CN102950508A

CN102950508A - 一种涡轮盘榫槽拉削机床分度盘

Info

Publication number: CN102950508A
Application number: CN2012103416289A
Authority: CN
Inventors: 唐进元; 曹茂鹏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2013-03-06

Abstract

一种涡轮盘榫槽拉削机床分度盘。上转盘1上安装有上盖板7、定位销8、定位块9，下底座3内安装有楔块12、锁紧杆13、活塞14、碟形弹簧15，上转盘1和下底座3通过转矩电机4和连接器6直接连接，滚子轴承2上安装有旋转编码器。采用电机直接驱动的形式，有效的简化了分度盘的整体结构，内置式的夹紧装置确保了分度盘外形简单，并保证了分度盘能抵抗较大的倾覆力矩，旋转编码器的反馈调节保证了分度盘的旋转精度。本分度盘可以满足涡轮盘榫槽拉削机床中分度的要求。

Description

一种涡轮盘榫槽拉削机床分度盘

技术领域

本发明属于涡轮盘榫槽拉削机床中的分度装置这一领域。

背景技术

涡轮盘是航天发动机中的重要组成零件，它与相应的轴、叶片相互连接而组成发动机中的转子部分。涡轮盘需要在高速、高温、高压的恶劣环境下长期工作。因此，涡轮盘在材料的选择上一般采用具有高强度、能够耐高温的材料。涡轮盘的结构设计也较复杂，特别是其上的枞树形直齿榫槽有着比较复杂的结构和较高的制造精度要求。榫槽是航空发动机的涡轮盘与涡轮叶片相结合的部分，在高速、高温、高压条件下工作，承受极大的离心力、剪切力、弯曲应力等的综合作用。榫槽加工制造精度不仅影响涡轮叶片能否保持规定的运动位置和方向，还直接影响航空发动机的总体性能。由于涡轮盘一般都选择高强度、耐高温材料，此类材料都比较难加工。而其中榫槽的要求精度是最高的，加工难度又是最大的。因此，榫槽加工己经成为涡轮盘加工的关键技术，成为制约航空发动机机械制造发展的关键所在。

所以涡轮盘榫槽在加工工艺上普遍采用拉削加工。国内外现有的涡轮盘榫槽拉削机床有二类：一类是普通的卧式液压内孔拉削机床，另一类是较先进的高速拉削机床，后者具有动静态刚度好、运动精度高、拉削速度快和行程距离大的特点。目前，在美国、英国、法国、德国等航空大国涡轮盘榫槽加工均采用高速数控侧卧式拉削中心。对于涡轮盘加工机床来说，国外已经处于领先水平，可以高效率高精度加工涡轮盘的榫槽。如英国Marbaix Lapointe公司生产的大型卧式侧拉削机床，有可实现5轴运动，定位精度为5μm的万能工件装夹底座，为航空航天和发电设备工业提供了先进的涡轮盘叶片榫槽的拉削设备。

目前，国内加工榫槽类零件水平较高的厂家主要集中在几家大型的航空发动机生产厂家，比如成都发动（集团）有限公司、西安航空发动制造公司、株洲南方工模具公司等。其中，西安航空发动机制造公司是国内生产榫槽类零件的著名厂家。但是该厂的加工榫槽的设备却是引进德国的高精度、高速数控卧式拉削机床。和国外相比，国产的拉削机床都是2轴拉削机床，在拉削力与速度方面与国外产品差距相当大。由于涡轮盘的重要作用，国外对其高精度制造装备与制造工艺关键技术封锁很严。国内由于起步晚、时间短、封锁严，至今我国还不能自行生产涡轮盘榫槽加工机床。由于受零件加工能力的限制和制造机床本身精度的限制，对于榫槽加工刀具又缺乏系统而又深入的研究，我国在涡轮盘榫槽加工装备方面与欧美各国的差距相当大，这严重制约了我国航空发动机的制造发展。对于高精度、高效率的涡轮盘榫槽加工数控机床的研制，不仅可以实现榫槽加工机床的国产化，同时也可以提升国家制造业水平，为我国航空业的发展提供保障。

“十二五”期间，我国经济仍将保持平稳较快的发展，国内市场需求将平稳上升。国内航空航天制造领域正面临产业升级，对机床工具加工行业不断提出新的要求，这也预示着将有更大的市场需求空间。但是航空发动机涡轮盘榫槽拉削加工所需的高档拉削加工装备国内目前不能完全自主生产，完全依赖向国外进口，而国外对拉削机床，特别是涡轮盘榫槽拉削机床的制造技术封锁得非常严重。因此，研究开发航空发动机涡轮盘榫槽拉削加工所需的拉削加工装备有着很好的经济效益、社会效益。

此外，随着现代机床行业的迅猛发展，对作为机床重要附件之一的分度盘提出了新的更高的要求。要求其结构越来越简单，运行精度要求越来越高，外负载越来越大，为适应加工工件的大小，结构尺寸大小越来越趋于两级化。现在机床越来越专用，主要针对某一或某类零件的加工，对于用来装夹加工工件和进行分度的分度盘来说，需要适应工件的装夹，又得达到运动精度，还得适应各种机床，所以现在分度台的普适性越来越难。而且到达到高精度的分度运动，需要机械结构和控制反馈相互结合。这涉及到结构设计，零件加工和控制系统设计。分度盘实现高精度、抗高倾覆力矩有难度，难以适应所设计的涡轮盘榫槽拉削机床。

本专利设计的适用于涡轮盘榫槽拉削机床的分度盘，能实现高精度的分度运动，并且能抵抗较高的倾覆力矩。整体结构简单实用，便于生产制造。

发明内容

本专利解决的技术问题是：针对涡轮盘榫槽拉削机床的设计要求和现有分度盘面临的问题，发明了一种适用于涡轮盘榫槽拉削机床的分度盘，其能实现高精度的分度运动，并且能抵抗较高的倾覆力矩。

本专利发明的分度盘，其特征是：上转盘1上安装有上盖板7、定位销8、定位块9，下底座3内安装有楔块12、锁紧杆13、活塞14、碟形弹簧15，上转盘1和下底座3通过转矩电机4和连接器6直接连接，滚子轴承2上安装有旋转编码器。

上转盘1上的定位销8和定位块9用于工件的定位，其上螺纹孔用于工件安装。

下底座3内的楔块12、活塞14、碟形弹簧15、锁紧杆16构成夹紧装置用于上转盘的夹紧。

转矩电机4直接驱动上转盘的转动。

滚子轴承2上的旋转编码器对分度盘的旋转精度进行反馈调节。

本专利设计的分度盘，采用电机直接驱动的形式，有效的简化了分度盘的整体结构，内置式的夹紧装置确保了分度盘外形简单，并保证了分度盘能抵抗较大的倾覆力矩，旋转编码器的反馈调节保证了分度盘的旋转精度。本分度盘可以满足涡轮盘榫槽拉削机床中分度的要求。

附图说明

图1是分度盘半剖视图。

图2是分度盘夹紧位置剖视图。

图3是分度盘夹紧位置局部视图。

Claims

1.一种涡轮盘榫槽拉削机床分度盘，其特征是：上转盘1上安装有上盖板7、定位销8、定位块9，下底座3内安装有楔块12、锁紧杆13、活塞14、碟形弹簧15，上转盘1和下底座3通过转矩电机4和连接器6直接连接，滚子轴承2上安装有旋转编码器。

2.根据权利要求1所述的分度盘，其特征是：上转盘1上的定位销8和定位块9用于工件的定位，其上螺纹孔用于工件安装。

3.根据权利要求1所述的分度盘，其特征是：下底座3内的楔块12、活塞14、碟形弹簧15、锁紧杆16用于上转盘的夹紧。

4.根据权利要求1所述的分度盘，其特征是：转矩电机4直接驱动上转盘的转动。

5.根据权利要求1所述的分度盘，其特征是：滚子轴承2上的旋转编码器调节其旋转精度。