[发明专利]恒力磨削抛光工具系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种恒力磨削工具系统。

背景技术

叶片广泛应用于汽轮机、涡轮机和航空发动机等轴流叶轮机，其表面应达到一定的粗糙度和面型精度要求，在应用之前需叶片进行磨削抛光处理。目前，常用的磨削工具头系统结构原理：通过作用在接触轮上的切向力、法向力、砂带张紧力、接触轮包角及气缸位移之间的数学关系解耦来实现法向磨削力的恒力控制。该方法主要缺点有：1、解耦方式结构环节多。传统的磨削工具采用的方法为力解耦形式，即用气缸推动磨削轮产生磨削力，为了保证叶片表面加工质量需要保持法磨削力F_n恒定，若某一时刻磨削轮向前位移浮动量△X,磨削轮的包角α会发生变化，此时需要进行力解耦来确定气缸推出力F_a的大小，根据《一维力控机器人砂带磨削机设计》知，F_a的确定需要获得△X或α的大小，这就需要角位移传感器或位移传感器来测得未知量△X或α的大小。这样不仅使机械结构变得复杂，也给控制带来困难。2、数学模型复杂。为了使叶片获得恒定的切削力，需对气缸的输出力进行控制。这就必须进行力的解耦以获得气缸输出力。力解耦是一个复杂的数学过程，需建立复杂的数学模型。首先，根据砂带长度不变，建立磨削轮位移浮动量△X与磨削轮包角α之间的数学关系；然后，计算砂带紧边拉力F_t、松边拉力F_t'，它们是与α相关的参数；最后，根据力平衡方程建立F_n、F_a、F_t、F_t'、α之间的关系式，经换算最后得到F_n、F_a、△X之间的关系。其中，F_n为设定的磨削力，F_a由力传感器得到，△X由位移传感器得到。3、对传感器、响应速度要求较高。以上几点都会造成磨抛效果差，抛光效率低等问题。

发明内容

本发明提供恒力磨削抛光工具系统，以解决目前磨削抛光工具存在的机械结构复杂、数学模型复杂、磨抛效果差，抛光效率低的问题。

本发明采用的技术方案是：

包括动力装置、换轮磨削工具、减振装置、导向装置一和导向装置二、力补偿与检测装置、配重装置，动力装置通过螺钉与减振装置相连、还通过梅花键联轴器与换轮磨削工具的动力输出轴相连，换轮磨削工具通过螺钉分别与减振装置、导向装置一和导向装置二、力补偿与检测装置固定连接，配重装置通过螺钉与支撑板固连、通过螺钉与换轮磨削工具相连，支撑板与导轨滑块固定连接，力补偿与检测装置通过连接件与支撑板相连。

本发明所述动力装置由磨削主电机与电机安装弯板组成，并通过螺钉紧固在一起。

本发明所述换轮磨削工具的结构是，主动轮通过涨紧套连接在动力输出轴上；动力输出轴通过轴承压盖、轴承、轴承间内隔套和轴承间外隔套、轴承压紧环、精密锁紧螺母与上法兰座连接实现轴向及径向的定位；上法兰座通过螺钉与工具板固连；惰轮通过轴承、挡圈与惰轮轴相连；惰轮轴通过螺钉与工具板固连；张紧轮通过挡圈、轴承与张紧轮轴相连；张紧轮轴通过张紧轮气缸连接板固连在张紧气缸上，该张紧气缸通过螺钉固连在工具板上；换轮磨削工具还包括换轮机构，换轮机构主要包括刀架、四个半径不同磨削轮、动力输出轴、下法兰座、换轮电机，电机通过螺钉固定在下法兰上，电机轴通过键与动力输出轴连接，动力输出轴经轴承压盖、轴承、轴承间内隔套和轴承间外隔套、轴承压紧环、精密锁紧螺母与下法兰相连实现轴向及径向的定位，下法兰通过螺钉固定在工具板上，刀架靠精密锁紧螺母固定在动力输出轴上，磨削轮通过轮轴、轴承、挡圈、螺母固定在轮架上。

本发明所述减振装置由减震器和减震器安装弯板组成，二者通过螺钉紧固在一起。

本发明所述导向装置一由导向柱，直线轴承和上连接弯板组成，直线轴承通过螺钉与上连接弯板固连。

本发明所述反馈与检测装置由检测元件支撑弯板，低摩擦副气缸，气缸传感器连接件，S型承重传感器、下连接弯板组成，其中，低摩擦副气缸与检测元件支撑弯板靠螺钉紧固在一起，S型承重传感器用螺钉与下连接弯板紧固在一起，气缸传感器连接件与S型承重传感器螺纹连接。

本发明所述配重装置的结构是，钢丝绳一端与连接座连接、另一端经滑轮与配重相连，滑轮通过滑轮轴、轴承、挡圈、滑轮轴承隔套、螺母与滑轮架相连，滑轮架通过螺钉与滑轮组支撑座固连。

本发明所述的导向装置二由导向柱，直线轴承组成，直线轴承通过螺钉与下连接弯板固连，导向柱通过螺钉与检测元件支撑弯板固连。