CN103029022A - 一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统 - Google Patents

一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，属于机械领域。主动轮、四个惰轮、张紧机构、磨抛力控制机构、法兰架安装在基板上，可换式接触机构与磨抛力控制机构连接，主动轮与伺服电机连接，伺服电机与基板固定连接，主动轮、张紧机构和四个惰轮将砂带支撑成框形结构。优点是：可以实现对整体叶盘叶片凸面和凹面的磨抛，有效避免磨抛过程中砂带与相邻非磨抛叶片的干涉。

Description

一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统
技术领域
本发明属于机械制造领域，具体涉及一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统。
背景技术
整体叶盘作为航空发动机的关键部件，其结构特点是省去了传统连接方式采用的榫头、榫槽和锁紧装置，结构重量减轻、零件数量减少，避免了榫头的气流损失，因此发动机结构大为简化，推重比和可靠性明显提高。作为下一代航空发动机实现功能跨越和技术提高的核心部件，整体叶盘的制造技术是航空发动机进步和发展的关键。
整体叶盘形状加工后为获得预期的表面质量仍需要经过磨抛加工。与单个叶片的磨抛相比，整体叶盘的结构更加复杂，通道开敞性差、叶展长、叶片薄、相互遮掩严重，给磨抛作业带来很大困难。目前整体叶盘的磨抛加工主要依赖工人的手工操作，工人手持工具对某一叶片磨抛时，要防止工具碰到相邻的其它叶片，避免对其它叶片造成损伤。手工磨抛劳动强度大、效率低、磨抛表面一致性差、质量不高。
发明内容
本发明提供一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，以解决目前工磨抛劳动强度大、效率低、磨抛表面一致性差、质量不高的问题。
本发明采取的技术方案是：主动轮、四个惰轮、张紧机构、磨抛力控制机构、法兰架安装在基板上，可换式接触机构与磨抛力控制机构连接，主动轮与伺服电机连接，伺服电机与基板固定连接，主动轮、张紧机构和四个惰轮将砂带支撑成框形结构。 
所述四个惰轮通过刚性轴安装在基板上，且呈矩形布置。
所述张紧机构的结构是：摆动气缸安装在基板上，张紧轮通过曲轴与摆动气缸连接。
所述可换式接触机构的结构是：安装板两端各分别安装接触轮、平面压板、曲面压板或自由式砂带支撑导轮板中的一种。
所述接触轮、平面压板、自由式砂带支撑导轮板上的导轮均采用金属主体表面粘接橡胶材料的结构。
所述一种磨抛力控制机构的结构是：滑轨由上下平行的两个光滑刚性圆柱体组成，滑轨安装在固定架上，滑动体与滑轨滑动连接，滑动体一侧开有螺纹孔，与可换式接触机构的安装板螺纹连接；滑动体另一侧有长方体凸台，两个直线运动气缸相对安装在固定架上，两个气缸的活塞杆与滑动体的凸台两侧分别接触，固定架与基板固定连接。
所述另一种磨抛力控制机构的结构是：滑轨由上下平行的两个光滑刚性圆柱体组成，滑轨安装在固定架上，滑动体为长方体结构，滑动体与滑轨滑动连接，滑动体一侧开有螺纹孔，与可换式接触机构的安装板螺纹连接；滑动体另一侧有圆柱体凸台，摆动气缸安装在固定架上，弹性摆杆分别与滑动体和摆动气缸连接，固定架与基板固定连接。
 所述的另一种磨抛力控制机构的弹性摆杆的结构是：上摆杆为一端带有耳环的中空的圆柱体，下摆杆为一端带有耳环的中空的圆柱体，下摆杆的圆柱体套入上摆杆的圆柱体中，弹簧位于上摆杆、下摆杆之间，上摆杆的耳环与摆动气缸的活塞轴固定连接，下摆杆的耳环与滑动体的圆柱体凸台转动连接。 
本发明工作时安装在数控机床主轴上，利用砂带磨抛整体叶盘叶片的工具系统，以适应整体叶盘磨抛自动化的需求和发展趋势。
本发明的优点是：（1）为开式整体叶盘叶片型面的自动磨抛作业提供了新的技术思路。适应整体叶盘相邻叶片之间通道狭窄的特点，利用一套砂带磨抛工具系统，可以实现对整体叶盘叶片凸面和凹面的磨抛，有效避免磨抛过程中砂带与相邻非磨抛叶片的干涉；（2）利用可换式接触机构，可以根据叶片凸面和凹面的不同，选取相应的砂带接触方式；（3）利用磨抛力控制机构，有效控制砂带磨抛叶片凸面和凹面时的磨抛力。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是图1的后视图；
图3是本发明张紧机构的结构示意图；
图4a是本发明可换式接触机构采用接触轮、平面压板的结构示意图；
图4b是本发明可换式接触机构采用曲面压板、自由式砂带支撑导轮板的结构示意图；
图5是本发明另一种结构示意图；
图6是本发明的一种磨抛力控制机构的结构示意图；
图7是图6的后视图；
图8是本发明的另一种磨抛力控制机构结构示意图；
图9是图8的后视图；
图10是本发明弹性摆杆的结构示意图；
图11是本发明砂带磨抛整体叶盘叶片凹面的示意图；
图12是本发明砂带磨抛整体叶盘叶片凸面的示意图；
图13是本发明砂带磨抛整体叶盘叶片凸面的示意图。
具体实施方式
主动轮1、四个惰轮2、张紧机构7、磨抛力控制机构3、法兰架9安装在基板5上，可换式接触机构4与磨抛力控制机构3连接，主动轮与伺服电机8连接，伺服电机8与基板5固定连接，主动轮1、张紧机构7和四个惰轮2将砂带6支撑成框形结构，砂带6所在平面与基板5平面之间保持一定的距离。 
所述四个惰轮2通过刚性轴安装在基板5上，且呈矩形布置。
所述张紧机构的结构是：摆动气缸701安装在基板5上，张紧轮703通过曲轴702与摆动气缸连接。
所述可换式接触机构的结构是：安装板401两端各分别安装接触轮403a、平面压板402a、曲面压板403b或自由式砂带支撑导轮板402b中的一种。
所述接触轮403a、平面压板402a、自由式砂带支撑导轮板402b上的导轮均采用金属主体表面粘接橡胶材料的结构。
所述一种磨抛力控制机构的结构是：滑轨301由上下平行的两个光滑刚性圆柱体组成，滑轨301安装在固定架304a上，滑动体302a与滑轨301滑动连接，滑动体302a一侧开有螺纹孔，与可换式接触机构4的安装板401螺纹连接；滑动体302a另一侧有长方体凸台，两个直线运动气缸303a相对安装在固定架304a上，两个气缸303a的活塞杆与滑动体302a的凸台两侧分别接触，固定架304a与基板5固定连接。
所述另一种磨抛力控制机构的结构是：滑轨301由上下平行的两个光滑刚性圆柱体组成，滑轨301安装在固定架304b上，滑动体302b为长方体结构，滑动体302b与滑轨301滑动连接，滑动体302b一侧开有螺纹孔，与可换式接触机构4的安装板401螺纹连接；滑动体302b另一侧有圆柱体凸台，摆动气缸303b安装在固定架304b上，弹性摆杆305分别与滑动体302b和摆动气缸303b连接，固定架304b与基板5固定连接。
    所述的另一种磨抛力控制机构的弹性摆杆的结构是：上摆杆3051为一端带有耳环的中空的圆柱体，下摆杆3052为一端带有耳环的中空的圆柱体，下摆杆3052的圆柱体套入上摆杆3051的圆柱体中，弹簧3053位于上摆杆、下摆杆之间，上摆杆3051的耳环与摆动气缸303b的活塞轴固定连接，下摆杆3052的耳环与滑动体302b的圆柱体凸台转动连接。
本发明工作方式是：本发明通过基板5上的法兰架9安装到数控机床主轴上，砂带6缠绕过主动轮1、惰轮2、张紧轮703，张紧机构7的摆动气缸701转动，通过曲轴702带动张紧轮703摆动，张紧轮703压紧砂带6，使砂带6张紧，根据整体叶盘砂带磨抛需要，在可换式接触机构4的安装板401的两端上分别安装用于磨抛叶片凸面的平面压板402a或自由式砂带支撑导轮板402b和用于磨抛叶片凹面的接触轮403a或曲面压板403b。安装在基板5上的伺服电机8带动主动轮1转动，主动轮1带动砂带6运动。数控机床多轴联动，带动砂带工具系统接近需要磨抛的整体叶盘的叶片；当磨抛叶片凸面或凹面时，磨抛力控制机构3的两个直线运动气缸303a产生相对运动或者磨抛力控制机构3的摆动气缸303b产生转动，通过弹性摆杆305，推动滑动体302a或者滑动体302b沿滑轨301向接近叶片凸面或凹面的方向运动，滑动体302a或者滑动体302b带动与其联接的可换式接触机构4运动，可换式接触机构4的安装板401上的平面压板402a或自由式砂带支撑导轮板402b、或接触轮403a或曲面压板403b将砂带6压向叶片凸面或凹面，对叶片进行磨抛加工，并通过控制两个直线运动气缸303a的相对运动或者摆动气缸303b的转动角度控制磨抛力。

Claims (8)

1.一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，其特征在于：主动轮、四个惰轮、张紧机构、磨抛力控制机构、法兰架安装在基板上，可换式接触机构与磨抛力控制机构连接，主动轮与伺服电机连接，伺服电机与基板固定连接，主动轮、张紧机构和四个惰轮将砂带支撑成框形结构。
2.根据权利要求1所述的所述一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，其特征在于：四个惰轮通过刚性轴安装在基板上，且呈矩形布置。
3.根据权利要求1所述的所述一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，其特征在于：所述张紧机构的结构是：摆动气缸安装在基板上，张紧轮通过曲轴与摆动气缸连接。
4.根据权利要求1所述的所述一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，其特征在于：所述可换式接触机构的结构是：安装板两端各分别安装接触轮、平面压板、曲面压板或自由式砂带支撑导轮板中的一种。
5.根据权利要求4所述的所述一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，其特征在于：所述接触轮、平面压板、自由式砂带支撑导轮板上的导轮均采用金属主体表面粘接橡胶材料的结构。
6.根据权利要求1所述的所述一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，其特征在于：磨抛力控制机构的结构是：滑轨由上下平行的两个光滑刚性圆柱体组成，滑轨安装在固定架上，滑动体与滑轨滑动连接，滑动体一侧开有螺纹孔，与可换式接触机构的安装板螺纹连接；滑动体另一侧有长方体凸台，两个直线运动气缸相对安装在固定架上，两个气缸的活塞杆与滑动体的凸台两侧分别接触，固定架与基板固定连接。
7.根据权利要求1所述的所述一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，其特征在于：磨抛力控制机构的结构是：滑轨由上下平行的两个光滑刚性圆柱体组成，滑轨安装在固定架上，滑动体为长方体结构，滑动体与滑轨滑动连接，滑动体一侧开有螺纹孔，与可换式接触机构的安装板螺纹连接；滑动体另一侧有圆柱体凸台，摆动气缸安装在固定架上，弹性摆杆分别与滑动体和摆动气缸连接，固定架与基板固定连接。
8.  根据权利要求7所述的所述一种用于整体叶盘自动磨抛的砂带工具系统，其特征在于：弹性摆杆的结构是：上摆杆为一端带有耳环的中空的圆柱体，下摆杆为一端带有耳环的中空的圆柱体，下摆杆的圆柱体套入上摆杆的圆柱体中，弹簧位于上摆杆、下摆杆之间，上摆杆的耳环与摆动气缸的活塞轴固定连接，下摆杆的耳环与滑动体的圆柱体凸台转动连接。
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