五坐标自适应叶片抛光机制造技术

五坐标自适应叶片抛光机，被抛光叶片安装在所述抛光机中的叶片夹具上；同时，被抛光的叶片叶身在与其相吻合的软体模具中在一定压力夹持下并加入一定的抛修介质进行机械抛光作业；其特征在于：所述抛光机进行叶片自动机械抛光过程是：在空间直角坐标系中，被抛光的叶片在所述抛光机的控制下沿上下（Ｚ轴）、前后（Ｘ轴）、左右（Ｙ轴）运动，同时还能分别绕Ｚ、Ｘ轴向旋转运动。本发明专利技术所述的五坐标自适应叶片抛光机可广泛应用于航空发动机、燃气轮机等透平机械叶片的自适应抛光加工操作中。相对于传统的类似技术，本发明专利技术设计简单、操作方便自动化程度高，控制精度高，能大大提高加工效率和设备的品质，具有巨大的经济价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械科学，特别提供了一种五坐标自适应叶片抛光机。
技术介绍
现有技术中，叶片等类重要零件的加工设备及相应的加工工艺一直是 人们渴望能够更好的进行解决的技术难题。在叶片叶身型面精加工处理工 艺中常用叶身精抛光操作。为了保证规定的表面粗糙度和保持上道工序中 达到的加工精度，通常在叶片腐蚀探伤后重新抛光，除去腐蚀层。这时，除去金属层通常要求不应超过0.02mm，可以采用砂带作为去除工具，通常 为手工操作或借助于砂带振动接触半自动机床实现抛光操作。在砂带振动接触半自动机床上实现抛光时，通常要求在下述条件(1) 被加工叶片作大频率往复运动，工具(砂带)不动；(2)叶片叶身与抛光工 具同时以整个表面进行接触；(3)在较大单位压力和小速度下进行抛光；(4) 对于每个叶片都要进入到砂带工作已完全磨损的新区域，此时磨料颗粒细 化，使表面获得较小的粗糙度。对比现有技术中的手工抛光工艺，如能在工艺上实现"叶片叶身抛光 机械化，不仅可以大大降低劳动量和手工工作量，也可保证表面层质量的 稳定性。"同时，在上述的传统机械抛光工艺中，其抛光质量、工作效率、 设备可靠性等技术效果都有待于进一步提高。在针对叶片加工后工序处理过程中，为避免人工横向抛光产生的横向抛光痕迹对产品疲劳寿命的降低，避免由此使叶片瞬间断裂的故障发生， 进一步提高叶片经抛光后的表面完整性和叶片抛光过程的工作效率，人们 一直渴望一种技术效果更好的新型叶片机械抛光机。
技术实现思路
本专利技术提供了一种技术效果更好的五坐标自适应叶片抛光机，其目的 是改变现有技术中依赖手工抛光操作或使用品质较低的抛光装置进行工作 的不足，大大提高了加工质量和加工效率，明显增强了设备的可操作性和 自动化程度，其具有重大的经济和社会价值。在现有技术中，叶片加工后工序处理通常必须进行叶身型面抛光，为 避免人工横向抛光产生的横向抛光痕迹对产品疲劳寿命的降低，以及叶片 在高速运转过程中发生瞬间断裂的故障，减少安全隐患，进一步提高叶片 经抛光后的表面完整性和叶片抛光过程的工作效率，我们特别研发了一种 五坐标自适应叶片抛光机。使用五坐标自适应叶片抛光机气动对叶片实现五坐标自适应机械抛光 加工，是由该设备上的气动夹具将叶片榫头自动夹紧，被抛光的叶片叶身 由与其相吻合的软体模具在一定压力夹持下并加入一定的抛修介质。具体而言，在本专利技术所述五坐标自适应叶片抛光机中，被抛光叶片安 装在所述抛光机中的叶片夹具上，所述抛光机上的气动夹具将叶片榫头自 动夹紧，同时，被抛光的叶片叶身在与其相吻合的软体模具中一定压力夹 持下并加入一定的抛修介质进行机械抛光作业；其特征在于所述抛光机进行叶片自动机械抛光过程(参见附图3)是在空间直角坐标系中，被抛光的叶片在所述抛光机的控制下沿上下(z轴)、前后(X轴)、左右(Y轴)运动，同时还能分别绕Z、 X轴向旋转运动。所述五坐标自适应叶片抛光机所实现的叶面抛光痕迹为无叠加的不规 则的椭圆轨迹，，被抛光的叶片在上下(Z轴)、前后(X轴)方向的运动是 主动震动；同时，被抛光的叶片还能随叶片型面进行下述的三种自适应调 节动作沿Y轴方向运动、沿Z轴旋转、沿X轴旋转。所述五坐标自适应叶片抛光机安装被抛光叶片后沿空间直角坐标系中 Z轴振动的振幅可调最大范围是土10mm，振频可调范围是600 1000次/分；其沿空间直角坐标系X轴振幅可调最大范围是士5mm，振频可调范围 是500 900次/分。本专利技术所述五坐标自适应叶片抛光机具体包含以下几大部分电源、电动机(Ql)(三相异步电动机)、设备机箱(Q2)、联轴器(Q3)、 轴承座(Q4)、曲柄传动机构(Q5)、位移可调偏心轮(Q6)、关节轴承及 运动导杆机构(Q7)、叶片夹具(Q8)(气动叶片夹具)、模具及运动机构 (Q9)、气体压力表(QIO)、电气操作箱(Qll);所述电动机(Ql)通过连接着它的联轴器(Q3)、轴承座(Q4)传递 给曲柄传动机构(Q5)，所述电动机(Ql)输出的圆周运动经过曲柄传动机 构(Q5)转变为具有一定位移量的直线振动，作为叶片振动的动力来源；通过关节轴承及运动导杆机构(Q7)中的关节轴承带动往复运动导杆 机构，并经由直线导向机构将具有一定频率和振幅的振动能量传递给被叶 片夹具(Q8)夹紧的叶片；其它零部件都直接安装或间接连接在设备机箱(Q2)上，模具及运动机构(Q9)与叶片夹具(Q8)通过配合动作实现对被抛光叶片的抛光操作。所述五坐标自适应叶片抛光机中的电机(Ql)为三相异步电动机，其 连接安装有电机调速装置，其可以是变频调速、改变极对数调速或改变转 差率调速等多种形式。所述五坐标自适应叶片抛光机中设置有连接在叶片夹具(Q8)上的叶 片位置自适应微调机构，其能够进行Y轴面、绕Z轴旋转面，绕X轴旋转 面的自适应微调以实现叶片在被加紧抛光工作中的周向运动和倾斜。其可 避免叶片在加工过程中由于型面的不规则多曲面构成而受力不均导致各位 置加工量不一样，并自动按照模具型面控制位移路径。所述五坐标自适应叶片抛光机中叶片夹具(Q8)设置为可拆卸式气动 夹具结构，经更换夹具可对不同类型的叶片进行抛光加工，并有锁紧机构 防止振动中叶片松脱。所述五坐标自适应叶片抛光机中，模具及运动机构工作时，由气缸来 完成对叶片模具的夹紧与松开，夹紧力通过对气缸气源压力的微调直到达 到最佳抛光效果；所述夹紧模具分为左右两块，为软性材料(丁氟胶或丁晴胶)按叶片 单型面制作，双面模具夹紧后正好将叶片夹入其中，叶片面与模具面理论 上正好吻合，在叶片与模具间夹入抛光介质，当叶片振动时与模具(抛光 介质)产生各方向的相对运动(轨迹为随机的不规则的椭圆形)从而完成 抛光光饰加工工艺。 本专利技术在工艺上实现叶片叶身抛光机械化，有效提高了叶片表面抛光的完整性，同时了保证表面层质量的稳定性，并显著提高产品生产的工作 效率、降低生产成本。所述的五坐标自适应叶片抛光机可广泛应用于航空发动机、燃气轮机 等透平机械叶片的自适应抛光加工操作中。所述五坐标自适应叶片抛光机的技术性能与技术条件如下工作电压 AC380V;额定功耗3.1kW;气路压力《0.45MPa;模具夹紧力《85kgf;设备外形尺寸1350mmX610mmX1980mm; Z轴振幅可调士10mm，振频 可调600~1000次/分；X轴振幅可调土5mm振频可调500 900次/分；Y轴 随叶片型面作自适应调节运动；叶片沿Z轴旋转自适应调节运动；叶片沿 X轴旋转自适应调节运动；叶片夹具为气动夹具，用压縮空气控制夹紧和 松开叶片榫头；模具分别由左右两个气缸控制夹紧和松开运动，运动速度 及夹紧力可通过调节气路参数进行调节。本专利技术所述五坐标自适应叶片抛光机中还有电气控制系统以便配合机 械系统和气动系统(用于控制气动夹具(Q8)的动作方式、速度、夹紧力 等)的动作，更好的保证整机的质量。目前，五坐标自适应叶片抛光机已制造、调试完成，已经投入生产。 抛光加工单件产品约40 50秒，大大提高了工作效率，降低手工工作量， 同时保证了叶片表面层加工质量的稳定性和完整性。该设备的研制成功为 叶片的加工质量及合格率又提供了一层保障，同时该设备作为一种专用设 备又具有通用性，其可应用于各类军用、民用发动机及燃气轮机等透平机 械本文档来自技高网...

【技术保护点】
五坐标自适应叶片抛光机，被抛光叶片安装在所述抛光机中的叶片夹具上；同时，被抛光的叶片叶身在与其相吻合的软体模具中在一定压力夹持下并加入一定的抛修介质进行机械抛光作业；其特征在于：所述抛光机进行叶片自动机械抛光过程是：在空间直角坐标系 中，被抛光的叶片在所述抛光机的控制下沿上下（Ｚ轴）、前后（Ｘ轴）、左右（Ｙ轴）运动，同时还能分别绕Ｚ、Ｘ轴向旋转运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔树森，崔军，李深亮，郭旭，刘玫，张旭光，李辛，王凤君，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]