[发明专利]七轴联动数控砂带磨抛机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨抛机床，具体地说，是涉及一种适用于航空发动机、燃气轮机、汽轮机等叶片类曲面加工的七轴联动数控砂带磨抛机床。

背景技术

叶片作为航空发动机、燃汽轮机、蒸汽轮机等动力能源装置的关键核心零件，对整机的工作性能具有决定性作用，其型面的制造精度和表面粗糙度对整个能源转换装置的性能和效率都有着至关重要的影响。现今，绝大多数叶片的型面是复杂空间曲面，其几何数据是根据流体力学原理经过复杂计算、分析及试验修正而得到的自由曲面，这些曲面不仅加工难度大，而且加工效率较低，制造成本较高，故而，如何高效率地制造出最佳几何精度和表面粗糙度的叶片型面对于提高各类能源动力装置的效率具有重要的意义。             

目前，我国大多数企业仍采用人工手持叶片在砂轮或者砂带机上进行手工打磨与抛光，该种方式效率十分低下，且精度较为有限；国内外主要有针对叶片类复杂曲面进行六轴联动数控砂带磨床设备和适用于自由曲面的磨削装置等，但这些设备涉及机床结构均采用传统立式加工机床结构并在立柱上设计垂直悬空的B/C轴双摆动磨头以悬臂梁方式进行X/Y/Z/A/B/C六轴联动方式磨削抛光叶片工件，具有多个缺点：

1、叶片磨抛过程中垂直悬空的磨头B轴往复来回摆动会导致磨头重量分力对叶片磨削区的接触压力产生难以控制的复杂非线性动态变化影响，易引起加工过切或欠切问题； 

2、六轴联动砂带磨抛方式无法稳定去除曲面上不均匀余量问题，如精锻叶片边缘的不均匀厚度余量；

3、立式机床方式的立柱上布置磨头的方式使得磨头以悬臂梁方式支撑，将严重影响其机床刚性，无法适应大余量叶片毛坯的大吃刀量粗磨材料去除；

4、立式机床方式的立柱较高使得磨头的吊装与拆卸工艺复杂，耗时较长，不利于磨床的安装及后续维护，更换砂带也不便，较不经济。

发明内容

本发明的目的在于提供一种七轴联动数控砂带磨抛机床，主要解决现有技术中存在的立式六轴联动砂带磨抛方法无法稳定去除曲面上不均匀余量问题并且易产生过欠切加工的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

七轴联动数控砂带磨抛机床，包括用以固定叶片零件的回转夹具和顶尖，还包括水平床身，安装在水平床身上的立柱，安装在水平床身上、带动立柱实现Y向直线运动的Y向运动装置，安装在水平床身上、带动立柱实现Z向直线运动的Z向运动装置，安装在立柱上、用以固定顶尖并带动顶尖实现X向直线运动的X向运动装置，安装在立柱上、用以固定回转夹具并带动回转夹具实现360度回转运动的B向回转驱动装置，以及安装在水平床身上与立柱对应位置处的磨抛装置，所述磨抛装置包括磨头支架和安装在磨头支架上、用以对叶片零件进行磨抛处理的磨削机构，采用卧式方式安装在水平床身上、带动磨头支架实现A向回转运动的A向回转机构，安装在磨头支架上、带动磨削机构实现C向摆动的C向运动装置，安装在磨头支架上、带动磨削机构实现N向运动的N向运动装置。

具体地说，所述Y向运动装置包括沿Y向设置于水平床身上的导轨，设置在导轨上的立柱Y向滑台，以及安装于水平床身上、带动立柱Y向滑台沿导轨运动的Y轴伺服电机，所述立柱安装于立柱Y向滑台上。

所述Z向运动装置包括设置于立柱Y向滑台与立柱之间的Z向导轨，安装于立柱Y向滑台上、驱动立柱沿Z向导轨运动的Z轴伺服电机。

所述X向运动装置包括垂直安装于立柱上与磨抛装置相对一侧的X轴导轨，通过滑块安装于X轴导轨上的X向升降滑板，安装于立柱上，带动X向升降滑板沿X轴导轨运动的X轴伺服电机，所述顶尖安装于X向升降滑板上。

所述B向回转驱动装置包括安装于立柱上与X向升降滑板相对位置处的B轴回转驱动机构，安装在B轴回转驱动机构内的蜗轮蜗杆，以及驱动涡轮蜗杆实现360度回转运动的B轴伺服电机，所述回转夹具与蜗轮蜗杆相连。

所述A向回转机构包括安装于水平床身上与立柱相对位置处的圆弧导轨，安装于圆弧导轨上的回转支撑轴，安装于回转支撑轴上的A轴被动齿盘，与A轴被动齿盘啮合的A轴主动齿轮，以及安装在水平床身上、驱动A轴主动齿轮旋转并驱动与之啮合的A轴被动齿轮围绕回转支撑轴运动的A轴伺服电机，所述磨头支架安装于A轴被动齿盘上。