 为了沿C轴布置砂带机，C轴结构采用悬臂式结构，即砂带机一端以 铰接形式连接C轴，另一端悬伸。不仅结构刚性差，而且由于砂带机的宽度 限制了 C轴角度，在扭曲较大的曲面磨削抛光时容易产生干涉；4、 虽然接触轮采用悬浮结构，但是砂带机上的惰轮并非随接触轮的上下 移动而同时移动，也就是说，当接触轮与工件的接触压力随工件曲面的变化而 变化时，砂带不能迅速、准确地将变化回馈给接触轮，从而导致磨削误差，影 像工件的加工品质。从上可以看出，现有的磨削方式及磨削设备仍然普遍存在加工效率低、加 工精度低，型面质量难以保证的不足，从而导致加工出来的汽轮机叶片型面质 量不能很好地满足精度的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有叶片类的曲面形状较复杂的工件的打磨抛光 设备存在的不足，提供一种六轴联动数控砂带磨床，以有效提高工件的表面质 量和精度。为达到上述目的，本专利技术提供的六轴联动数控砂带磨床，包括-6床身，其上滑动设置有立柱部件和工作台，所述立柱部件、工作台与所述 床身之间的相对滑动分别形成X轴方向和Y轴方向的直线运动；设置在所述工作台上方的A轴部件，用以夹持待加工的工件绕其轴线旋转，以形成A轴的旋转运动；悬臂设置于所述立柱部件上的磨削座，所述磨削座通过一箱体与所述立柱 部件滑动连接，以形成Z轴方向的直线运动；所述箱体上还旋转设置一转盘， 所述磨削座与所述转盘固连，所述转盘与所述箱体之间的相对旋转形成B轴 方向的旋转运动；设置在磨削座内与所述磨削座转动连接的砂带机，所述砂带机与所述磨削 座之间的相对转动形成C轴方向的回转运动；数控系统，所述数控系统里配置有程序存储器和执行电路，以控制各轴线 方向上的运动。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述磨削座为中空结构，所述砂带 机沿所述磨削座的中空轴线回转。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述砂带机包括底板、驱动电机、 砂带和接触轮，所述驱动电机设置在一电机安装座上，所述电机安装座和底板 与一 C轴驱动系统连接，所述接触轮通过砂带与所述驱动电机输出轴上的主 动轮连接。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述砂带机还包括一浮动装置，所 述浮动装置包括与所述底板滑动连接的随动板和与所述随动板连接的浮动驱 动件，所述随动板上安装有过轮、挤压轮和所述接触轮，所述驱动电机的输出 动力通过砂带经由所述主动轮、过轮和挤压轮传递至所述接触轮。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述浮动驱动件为自动调节气缸。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述随动板通过一随动导轨与所述 底板滑动连接，所述随动导轨上还滑动设置有一胀紧轮，所述砂带从所述胀紧 轮上绕过，所述胀紧轮与一胀紧用气缸连接。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述床身具有第一床身部和第二床 身部，所述第一床身部高于第二床身部，其中，所述第一床身部上设置至少两 条X轴导轨，所述立柱部件通过所述X轴导轨与所述第一床身部滑动连接， 所述第二床身部上设置有至少两条Y轴导轨，所述工作台通过所述Y轴导轨与所述第二床身部滑动连接。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述第二床身垂直于Y轴的截面 成W形，其中，在左、右两个V形槽底设置有左、右螺旋排屑器；在倒V形的下方设置有所述至少两条Y轴导轨的其中之一部分和与所述A轴部件连接的拖链；在W形的左、右两侧设置有Y轴驱动系统和另一部分Y轴导轨。 上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述第一床身平行于X轴的截面的中部具有人字形洞，在所述人字形洞的两侧具有与所述左、右两个V形槽对应地倒八字形洞。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述左、右螺旋排屑器的其中之一 包括安装于第二床身上的螺旋驱动装置和螺旋器，所述螺旋驱动装置包括与所 述螺旋器平行设置的螺旋器驱动电机，所述螺旋器驱动电机通过一传动系统带 动所述螺旋器。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述工作台上设置有平行于X轴的 A轴部件导轨，所述A轴部件与所述A轴部件导轨滑动连接。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述工作台的两端耳上方分别设置 U形槽。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述工作台的中部设置有纵向贯穿 所述工作台的贯孔，以供与所述A轴部件连接的拖链的管线穿过。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述A轴部件的驱动系统为两个， 其分别设置在所述A轴部件的两侧。上述的六轴联动数控砂带磨床，其中，所述B轴部件的驱动系统包括安装 在所述立柱部件上的B轴驱动电机和与所述B轴驱动电机连接的涡轮蜗杆副， 所述涡轮蜗杆副的输出端与所述转盘连接。为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供一种汽轮机叶片的加工方法，该 加工方法是采用上述的六轴联动数控砂带磨床进行汽轮机叶片的加工，该方法 包括如下步骤:(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六轴联动数控砂带磨床，其特征在于，包括：　床身，其上滑动设置有立柱部件和工作台，所述立柱部件、工作台与所述床身之间的相对滑动分别形成Ｘ轴方向和Ｙ轴方向的直线运动；　设置在所述工作台上方的Ａ轴部件，用以夹持待加工的工件绕其轴线 旋转，以形成Ａ轴的旋转运动；　悬臂设置于所述立柱部件上的磨削座，所述磨削座通过一箱体与所述立柱部件滑动连接，以形成Ｚ轴方向的直线运动；所述箱体上还旋转设置一转盘，所述磨削座与所述转盘固连，所述转盘与所述箱体之间的相对旋转形成Ｂ轴方向的 旋转运动；　设置在磨削座内与所述磨削座转动连接的砂带机，所述砂带机与所述磨削座之间的相对转动形成Ｃ轴方向的回转运动；　数控系统，所述数控系统里配置有程序存储器和执行电路，以控制各轴线方向上的运动。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树生，肖业喜，
申请(专利权)人：北京胜为弘技数控装备有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]