[发明专利]一种主被动柔顺机构切换的砂带磨削装置

说明书

本发明公开了一种主被动柔顺机构切换的砂带磨削装置，包括用以安装磨头组件的安装座，安装座设有能够沿轴向移动以调整磨头与工件间压力的主动柔顺机构，主动柔顺机构与磨头组件间设有被动柔顺机构、以使主动柔顺机构与磨头组件可移动连接，还包括用以固定主动柔顺机构和磨头组件的锁定机构。被动柔顺机构位于主动柔顺机构和磨头组件之间，在主被动柔顺机构切换的砂带磨削装置工作过程中进行被动柔顺。同时主被动柔顺机构切换的砂带磨削装置还设有锁定机构，当需要主动柔顺时，锁定机构将主动柔顺机构和磨头组件固定，从而使主动柔顺机构控制磨头组件，实现被动柔顺和主动柔顺之间切换。

技术领域

本发明涉及机加工设备技术领域，特别涉及一种主被动柔顺机构切换的砂带磨削装置。

背景技术

随着工业制造技术整体水平的不断提高，工业体系对关键零件的质量要求也日趋苛刻，现代机械加工总体向高质、高效及产品高一致性等方向发展。砂带磨削作为一种具有“冷态”加工特性的弹性磨削技术，磨削后工件表面不易烧伤，同时具有磨削、抛光的双重作用，可获得较好的加工质量，所以常用于复杂曲面零件的精密、超精密加工。目前，数控砂带磨削技术逐渐取代传统的手工磨抛作业模式，且砂带磨削机床已经发展为一种加工效率高、适应性强、应用范围广、操作安全方便的精密加工设备，成功用于对航空发动机叶盘/叶片、核电汽轮机叶片、舰船螺旋桨等复杂曲面零件的精密磨抛加工领域。

由于复杂曲面零件上每一个加工点位的余量都不一样，采用传统的刚性磨具加工时易因为表面接触力过大或过小导致型面加工精度难以达到要求。基于此现状，机械加工领域提出柔顺控制的概念。目前柔顺控制方法主要分为主动柔顺和被动柔顺。砂带磨削中，被动柔顺主要是采用浮动磨头，磨头会因加工余量的不同而改变与零件加工表面的法向距离，该方法具有易控制、成本低等优点，同时会降低机构末端位置的精度，而其本身采用弹簧、阻尼等原件实现被动柔顺，并不具备控制能力，所以具有一定的局限性。主动柔顺因能够实现对期望力和期望位置的实时跟踪、很好地提高零件表面加工精度，因而逐渐成为砂带磨削设备主流的柔顺控制方式。但主动柔顺具有成本较高，控制系统不稳定等缺陷。

面对工程领域关键零件复杂多变的加工环境，若采用单一的柔顺控制方法会造成能量损耗，甚至会影响零件表面的加工精度。例如，零件抛光加工采用被动柔顺，磨头可随工件表面起伏移动，具有较好的跟踪性，同时也能避免损坏零件表面。磨头加工叶片时，若采用主动柔顺控制，由于碰撞接触时间极短，力响应速度不足以使末端磨头快速改变位置，易造成叶片表面冲击损伤，影响整个叶片的表面完整性。

因此，如何提供一种结合主动柔顺和被动柔顺的主被动柔顺机构切换的砂带磨削装置是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种主被动柔顺机构切换的砂带磨削装置，其设置了主动柔顺机构和被动柔顺机构，并通过锁定机构固定主动柔顺机构和磨头组件，实现主动柔顺控制。

为实现上述目的，本发明提供了一种主被动柔顺机构切换的砂带磨削装置，包括磨头组件和用以安装所述磨头组件的安装座，所述安装座设有能够沿轴向移动以调整磨头与工件间压力的主动柔顺机构，所述主动柔顺机构与所述磨头组件间设有被动柔顺机构、以使所述主动柔顺机构与所述磨头组件可移动连接，还包括用以固定所述主动柔顺机构和所述磨头组件的锁定机构。

优选的，所述主动柔顺机构包括与所述安装座固定连接的主动柔顺电机、与所述主动柔顺电机通过同步齿形带传动的第一丝杠以及与所述第一丝杠通过螺纹连接的升降组件，所述升降组件的下端与所述被动柔顺机构相连，所述安装座中设有用以对所述升降组件进行周向限位的第一限位卡。

优选的，所述升降组件包括丝杠外筒和位于所述丝杠外筒上端的上端盖，所述上端盖设有与所述第一丝杠螺纹配合的螺纹孔。

优选的，所述丝杠外筒中设有用以安装所述锁定机构的安装腔和沿轴向延伸并与所述安装腔连通的通孔，所述锁定机构包括安装于所述安装腔中、并沿所述通孔延伸的伸缩机构和与所述磨头组件相连用以与所述伸缩机构固定的固定机构。