CN114107634B - 用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置,包括驱动机构、传动机构、压力供给装置和压力控制装置,压力供给装置用于提供恒定的驱动机构的工作压力,传动机构设置在驱动机构的末端,通过驱动机构带动传动机构对待加工曲面薄壁件提供对称式夹紧力,压力控制装置用于控制压力供给装置的输出压力;驱动机构采用气缸驱动的驱动方式,且驱动机构通过连杆机构与传动机构连接,传动机构由对称设置的两个金刚石刀具组成;本装置通过设置两个对称的金刚石刀具,在使用时,可以实现对发动机曲面薄壁叶片的双侧同时进行滚压强化,且针对叶片扭曲的外形可以实现自适应强化滚压,具有压力可控、实用性强和适用性广的特点。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机叶片的表面强化技术领域,具体涉及用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置。
背景技术
航空发动机长时间工作于气流与机械振动等交变载荷耦合作用下,叶片的疲劳强度一直是影响服役安全的关键问题。叶片的表面状态,如表面粗糙度和残余应力,是影响疲劳强度的关键因素,传统的表面强化方法,如喷丸和激光喷丸,在改善叶片表面应力的同时,也在一定程度上影响了表面的粗糙度,因此,如何提高航空发动机叶片材料表面的粗糙度和应力状态成为目前先进制造技术领域的重大课题;
滚压加工又叫滚光加工,是一种光整无屑加工,利用金属在常温状态下的冷塑性特点,通过滚压工具促使构件表层金属发生弹塑性变形,使表层组织冷作硬化,改变表层微观结构,引入残余压应力,降低表面粗糙度,达到改善构件的抗高周疲劳、抗应力腐蚀、耐腐蚀、耐磨损等性能;滚压工艺可在数控或普通机床上完成,无污染、成本低、效率高、效果好、兼容性好,可有效提高航空部件疲劳强度;然而,目前的滚光加工方法多为通过单侧施加滚压力,促使表层金属发生弹塑性变形,以上方法无法适用于具有复杂形状的薄壁构建;例如,航空发动机叶片边缘处厚度不足1毫米,且叶片曲面扭曲较大,单侧滚压很容易造成叶片的变形进而影响疲劳和气动性能;
发明专利CN101130828B公开了一种超声深滚和滚光一体化表面强化装置,利用该装置可实现超声深滚,深滚和滚光等表面强化处理。其主要特征是利用超声振动和独立于变幅杆的滚压弹子降低了工具头与工件表面的摩擦力和静压力,可避免表面划伤和结构变形;发明专利CN101733702B提供一种附带挤压力检测装置的滚光装置,其能够根据施力装置的作用力,总是以适当的挤压力被挤压到工件上而进行加工,但上述2个专利文件所公开的技术方案进不能实现对航空发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压,且在检索国内外专利、论文、著作等文献的基础上,目前还没有专门用于航空发动机的滚光强化装置和方法。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明旨在提供用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置,本装置通过设置两个对称的金刚石刀具,在使用时,可以实现对发动机曲面薄壁叶片的双侧同时进行滚压强化,且针对叶片扭曲的外形可以实现自适应强化,具有压力可控、实用性强和适用性广的特点。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置,包括驱动机构、传动机构、压力供给装置和压力控制装置,所述压力供给装置用于提供恒定的驱动机构的工作压力,所述传动机构设置在驱动机构的末端,通过驱动机构带动传动机构对待加工曲面薄壁件提供对称式夹紧力,所述压力控制装置用于控制压力供给装置的输出压力;所述驱动机构通过连杆机构与传动机构连接,所述传动机构由对称设置的两个金刚石刀具组成。
优选的,所述的驱动机构包括气缸、上部安装架和下部安装架,所述气缸通过固定夹板安装于五轴数控机床的主轴上,所述上部安装架安装在气缸的外侧,与下部安装架通过紧固螺栓连接,所述连杆机构设置在下部安装架的内腔中,与气缸的前端连接板配合使用。
优选的,所述的气缸上还设置有第一充气排气孔和第二充气排气孔,所述第一充气排气孔与气缸活塞的前部密封腔连通,第二充气排气孔与气缸活塞的后部密封腔连通,所述气缸活塞上对称安装有活塞杆,所述连接板设置在活塞杆的前端端部。
优选的,所述的连杆机构包括滚压滑动件、导滑件和驱动连接件,所述驱动连接件通过连接螺栓与连接板连接,所述导滑件对称设置在驱动连接件上,且与滚压滑动件配合使用,且在所述下部安装架的两侧设置有第二滑动导轨,所述滚压滑动件沿着第二滑动导轨运动。
优选的,所述的滚压滑动件包括一体成形的上部导滑板、中部连接体和下部悬臂,所述上部导滑板设置在中部连接体的上部,且在上部导滑板上设置有第一导向滑槽,所述第一导向滑槽与设置在导滑件上的第一导向滑轨配合使用;所述中部连接体设置在上部导滑板与下部悬臂之间,且在中部连接体上设置有第二导向滑槽,所述第二导向滑槽与第二滑动导轨配合使用;所述下部悬臂通过六角连接栓与金刚石刀具连接。
优选的,所述的金刚石刀具包括刀柄、夹紧件和金刚石滚压球,所述刀柄的尾部设置有第二连接孔与六角连接栓配合使用,所述刀柄的前端部设置有第三连接孔、卡槽和嵌槽,所述第三连接孔与设置在夹紧件上的第四连接孔配合使用,所述卡槽与设置在夹紧件上的卡合凸起配合使用,所述嵌槽设置在刀柄的前侧端面上,且与金刚石滚压球配合使用。
优选的,所述的金刚石滚压球为一长方体构件,且在金刚石滚压球的四个侧面上均设置有半圆球槽,所述半圆球槽与设置在夹紧件内侧面上的半圆球面配合使用。
优选的,所述的金刚石滚压球的前端设置有滚光头,两个相对设置的滚光头与薄壁工件配合使用,且所述滚光头由球形金刚石制成。
优选的,所述自适应强化装置的使用方法包括:
S1.安装试验样机,在安装完毕后进行压力控制可靠性测试和夹紧力控制测试;
S2.测试完毕后,进行薄壁件双面滚光加工:
S201.将刀具安装在五轴数控机床的主轴上,钛合金薄壁件通过虎钳装夹在机床的平台上,同时将薄壁工件通过虎钳装夹在机床的平台上,所述薄壁工件的材料厚度为1.5-10mm,加工面积为a mm*a mm;
S202.在滚光前,在薄壁工件上涂抹不锈钢拉伸用油,并调整滚光头将薄壁工件夹紧;
S203.刀具以恒定的速率S沿着x方向进给a mm,每结束一次x方向,进给后则向y方向进给一个步距I,加工过程中刀具的夹紧力F保持恒定。
本发明的有益效果是:本发明公开了用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置,与现有技术相比,本发明的改进之处在于:
(1)本发明设计了一种用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置,本装置采用球形金刚石作为滚光头,可以滚压高硬度材料,如钛合金,镍合金,工件材料使用范围广;
(2)滚压加工时施加的作用力为双面对称力,从原理上避免了薄壁工件在滚压过程中产生变形的问题,可以一次性对复杂形状薄壁件的两侧进行滚光强化加工,且无需支撑体;
(3)通过采用压力控制而并非位置控制,可以自动适应不同厚度的工件表面,在叶片厚度发生变化时,压力控制器可以自动将压力调节至目标压力;
(4)通过可控气压提供滚压力,使得滚压力度可调范围大且稳定,从而适应不同硬度的工件;
(5)针对对具体薄壁工件进行滚压加工的结果观察,本发明所提出的装置和方法实现了传统滚压加工无法实现的薄壁构件的滚光强化加工,并且表面强化效果达到传统滚压加工同等级的效果,具有压力可控、实用性强和适用性广的优点。
附图说明
图1为本发明用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置的控制原理图。
图2为本发明用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置闭合时的结构示意图。
图3为用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置打开时的结构示意图。
图4为本发明驱动连接件的结构示意图。
图5为本发明滚压滑动件的结构示意图。
图6为本发明第一导向滑槽和第一导向滑轨的连接示意图。
图7为本发明传动机构的结构示意图。
图8为本发明金刚石刀具的结构示意图。
图9为本发明刀柄的结构示意图。
图10为本发明夹紧件的侧视图。
图11为本发明金刚石滚压球的结构示意图。
图12为本发明压力控制部分设计线框图。
图13为本发明实施例1滚光刀具加工系统的实验样机图。
图14为本发明实施例1电压-气压的关系曲线图。
图15为本发明实施例1电压与刀具间压力的关系曲线图。
图16为本发明实施例1五轴数控机床的结构示意图。
图17为本发明实施例1金刚石刀具前端部的结构示意图。
图18为本发明实施例1薄壁工件双面同时滚光结果对比图。
图19为本发明实施例1滚压前后薄壁工件表面形貌的对比图。
图20为本发明实施例1滚压前后薄壁工件的三维形貌对比图。
图21为本发明实施例1滚压前后薄壁工件的表面粗糙度曲线图。
图22为本发明实施例1滚压前后薄壁工件的材料硬度对比图。
其中:在图1-8中,1.气缸,11.活塞杆,12.第一充气排气孔,13.第二充气排气孔,15.连接板,14.固定夹板,2.滚压滑动件,21.上部导滑板,22.第二导向滑槽,23.中部连接体,24.下部悬臂,25.第一导向滑槽,3.刀柄,31.第二连接孔,32.第三连接孔,33.卡槽,34.嵌槽,4.夹紧件,41.内六角螺钉,42.第四连接孔,43.半圆球面,44.卡合凸起,5.金刚石滚压球,51.半圆球槽,52.滚光头,6.六角连接栓,7.上部安装架,71.下部安装架,8.导滑件,81.第一导向滑轨,9.第二滑动导轨,10.驱动连接件;
在图18中,图(a)为光滑初始表面加工结果图,图(b)为光滑初始表面加工结果图;
在图19中,图(a)为本发明实施例1薄壁工件滚压前的表面形貌放大图,图(b)为本发明实施例1薄壁工件滚压后的表面形貌放大图;
在图20中,图(a)为本发明实施例1滚压前薄壁工件的三维形貌图,图(b)为本发明实施例1滚压后薄壁工件的三维形貌图;
在图22中,图(a)为本发明实施例1滚压前薄壁工件的材料硬度图,图(b)为本发明实施例1滚压前薄壁工件的材料硬度图。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
参照附图1-12所示的一种用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置,包括驱动机构、传动机构、压力供给装置和压力控制装置,所述压力供给装置用于给驱动机构提供恒定的工作压力,所述传动机构设置在驱动机构的末端,通过驱动机构带动传动机构对待加工曲面薄壁工件提供对称式夹紧力,所述压力控制装置用于控制压力供给装置的输出压力,来使其适用于不同滚压要求的薄壁工件;所述驱动机构采用气缸驱动的驱动方式,且驱动机构通过连杆机构与传动机构连接,所述传动机构由对称设置的两个金刚石刀具组成,在使用时,利用双面对称滚压工艺对薄壁工件进行滚压,利用两面施加的压力互相抵消的原理,从原理上解决了曲面薄壁件滚压过程中产生变形的问题。
优选的,所述的压力供给装置在压力控制装置的控制下,可给驱动机构提供恒定压力,所述的驱动机构包括气缸1、上部安装架7和下部安装架71,所述气缸1通过固定夹板14安装于五轴数控机床的主轴上,所述上部安装架7固定安装在气缸1的外侧,与下部安装架71通过紧固螺栓连接,所述连杆机构设置在下部安装架71的内腔中,且与气缸1的前端连接板15配合使用;且为保证气缸1的调节作用,在所述气缸1上还设置有第一充气排气孔12和第二充气排气孔13,其中所述第一充气排气孔12与气缸活塞的前部密封腔连通,所述第二充气排气孔13与气缸活塞的后部密封腔连通,所述气缸活塞上固定安装有活塞杆11,即在使用时,当第一充气排气孔12充气时,气缸活塞处于收缩状态,提供拉力,当第二充气排气孔13充气时,气缸活塞带动活塞杆11处于伸出状态,提供压力,所述连接板15设置在活塞杆11的前端端部,与连杆机构配合使用。
优选的,为将传动机构将上述驱动机构输出的左右直线运动,转化为两个导轨的开合运动,所述的连杆机构包括滚压滑动件2、导滑件8和驱动连接件10,所述驱动连接件10通过连接螺栓与连接板15连接,使其与连接板15形成一体,随连接板15运动,所述导滑件8对称(且倾斜)设置在驱动连接件10上,且与滚压滑动件2配合使用,通过导滑件8推动两个滚压滑动件2相向或者相离运动,且在所述下部安装架71的两侧设置有第二滑动导轨9,使用时,在导滑件8的作用力下,所述滚压滑动件2沿着第二滑动导轨9进行左右滑动,带动下部刀具运动。
优选的,为进行运动和力的传递,所述的滚压滑动件2包括一体成形的上部导滑板21、中部连接体23和下部悬臂24,所述上部导滑板21设置在中部连接体23的上部,且在上部导滑板21上设置有第一导向滑槽25,所述第一导向滑槽25与设置在导滑件8上的第一导向滑轨81配合使用,即在使用时,导滑件8随驱动连接件10上下运动,通过第一导向滑槽25与第一导向滑轨81之间的相互作用,带动滚压滑动件2相向或者相离运动;所述中部连接体23设置在上部导滑板21与下部悬臂24之间,且在中部连接体23上设置有第二导向滑槽22,所述第二导向滑槽22与第二滑动导轨9配合使用,即第二导向滑槽22卡在第二滑动导轨9上滑动,来保证滚压滑动件2相向或者相离运动为绝对水平运动;所述下部悬臂24通过六角连接栓6与金刚石刀具连接。
优选的,为便于对所述薄壁工件进行夹紧,所述的金刚石刀具包括刀柄3、夹紧件4和金刚石滚压球5,所述刀柄3的尾部设置有第二连接孔31,所述第二连接孔31与六角连接栓6配合使用,将滚压滑动件2与刀柄3连接,在所述刀柄3的前端部还设置有第三连接孔32、卡槽33和嵌槽34,所述第三连接孔32与设置在夹紧件4上的第四连接孔42配合使用,即将内六角螺钉41依次穿过第四连接孔42和第三连接孔32,即实现将所述夹紧件4安装在刀柄3上,安装好后,所述卡槽33与设置在夹紧件4上的卡合凸起44相互卡紧,对夹紧件4进行限位,所述嵌槽34设置在刀柄3的前侧端面上,且与金刚石滚压球5配合使用,对金刚石滚压球5进行固定。
优选的,所述的金刚石滚压球5为一长方体构件,且在金刚石滚压球5的四个侧面上均设置有半圆球槽51,所述半圆球槽51与设置在夹紧件4内侧面上的半圆球面43配合使用,即在安装好后,所述半圆球面43紧压在半圆球槽51内,对金刚石滚压球5进行固定。
优选的,在所述的金刚石滚压球5的前端还设置有滚光头52,两个相对设置的滚光头52与薄壁工件配合使用,在使用过程中,驱动传动机构的滚压滑动件2的移动可以带动两滚光头52相对位置的变化,对薄壁工件进行夹紧,并沿着加工轨迹移动。
优选的,为保证滚光头52能够适用于多个硬度和强度的薄壁工件,所述滚光头52由球形金刚石制成,可以滚压高硬度材料的薄壁工件,如钛合金,镍合金等。
优选的,为给驱动机构提供恒定的压力,所述的压力供给装置采用压缩空气为动力源,包括压缩机,压缩导管,空气滤尘器,空气吸湿器和开关,给驱动结构来提供纯净干燥的压缩空气至压力控制装置。
优选的,为自适应控制气压压力,所述的压力控制装置由压力控制器、压力传感器和给气、排气电磁阀组成;采用双通道电磁阀对气压进行恒压控制,当输入信号增大时,给气用电磁阀便处于打开ON状态,这样,供给压力的一部分通过给气用电磁阀变成输出压力,这个输出压力通过压力传感器,反馈至控制回路进行修正,直到输出压力与输入信号成比例变化为止;因此,输出压力与输入压力应为正比例关系,通过上述装置,即使在滚光加工过程中,发动机叶片的厚度发生变化,压力控制器仍然可以保证恒定的压力输出,即保持一定的滚光力作用于工件表面,以获得均一分布的表面硬化层和压缩残留应力层。
优选的,本发明所述的用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置可以应用于圆柱体、平面和曲面薄壁件的滚压。
本发明所述用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置的使用方法包括:
S1.安装试验样机,在安装完毕后进行压力控制可靠性测试和夹紧力控制测试;
S2.测试完毕后,进行薄壁件双面滚光加工:
S201.将刀具安装在五轴数控机床的主轴上,钛合金薄壁件通过虎钳装夹在机床的平台上,同时将薄壁工件通过虎钳装夹在机床的平台上,所述薄壁工件的材料厚度为1.5-10mm,,加工面积为a mm*a mm;
其中a≤100mm;
S202.在滚光前,在薄壁工件上涂抹不锈钢拉伸用油,并调整滚光头将薄壁工件夹紧;
S203.刀具以恒定的速率S沿着x方向进给a mm,每结束一次x方向,进给后则向y方向进给一个步距I,加工过程中刀具的夹紧力F保持恒定。
实施例1:
如图13-18所示,本实施例为对用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置的性能进行验证,提供一种用于航空发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压自适应强化装置与方法,主要包括主要包括驱动机构、传动机构、压力供给装置和压力控制装置;
(1)试验样机安装:
滚光刀具加工系统的实验样机如图13所示,气源由空气压缩机提供,为了防止压缩空气中混入其他杂质而损坏压力控制器,在气体输入压力控制器前先经过一个空气过滤器进行气体净化;系统设有一个气源总开关,用于控制系统气路的通断;因此系统气管连接顺序为:空气压缩机→气阀开关→空气过滤器→压力控制器→滚光刀具;
具体操作步骤包括:1.打开气缸/空气压缩机;2.打开手动进气开关;3.通过调节电压实现气爪的夹紧。
(2)压力控制可靠性测试:
测试方法:通过改变供电电压的大小,记录数字气压强度控制阀的数显数据,绘制出电压-气压的关系曲线图,如图14所示;系统设计的最高压强是0.9MPa,出于安全考虑,实际测量/使用时把输出压强控制在0.7MPa之内;测量结果显示,系统的输出压强与输入电压成正比例关系,在0-7.5V的输入电压范围下可以实现0-0.68MPa输出压强的线性连续调节,分辨率为0.009MPa/0.1V;
(3)夹紧力控制测试:
刀具间夹紧力的数据由压力传感器(LCCU21N500)测量获得,压力传感器放置在刀柄中间;为了避免金刚石滚压头损坏压力传感器,测量前把滚压头拆卸,传感器直接测量刀柄间的夹紧力,测试结果如图15所示;刀柄间的夹紧力随着输入电压的增大而线性增大,最高的夹紧力可达到80N以上,根据夹紧力与滚光球对表面压力的换算关系,此时压力可达到508MPa,远超于设计要求4Mpa;此外刀具具有压力调整功能,可通过改变电压大小方便地调节加工压力,刀具的压力分辨率为0.7N/0.1V;
(4)薄壁件双面滚光加工测试:
实验所使用的机床是德玛吉五轴数控机床,如图16和图17所示,刀具(用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置)安装在机床的主轴上,钛合金薄壁件通过虎钳装夹在机床的平台上,材料厚度为5mm,整个实验在室温25℃条件中完成;为了防止加工表面被摩擦烧伤,表面在加工前涂上润滑油,本次测试实验中使用的润滑油为常用不锈钢拉伸用油,型号JRX-6201D;每次滚光实验的加工面积为6mm*6mm,滚光轨迹如图18所述,刀具以恒定的速率S沿着x方向进给6mm,每结束一次x方向进给后则向y方向进给一个步距I,加工过程中刀具的夹紧力F保持恒定;得到的滚压前后材料性能对比(针对钛金属):表面形貌对比如图19所示;三维形貌对比如图20所示,从图20可以看出,滚压加工后的薄壁工件表面更加平整;表面粗糙度对比如图21所示,从图21可以看出,滚压加工后表面粗糙度明显降低;材料硬度对比如图22所示,从图22可以看出,滚压加工后薄壁工件的硬度提升。
通过上述实施例可以看出,本发明所述用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置在对薄壁工件进行滚压的过程中,具有以下优点:(1)采用球形金刚石作为滚光头,可以滚压高硬度材料,如钛合金,镍合金;(2)滚压加工时施加的作用力为双面对称力,从原理上避免了薄壁工件在滚压过程中产生变形的问题,可以一次性对复杂形状薄壁件的两侧进行滚光强化加工,且无需支撑体;(3)通过可控气压提供滚压力,使得滚压力度可调范围大且稳定,从而适应不同硬度的工件;(4)通过采用压力控制而并非位置控制,可以自动适应不同厚度的工件表面,在叶片厚度发生变化时,压力控制器可以自动将压力调节至目标压力;(5)针对对具体薄壁工件进行滚压加工的结果观察,本发明所提出的装置和方法实现了传统滚压加工无法实现的薄壁构件的滚光强化加工,并且表面强化效果达到传统滚压加工同等级的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置,其特征在于:包括驱动机构、传动机构、压力供给装置和压力控制装置,所述压力供给装置用于提供恒定的驱动机构的工作压力,所述传动机构设置在驱动机构的末端,通过驱动机构带动传动机构对待加工曲面薄壁件提供对称式夹紧力,所述压力控制装置用于控制压力供给装置的输出压力;所述驱动机构通过连杆机构与传动机构连接,所述传动机构由对称设置的两个金刚石刀具组成;所述的驱动机构包括气缸(1)、上部安装架(7)和下部安装架(71),所述气缸(1)通过固定夹板(14)安装于五轴数控机床的主轴上,所述上部安装架(7)安装在气缸(1)的外侧,与下部安装架(71)通过紧固螺栓连接,所述连杆机构设置在下部安装架(71)的内腔中,与气缸(1)的前端连接板(15)配合使用;所述的气缸(1)上还设置有第一充气排气孔(12)和第二充气排气孔(13),所述第一充气排气孔(12)与气缸活塞的前部密封腔连通,第二充气排气孔(13)与气缸活塞的后部密封腔连通,所述气缸活塞上对称安装有活塞杆(11),所述连接板(15)设置在活塞杆(11)的前端端部;所述的连杆机构包括滚压滑动件(2)、导滑件(8)和驱动连接件(10),所述驱动连接件(10)通过连接螺栓与连接板(15)连接,所述导滑件(8)对称设置在驱动连接件(10)上,且与滚压滑动件(2)配合使用,且在所述下部安装架(71)的两侧设置有第二滑动导轨(9),所述滚压滑动件(2)沿着第二滑动导轨(9)运动;所述的滚压滑动件(2)包括一体成形的上部导滑板(21)、中部连接体(23)和下部悬臂(24),所述上部导滑板(21)设置在中部连接体(23)的上部,且在上部导滑板(21)上设置有第一导向滑槽(25),所述第一导向滑槽(25)与设置在导滑件(8)上的第一导向滑轨(81)配合使用;所述中部连接体(23)设置在上部导滑板(21)与下部悬臂(24)之间,且在中部连接体(23)上设置有第二导向滑槽(22),所述第二导向滑槽(22)与第二滑动导轨(9)配合使用;所述下部悬臂(24)通过六角连接栓(6)与金刚石刀具连接;所述的金刚石刀具包括刀柄(3)、夹紧件(4)和金刚石滚压球(5),所述刀柄(3)的尾部设置有第二连接孔(31)与六角连接栓(6)配合使用,所述刀柄(3)的前端部设置有第三连接孔(32)、卡槽(33)和嵌槽(34),所述第三连接孔(32)与设置在夹紧件(4)上的第四连接孔(42)配合使用,所述卡槽(33)与设置在夹紧件(4)上的卡合凸起(44)配合使用,所述嵌槽(34)设置在刀柄(3)的前侧端面上,且与金刚石滚压球(5)配合使用;所述的金刚石滚压球(5)为一长方体构件,且在金刚石滚压球(5)的四个侧面上均设置有半圆球槽(51),所述半圆球槽(51)与设置在夹紧件(4)内侧面上的半圆球面(43)配合使用。
2.根据权利要求1所述的用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置,其特征在于:所述的金刚石滚压球(5)的前端设置有滚光头(52),两个相对设置的滚光头(52)与薄壁工件配合使用,且所述滚光头(52)由球形金刚石制成。
3.根据权利要求1所述的用于发动机曲面薄壁叶片双侧对称滚压的自适应强化装置,其特征在于:所述自适应强化装置的使用方法包括:
S1.安装试验样机,在安装完毕后进行压力控制可靠性测试和夹紧力控制测试;
S2.测试完毕后,进行薄壁件双面滚光加工:
S201.将刀具安装在五轴数控机床的主轴上,同时将薄壁工件通过虎钳装夹在机床的平台上,所述薄壁工件的材料厚度为1.5-10mm,加工面积为a mm*a mm;
S202.在滚光前,在薄壁工件上涂抹不锈钢拉伸用油,并调整滚光头将薄壁工件夹紧;
S203.刀具以恒定的速率S沿着x方向进给a mm,每结束一次x方向,进给后则向y方向进给一个步距I,加工过程中刀具的夹紧力F保持恒定。
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