[发明专利]一种用于叶片型面砂带柔性抛光机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性抛光机构，特别是一种用于叶片型面砂带柔性抛光机构。属于机械设计与制造技术领域，适用于航空发动机叶片复杂曲面的抛光加工工艺。

背景技术

叶片作为发动机的心脏，受到发动机大涵道比、高推重比及长寿命等要求的影响，叶片形状趋于复杂，几何尺寸渐进增大，对其关键制造技术提出了更高的要求。发动机叶片表面是典型的高自由度复杂曲面，表面质量、型面精度要求非常高，抛光加工工艺作为叶片成型的最终工艺，起着致关重要的关键性作用。

由于叶片形状复杂非常薄，扭曲度大、叶展长的特点，使得叶片在抛光过程中受力容易产生变形，尤其是对于型面尺寸精度要求很高的叶片进排气边，抛光力度导致其变形的情况时有发生，影响型面尺寸精度，甚至损坏叶片。同时，叶片铣削工艺产生的表面波纹使得抛光过程中容易产生刀具和叶片的双重振动，影响抛光质量。此外，目前普遍的抛光方法是操作人员手工夹持叶片进行表面抛光加工，其抛光工艺质量及工作效率较低都制约着航空发动机的批量生产和应用需求。

中国专利200820045975.6中公开了一种砂光机，是用于平面打磨、抛光的机械装置，它包括安装驱动砂带运动的砂带机构，砂带机构安装在可上下移动的立柱机构上，其特点在于安装砂布带的砂带机构、固定工件的工作台机构位置可根据需要进行调节，通过数控电路控制，全自动化操作，抛光效率较高。在专利200610155853.8中描述了一种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，特点是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。该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工艺操作中。专利02824300.5中提出了一种用于抛光燃气轮机叶片表面的方法和设备，它的特点是一金属的防腐层借助一干冰射流来抛光，由此避免了表面沾染杂质并获得成本方面的优点。

现有公开的文献“自由曲面六轴联动砂带磨削机床试验”(《重庆大学学报》2008，31(6)：598-602.)中介绍了一种用于自由曲面表面磨削用砂带机床，其中提出了一种双摆动砂带磨头，由磨头支撑板、主轴驱动电机、恒压浮动机构、砂带张紧机构、砂带驱动轮、过渡轮等组成，并经过磨削试验取得了较好的叶片表面质量。在公开的文献“Research on The Double-sided Grinding and Poli shing Machine Tool System”(2010：1968-1971.)中提出一种双向的砂带抛光机构，可以对叶片两面进行同时抛光加工，极大的提高了叶片表面抛光效率。

但是，上述提及的专利和公开的文献中介绍的砂带抛光机构可以对叶片表面进行抛光，只是从叶片表面抛光的可行性方面进行了研究，实现了叶片抛光定型，还无法满足叶片表面定性要求，对于叶片表面形态及表面波纹等状况无法做到适应，抛光后叶片表面会由于波纹的影响产生颤纹等，抛光后叶片表面质量不能够完全满足要求。目前较为普遍的还是采用人工操作抛光方法进行叶片抛光加工，工作强度大，质量不稳定等都影响着叶片使用性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种用于叶片型面砂带柔性抛光机构，其目的在于使砂带抛光轮可以适应叶片表面曲率及铣削后表面波纹，避免刚性冲击产生的变形，同时以自动化数控抛光工艺代替手工抛光方法，提高了叶片表面抛光质量，同时也提高了抛光加工工作效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该砂带柔性抛光机构包括基板、柔性机构、辊轮、纠偏机构、张紧气缸、驱动轮、安装架；柔性机构还包括导轨、移动体、抛光轮、气缸、活塞架、辊轮固定架；所述基板上分布设置有数个螺纹孔，用于安装砂带柔性机构的各部分；柔性机构驱使抛光轮沿其固定轴方向动作，控制抛光力度的大小，避免刚性冲击；辊轮安装在基板上支撑砂带，驱动轮带动砂带在辊轮上进行高速旋转，张紧气缸使砂带在辊轮上产生预紧力，避免打滑现象的发生，纠偏机构调整砂带运行过程中的跑偏现象；电机带动驱动轮为砂带高速旋转提供动力。

所述的基板为两面对称薄板，纵向截面为六边形，其前部分置有镂空的长方形槽孔，槽孔内壁分布有两个长度相同等直径的通孔，用于安装柔性机构；基板顶部置有一凹槽，用于安装纠偏机构，基板中心位置设有驱动轮定位孔，与槽孔同在基板的轴线上。