CN109676436A - 一种多工位叶片加工机床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多工位叶片加工机床,包括底座,底座上设置有纵向滑轨与横向滑轨,在底座的横向滑轨上设置有工作台,工作台上沿纵向设置有轴心相对的水平回转台;在底座的纵向滑轨上设置有滑座,滑座上表面设置有转台,转台上表面固定安装有立柱,立柱的四个侧立面上分别安装有一套刀具安装组件,总共四套刀具安装组件。本发明的装置,结构布局合理,将灵活的回转运动与高刚性的直线运动巧妙结合起来,并具有四个工位加工,为复杂叶片曲面加工提供了一种新的解决方案,对推动叶片高效加工具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于机械制造技术领域,涉及一种多工位叶片加工机床。
背景技术
叶片表面是机械制造行业中最典型的自由曲面之一,如鼓风机叶片、航空发动机叶片、水轮机叶片、汽轮机叶片等,不仅应用范围广,而且其曲面形状直接影响着叶片的工作效率。自由曲面是最难加工的曲面之一,一般需要在五轴及以上联动的数控机床上才能加工出来。由于叶片加工是典型的大批量生产,其加工效率是生产中的突出矛盾之一;另一方面,由于叶片的自由曲面是最难加工的曲面,对机床运动自由度及其加工灵活性要求也是最高的,因此,加工效率、加工质量、加工灵活性是目前叶片加工中的突出问题。
因此,有必要将机器人的灵活性与机床的高刚性相结合,以解决曲面加工的复杂性与加工质量问题;同时考虑到叶片加工效率问题,将多工位加工方式融入到叶片加工机床中,研制具有六自由度联动的四工位的叶片加工机床,不仅可以实现叶片曲面的高精度加工,而且可以大大提高叶片加工效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种多工位的叶片加工机床,解决了现有技术在多轴联动加工叶片过程中,难以兼顾加工效率、加工质量、加工灵活性的问题。
本发明采用的技术方案是,一种多工位叶片加工机床,包括底座,底座上设置有纵向滑轨与横向滑轨,在底座的横向滑轨上设置有工作台,工作台上沿纵向设置有轴心相对的水平回转台;在底座的纵向滑轨上设置有滑座,滑座上表面设置有转台,转台上表面固定安装有立柱,立柱的四个侧立面上分别安装有一套刀具安装组件,总共四套刀具安装组件。
本发明的多工位叶片加工机床,其特征还在于:
所述的每套刀具安装组件的结构是,包括一个滑板,该滑板沿竖直方向滑动设置在立柱的一个侧立面上,该滑板正面固定安装有一个支座,在该支座中支撑安装有一个A关节,该A关节的回转轴上固定安装有一个L形连接件,该L形连接件外端固定安装有一个C关节,该C关节的回转轴下端安装有一个电主轴,该电主轴前端安装有一个刀具。
所述的工作台、滑座、转台、四个滑板、四个A关节、四个C关节、四个电主轴均设置有各自的驱动部件或转动部件,所有的驱动部件或转动部件均与总控制器信号连接。
所述的A关节的回转轴与C关节的回转轴为垂直布置。
所述的刀具选用铣刀、砂轮或抛光轮。
本发明的有益效果是,通过机床的直线运动扩大了加工尺寸范围,同时也使机床结构具有良好的刚性;工件拥有一个回转运动、刀具拥有两个回转运动,直线运动远离刀具和工件,不仅便于各运动部件的结构布局和运动控制,而且保证了机床总体结构受力合理,便于提高机床整机性能,对叶片曲面的高性能加工有重要意义。另一方面,在立柱四个侧立面各布置一套刀具安装组件,可以实现四工位加工,减少了因更换刀具而导致辅助时间过长的问题,大大提高了叶片加工效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中,1.底座,2.工作台,3.水平回转台,4.工件,5.刀具,6.电主轴,7.C关节,8.立柱,9.L形连接件,10.支座,11.滑板,12.A关节,13.转台,14.滑座,15.尾架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参照图1,本发明的结构是,包括底座1,底座1上设置有纵向滑轨(Y向)与横向滑轨(X向),在底座1的横向滑轨上设置有工作台2(称为工件侧),工作台2上沿纵向(沿Y向)设置有轴心相对的水平回转台3和尾架15,水平回转台3中独自安装工件4、或者水平回转台3与尾架15一起共同夹持支撑工件4;在底座1的纵向滑轨上设置有滑座14,滑座14上表面设置有转台13,转台13上表面固定安装有立柱8,立柱8的四个侧立面上分别安装有一套刀具安装组件(称为刀具侧),总共四套刀具安装组件,
每套刀具安装组件的结构是,包括一个滑板11,该滑板11沿竖直方向(Z向)滑动设置在立柱8的一个侧立面上,该滑板11正面固定安装有一个支座10,在该支座10中支撑安装有一个A关节12,该A关节12的回转轴上固定安装有一个L形连接件9,该L形连接件9外端固定安装有一个C关节7,该C关节7的回转轴下端安装有一个电主轴6,A关节12的回转轴与C关节7的回转轴为垂直布置,便于数控编程;该电主轴6前端安装有一个刀具5;
四套刀具安装组件的结构一致,即四套滑板11、支座10、A关节12、C关节7、L形连接件9及电主轴6的结构均相同。而四个刀具5根据工序需要选用铣刀、砂轮或抛光轮等,以便完成叶片形面不同部位的加工,如叶身、叶根部位;也可以是不同工序加工,如叶面的粗铣、精铣、拋磨、抛光等。通过四个刀具5的四工位布置,实现工件4一次装夹完成多道工序加工,提高了加工效率和加工精度。
上述的工作台2、滑座14、转台13、四个滑板11、四个A关节12、四个C关节7、四个电主轴6均设置有各自的驱动部件或转动部件,所有的驱动部件或转动部件均与总控制器信号连接,协调一致完成叶片的加工过程。
本发明的工作原理是,
在工件侧,水平回转台3带动工件4做围绕Y轴的回转运动B,尾架15可以在另一端辅助支撑工件4;工作台2通过水平回转台3单独(或与尾架15一起)带动工件4做X向直线运动,从而实现了工件侧的两个运动自由度;
在刀具侧,滑座14沿Y向的移动实现刀具5的Y向直线运动,滑板11沿立柱8的上下移动实现刀具5的Z向垂直直线进给运动,实现刀具侧的Y、Z两个直线运动;通过转台13带动立柱8上的四个刀具安装组件做四个回转分度运动,使四个刀具安装组件中的刀具5分别进入加工位置,每回转一次,只有一个侧立面的刀具5才能进入加工工位,其余三个侧立面的刀具5则处于等待状态,即实现刀具侧的四个工位的转换;另外,对于每个刀具安装组件,通过A关节12实现刀具5围绕X轴的回转运动A;通过C关节7带动刀具5做围绕Z轴的回转运动C;通过电主轴6带动刀具5做旋转切削主运动,从而实现了刀具侧的A、C两个回转运动。
本发明上述部件均安装在同一个底座1上,其中X、Y、Z三个直线运动轴的布局具有机床结构的高刚性,A、B、C三个回转运动轴的布局具有机器人的灵活性,尤其将一个回转运动分配给工件4,从而避免了回转关节过多而削弱结构刚性的影响;另外,直线运动远离工件4和刀具5,保证整体结构的高刚性,而将回转运动靠近工件4和刀具5,实现了加工的灵活性。
Claims (5)
1.一种多工位叶片加工机床,其特征在于:包括底座(1),底座(1)上设置有纵向滑轨与横向滑轨,在底座(1)的横向滑轨上设置有工作台(2),工作台(2)上沿纵向设置有轴心相对的水平回转台(3);在底座(1)的纵向滑轨上设置有滑座(14),滑座(14)上表面设置有转台(13),转台(13)上表面固定安装有立柱(8),立柱(8)的四个侧立面上分别安装有一套刀具安装组件,总共四套刀具安装组件。
2.根据权利要求1所述的多工位叶片加工机床,其特征在于:所述的每套刀具安装组件的结构是,包括一个滑板(11),该滑板(11)沿竖直方向滑动设置在立柱(8)的一个侧立面上,该滑板(11)正面固定安装有一个支座(10),在该支座(10)中支撑安装有一个A关节(12),该A关节(12)的回转轴上固定安装有一个L形连接件(9),该L形连接件(9)外端固定安装有一个C关节(7),该C关节(7)的回转轴下端安装有一个电主轴(6),该电主轴(6)前端安装有一个刀具(5)。
3.根据权利要求2所述的多工位叶片加工机床,其特征在于:所述的工作台(2)、转台(13)、滑座(14)、四个滑板(11)、四个A关节(12)、四个C关节(7)、四个电主轴(6)均设置有各自的驱动部件或转动部件,所有的驱动部件或转动部件均与总控制器信号连接。
4.根据权利要求2所述的多工位叶片加工机床,其特征在于:所述的A关节(12)的回转轴与C关节(7)的回转轴为垂直布置。
5.根据权利要求2所述的多工位叶片加工机床,其特征在于:所述的刀具(5)选用铣刀、砂轮或抛光轮。
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