CN119319520A - 钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，涉及金属材料表面处理领域，包括底座和支撑架总成，底座和支撑架总成和升降架总成通过升降总成连接，主轴箱总成和顶尖箱总成固定在升降架总成上，料箱总成设在底座和支撑架总成内部，料箱总成与料箱驱动总成连接，料箱驱动总成上端设有自动上下料总成，料箱总成与物料循环总成连接。本发明通过特别设计的专用震动光整系统，用于大型机匣类、盘轴类或柱状工件光整工艺加工，实现了不同规格或不同形状工件的自动化加工去除工件表面的棱边、毛刺、腐蚀层和碰伤，提高工件的表面粗糙度、表面光洁度和棱边圆润度，达到光整光饰的目的。

Description

钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统

技术领域

本发明涉及金属材料表面处理领域，具体为一种钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统。

背景技术

随着发动机迭代和功能的提升，四代及以上航空发动机的部件向着尺寸更大、体重更轻的方向发展，某战机的机匣类零部件已从原来的钢结构调整为钛合金材料。由于机匣类零件属于薄壁件，钛合金薄壁件在机械加工过程中，由于加工应力大，极易产生变形，特别是在后续的使用过程中，高速旋转的叶片会因为机匣的变形导致磨损进而被破坏。因此钛合金零件的壁厚减薄加工，采取了非机械的方法一化学铣削，化学铣削是一种化学腐蚀加工方法，即将钛合金零件进行局部涂胶保护后，浸泡在专门的腐蚀槽液中，通过化学试剂腐蚀的方法铣削掉零件的待加工部分。

航空发动机超大型钛合金薄壁件化学铣削后，残留的腐蚀表面相当于零件表面不完整，有缺口，钛合金件对缺口极其敏感，腐蚀表面的存在，在零件的使用过程中，极易造成延迟性的疲劳断裂，引起事故。因此需要对其表面进行去除毛刺、去除腐蚀表面缺陷后，才能交付。因为残留的腐蚀表面相当于零件表面不完整有缺口，钛合金件对缺口极其敏感，腐蚀表面的存在，在零件的使用过程中，造成延迟性的疲劳断裂，引起事故。

但是由于零件尺寸特别大，国内的振动光饰设备尺寸有限，无法实现将零件培埋在磨料中通过振动磨料来实现去除毛刺和腐蚀表面的光整加工。目前，钛合金薄壁件化学铣削后，一直采用手工打磨的方式去除表面的毛刺和腐蚀表面。这种方法不但增加人工的劳动强度，而且工作效率极低，打磨过程易造成零件表面加工过热，去除厚度不均匀，存在严重制约发动机交付进度的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，以解决目前由于航空发动机超大型钛合金薄壁件的尺寸特别大，在钛合金薄壁件化学铣削后，采用手工打磨的方式去除表面的毛刺和腐蚀表面，这种方法劳动强度大，工作效率极低，而且在打磨过程还易造成零件表面加工过热，去除厚度不均匀，严重制约发动机交付进度的问题；实现了不同规格，不同形状工件的自动化加工去除工件表面的棱边、毛刺、腐蚀层和碰伤，降低工件的表面粗糙度、提高工件的表面光洁度和棱边圆润度，达到光整光饰的目的。

有鉴于此，本发明的一种钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，包括底座和支撑架总成、升降总成、升降架总成、主轴箱总成、顶尖箱总成、料箱总成、料箱驱动总成、自动上下料总成和物料循环总成；所述底座和支撑架总成和升降架总成通过升降总成连接，所述主轴箱总成和顶尖箱总成固定在升降架总成上，所述料箱总成设在底座和支撑架总成内部，所述料箱总成的一侧与料箱驱动总成连接，所述料箱驱动总成上端设有自动上下料总成，所述料箱总成的另一侧与物料循环总成连接。

所述底座和支撑架总成包括底座总成和支撑架总成，所述支撑架总成设在底座总成的上端；所述底座总成包括底板和侧支座，在所述底板的两侧边纵向设有侧支座，在所述两侧的侧支座中间连接有支撑梁；所述支撑架总成包括支撑架、支撑侧架和升降架滑轨，两个所述支撑侧架中间连接有一个支撑架，所述支撑架的下端与支撑梁连接，两个所述支撑侧架下端分别与侧支座上端连接，所述升降架滑轨设在升降架侧面上。

在所述侧支座内布置有丝杆升降机，所述丝杆升降机的两端分别设在底板上和侧支座的上端，所述丝杆升降机上端设有限位块。

所述升降架总成包括升降架架体、夹紧同步系统和过渡板，所述过渡板通过夹紧同步系统设在升降架架体内部；所述主轴箱总成包括主轴箱体和设在主轴箱体上的主轴电机，所述主轴箱体与一个过渡板连接；所述顶尖箱总成包括顶尖箱体，对称设置在另一个所述过渡板上。

所述料箱总成包括安装托架、料箱、放水口和排料口，所述安装托架与料箱驱动总成连接，所述料箱设置在安装托架上端，所述料箱底端开设有放水口和排料口。

所述料箱驱动总成包括铸造立座、驱动电机、回转支撑和过渡连杆，所述回转支撑与铸造立座转动连接，所述驱动电机通过回转支撑与过渡连杆连接。

所述自动上下料总成包括滑轨二、货叉支架和伺服驱动系统，所述滑轨二设在料箱驱动总成上端，所述货叉支架滑动连接在滑轨二上，所述滑轨二与伺服驱动系统连接。

所述物料循环总成包括直线振动筛和磨料提升机，所述直线振动筛的一端与料箱总成底部连通，另一端与磨料提升机的底端连接；所述磨料提升机的顶端设有出料口，所述出料口朝向料箱总成内部。

钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统还包括升降吊车，所述升降吊车包括液压机构、挂钩和吊杆，所述液压机构一端与升降吊车的底座连接，另一端与所述吊杆连接，所述吊杆下端设有挂钩。

钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统还包括水循环系统，所述水循环系统包括水箱、过滤装置一和气动隔膜泵；所述水箱包括净水箱和污水箱，所述净水箱内部和污水箱内部通过溢流槽连接；所述净水箱外部通过过滤装置一和气动隔膜泵与污水箱外部连接；所述净水箱连接有循环给水和净水箱排水，所述污水箱连接有循环回水和污水箱排水；所述循环给水和循环回水分别与料箱总成连接。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过特别设计的包括底座和支撑架总成、升降总成、升降架总成、主轴箱总成、顶尖箱总成、料箱总成、料箱驱动总成、自动上下料总成和物料循环总成的专用振动光整系统，用于大型机匣类、盘轴类或柱状工件光整工艺加工，实现了不同规格和/或不同形状工件的自动化加工磨圆工件表面的棱边，去除工件表面的毛刺、腐蚀层和碰伤，降低工件的表面粗糙度、提高工件表面光洁度和棱边圆润度，达到光整光饰的目的。

2、本发明通过丝杆升降机与其上端设置的限位块共同作用，用来调节升降架总成的位置，避免由于不同工件直径不同距离料箱底过近或过远，从而影响光整光饰工艺效果。

3、本发明中通过夹紧同步系统，保障了主轴箱总成和顶尖箱总成的同步性，使得工件顺利自转。

4、本发明通过物料循环总成中物料回填方式采用了短距离的抛投形式，将磨料直接喷射到工件表面，对工件表面产生了压应力，进一步提高了工件表面的耐腐蚀性，提高了工件的耐疲劳强度和接触耐力，达到了工件表面的强化效果。

5、本发明通过工件的自身做正转或反转，并与料箱总成的线性往复运动相结合的方式进行工件的光整，加强了工件表面的光整光饰效果。

6、本发明的光整系统加工效果稳定，成本低廉，操作简单，去除机械加工后表面存在的剩余拉伸应力，形成剩余压缩应力，是加工机匣壳体尖边倒角或倒圆的理想工光整设备。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的底座总成结构示意图；

图3为本发明的支撑架总成结构示意图；

图4为本发明的升降架总成结构示意图；

图5为本发明的主轴箱总成结构示意图；

图6为本发明的料箱总成结构示意图；

图7为本发明的料箱驱动总成结构示意图；

图8为本发明的自动上下料总成结构示意图；

图9为本发明的物料循环总成结构示意图；

图10为本发明的升降吊车结构示意图；

图11为本发明的水循环系统结构示意图；

图12为本发明的光整系统操作步骤一示意图；

图13为本发明的光整系统操作步骤二示意图；

图14为本发明的光整系统操作步骤五示意图；

图15为本发明的光整系统操作步骤六示意图；

图16（a）为本发明的工件进行光整前，棱边交叉位置放大示意图；

图16（b）为本发明的工件经过光整时间2h后，棱边交叉位置放大示意图；

图16（c）为本发明的工件经过光整时间4h后，棱边交叉位置放大示意图；

图17（a）为本发明的工件凹面光整前表面纹理状态示意图；

图17（b）为本发明的工件凹面光整4h后表面纹理状态示意图；

图18（a）为本发明的工件棱边面光整前表面纹理状态示意图；

图18（b）为本发明的工件棱边面光整4h后表面纹理状态示意图；

图19（a）为本发明的工件上表面光整前表面纹理状态示意图；

图19（b）为本发明的工件上表面光整4h后表面纹理状态示意图；

图中：1、底座和支撑架总成；11、底座总成；111、底板；112、侧支座；113、支撑梁；114、丝杆升降机；115、限位块；12、支撑架总成；121、支撑架；122、支撑侧架；123、升降架滑轨；2、升降总成；21、液压油缸；3、升降架总成；31、升降架架体；311、上V形块；32、夹紧同步系统；321、夹紧油缸；33、过渡板；4、主轴箱总成；41、主轴箱体；42、主轴电机；43、输出主轴；5、顶尖箱总成；6、料箱总成；61、安装托架；62、料箱；7、料箱驱动总成；71、铸造立座；72、驱动电机；73、回转支撑；74、过渡连杆；8、自动上下料总成；81、滑轨二；82、货叉支架；83、伺服驱动系统；84、接料盘；85、升降吊车；851、液压机构；852、挂钩；853、吊杆；9、物料循环总成；91、直线振动筛；92、磨料提升机；93、出料口；94、排废料口；95、废料回收盒；1011、水箱；1012、过滤装置一；1013、气动隔膜泵；1014、溢流槽；1015、循环给水；1016、净水箱排水；1017、循环回水；1018、污水箱排水。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

参见图1所示，本发明的一种钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，包括底座和支撑架总成1、升降总成2、升降架总成3、主轴箱总成4、顶尖箱总成5、料箱总成6、料箱驱动总成7、自动上下料总成8和物料循环总成9；底座和支撑架总成1和升降架总成3通过升降总成2连接，主轴箱总成4和顶尖箱总成5固定在升降架总成3上，料箱总成6设在底座和支撑架总成1内部，料箱总成6的一侧与料箱驱动总成7连接，料箱驱动总成7上端设有自动上下料总成8，料箱总成6的另一侧与物料循环总成9连接。

在本实施例中，本光整系统实现航空发动机超大型钛合金薄壁件化学铣削后加工表面的光整光饰，用于大型机匣类、盘轴类或柱状工件光整工艺加工，去除微观腐蚀纹，降低工件表面粗糙度值，改善磨削纹路、去除工件表面的尖角棱边毛刺和锐边。本光整系统外壁设置有系统轮廓，有效的保护本光整系统且外观美观。本光整系统还包括控制系统，升降总成2、升降架总成3、主轴箱总成4、顶尖箱总成5、料箱总成6、料箱驱动总成7、自动上下料总成8和物料循环总成9分别与控制系统电连接。

参见图1、图2和图3所示，底座和支撑架总成包括底座总成11和支撑架总成12，支撑架总成12设在底座总成11的上端。

在本实施例中，底座和支撑架总成1包括底座总成11和支撑架总成12，底座总成11设在工作区域的地面上，用于承接本光整系统。参见图2所示，底座总成11包括底板111和侧支座112。底板111布置在本光整系统最下端。底板111的下端面设有调平装置，用于使本光整系统保持水平，以保障系统稳固运行。在底板111的两侧边纵向设有侧支座112，起到支撑作用。侧支座112中间部分由若干个纵向布置的钢板通过螺栓拼接而成，降低本系统重量；具体地，每个侧支座112由6块纵向相互平行放置的钢板组成，每个钢板下端开设有拱形孔洞，方便操作和降低重量，相邻两个钢板相对面连接有两个横向放置的短钢板，且6个短钢板的同一侧边连接有同一整块钢板，用于稳固侧支座。在两侧的侧支座112中间上端连接有支撑梁113，支撑梁113与侧支座112共同承接支撑架总成12。在底板111上还固定设有支撑滚轮和限位滚轮，支撑滚轮和限位滚轮分别与料箱总成6底部接触，支撑滚轮用于维持料箱62在运动状态下的稳定，限位滚轮用于对料箱62进行限位。参见图3所示，支撑架总成12包括支撑架121、支撑侧架122和升降架滑轨123；具体两个支撑侧架122中间连接有一个支撑架121，支撑架121的下端与支撑梁113连接，两个支撑侧架122下端分别与一个侧支座112上端连接，支撑架121与支撑侧架122共同构造一个稳定结构，保证本光整系统受到加工时的冲击力不会产生太大偏移；在支撑架121侧面上设有升降架滑轨123，升降架滑轨123与升降架总成3滑动连接，为升降架总成3提供导向作用，避免因两侧升降总成2运行速度偏差产生的升降架总成3倾斜；具体地，升降架滑轨123数量为两个，对称纵向固定设在支撑架121同一侧面上。在支撑架121顶端设有物料循环总成9中的出料口93。

参见图2所示，在侧支座112内布置有丝杆升降机114，丝杆升降机114的两端分别设在底板111上和侧支座112的上端，丝杆升降机114上端设有限位块115。

在本实施例中，在每个侧支座112内设有一个丝杆升降机114，两个丝杆升降机114上端均固定有一个限位块115，限位块115与设在升降架总成3下端的上V形块311接触，丝杆升降机114通过伺服电机驱动丝杆升降机114的上升或下降，从而调节丝杆升降机114顶端限位块115的位置，来调节升降架总成3的位置，避免由于不同工件直径不同距离料箱62底过近或过远，从而影响光整效果。

参见图1和图2所示，升降总成2包括至少一对液压油缸21，对称设置在底座和支撑架总成1上，液压油缸21的另一端与升降架总成3连接。

在本实施例中，升降总成2包括至少一对液压油缸21，具体为两个，对称设置在支撑架总成12的侧支座112内，作为动力源控制升降架总成3上下移动，用于控制工件装卸位置和入料位置。具体地，液压油缸21选用往复式液压油缸，液压油缸21的一端固定在底板111上，液压油缸21的另一端穿过侧支座112固定在升降架总成3底端，通过液压油缸21的往复运转，带动升降架总成3上下移动，当升降架总成3下落至限位块115后，液压油缸21持续加压，并维持在一定压强，用于维持在加工过程中升降架总成3、主轴箱总成4和顶尖箱总成5的稳定。液压油缸21埋设在侧支座112内，不影响料箱总成6的正常工作运转。

参见图4所示，升降架总成3包括升降架架体31、夹紧同步系统32和过渡板33，过渡板33通过夹紧同步系统32设在升降架架体31内部。

在本实施例中，升降架架体31是升降架总成3的整体结构框架，由三脚架钢材构成。夹紧同步系统32包括夹紧油缸321，夹紧油缸321的数量为两个，两个夹紧油缸321反方向设置，两个夹紧油缸321的缸筒端均固定在升降架架体31上，两个夹紧油缸321的活塞端分别连接有一个过渡板33。两个过渡板33通过滑轨一分别设在升降架架体31两端；其中，一个过渡板33与主轴箱总成4连接，另一个过渡板33与顶尖箱总成5连接，由夹紧油缸321驱动过渡板33进行相向滑动或相反滑动，完成夹紧或松开动作。两条夹紧油缸321配备同步马达，保证了夹紧同步系统32的同步性，进而保证了两个过渡板33的同步性，也就是保障了主轴箱总成4和顶尖箱总成5的同步性，使得工件顺利的正转或反转。升降架架体31内设有限位挡板，避免在夹紧油缸321液压失控时，主轴箱总成4或顶尖箱总成5脱轨发生碰撞，损坏机体。在升降架架体31的两侧下端固定有上V形块311，上V形块311与设在底座和支撑架总成1上的限位块115位置对应布置，使上V形块311下降时与限位块115接触，上V形块311采用缓冲材料制成，包括但不限于橡胶材质，用于防止限位块115与升降架架体31直接碰撞造成损坏，上V形块311和限位块115共同对升降架总成3的运动进行限定，保证升降架总成3运动的稳定。升降架总成3在升降总成2的驱动下进行升降运动，带动工件进出料箱总成6，加工不同直径工件时，通过控制丝杆升降机114和升降总成2的液压油缸21配合调节工件在合适的高度进行光整加工。

参见图5所示，主轴箱总成4包括主轴箱体41和设在主轴箱体41上的主轴电机42，主轴箱体41与一个过渡板33连接。

在本实施例中，主轴箱体41与升降架总成3中的一个过渡板33连接，在夹紧同步系统32中的夹紧油缸321驱动下带动主轴箱体41移动。主轴电机42固定在主轴箱体41一侧，主轴电机42通过齿轮组将扭矩传递到输出主轴43，输出主轴43设在主轴箱体41下端，输出主轴43与工件连接，使输出主轴43将扭矩传递给工件，使工件在加工过程中自转。输出主轴43具有正转和反转功能，输出主轴43的速度在控制面板里可调节。

顶尖箱总成5包括顶尖箱体，对称设置在另一个过渡板33上。

在本实施例中，顶尖箱体的结构与主轴箱体41相同，顶尖箱总成5与主轴箱总成4同时动作，用于夹紧工件；顶尖箱体下端设有从动转轴，主轴箱总成4的输出主轴43和顶尖箱总成5的从动转轴之间连接有工件，主轴箱总成4上的输出主轴43为主动轴，顶尖箱总成5上的从动转轴为从动轴，主动轴与从动轴共同带动工件自转。

参见图1和图6所示，料箱总成6包括安装托架61、料箱62、放水口和排料口，安装托架61与料箱驱动总成7连接，料箱62设置在安装托架61上端，料箱62底端开设有放水口和排料口。

在本实施例中，料箱总成6设在底座和支撑架总成1内部，用于对工件的表面进行光整光饰，工件包括但不限于钛合金薄壁件。料箱总成6的一侧与料箱驱动总成7连接，在料箱驱动总成7的驱动下，料箱总成6做线性往复运动，保证了本光整系统的工艺精度。具体地，安装托架61为矩形框架，安装托架61的一侧与料箱驱动总成7连接，料箱62固定在安装托架61上端，料箱62内存放若干量磨块和研磨液，磨块用于为工件的加工提供磨削动力。安装托架61带动料箱62和料箱62内的磨块共同做线性往复运动，配合工件的自转，对加工部位进行均匀的加工，光饰光整工艺。料箱62采取不规则八边形、方形或圆形的斗状结构，参见图15所示，料箱62底部具有斜度，最大限度的避免了磨块的堆积，减少“死料”的形成，减少磨块的自磨，充分利用磨块；料箱62采用但不限于不锈钢材质。料箱62底端开设有四个放水口和四个排料口，放水口和排料口均单独设有自动门，自动门电连接有控制开关，通过程序控制料箱62进行排料、停止排料、排水或停止排水，并依据具体使用情况进行优化设置。放水口和排料口均连接有收集漏斗，同侧的两个放水口与两个排料口共同将料箱62内的磨块和研磨液排入同一个收集漏斗内，再进入物料循环总成9内。料箱62下方设有接水盘，用于防止溅料造成的危害。料箱62四周设有防护罩，用于防止棱边伤手。

料箱总成6通过悬挂总成悬挂在支撑架总成12上，料箱总成6下端与支撑滚轮和限位滚轮滚动连接。

在本实施例中，悬挂总成包括链条，链条的数量为四个，两个为一组，两组链条分别设置在料箱62的对称两侧。链条的一端固定在料箱62侧面，另一端固定在支撑架总成12的侧支座112内壁上，用于协助牵拉料箱62，协助料箱62进行往复运动，缓解因惯性料箱62对料箱驱动总成7的冲击。悬挂总成还包括弹簧，弹簧设置在料箱62和料箱驱动总成7之间，协助料箱62进行往复运动，缓解因惯性料箱62对料箱驱动总成7的冲击。

参见图1和图7所示，料箱驱动总成7包括铸造立座71、驱动电机72、回转支撑73和过渡连杆74，回转支撑73与铸造立座71转动连接，驱动电机72通过回转支撑73与过渡连杆74连接。

在本实施例中，铸造立座71为中间带有空间，两侧具有侧壁的结构，坐落在工作区域的地面上。回转支撑73设在铸造立座71的中间空间内，为方形结构；驱动电机72固定在回转支撑73上端，回转支撑73两侧端分别通过凸轮盘与过渡连杆74连接，回转支撑73、凸轮盘和过渡连杆74共同构成凸轮连杆机构，将驱动电机72的旋转转化为过渡连杆74另一端的线性往复运动。过渡连杆74的另一端与料箱总成6的安装托架61连接，带动料箱总成6的线性往复运动。驱动电机72选用功率15kW的减速机，采用悬挂+扭力臂安装形式。铸造立座71两侧设有中心孔，两个中心孔一次加工，保证回转支撑73同心，回转支撑73两侧端分别穿过中心孔与过渡连杆74连接。

参见图1和图8所示，自动上下料总成8包括滑轨二81、货叉支架82和伺服驱动系统83，滑轨二81设在料箱驱动总成7上端，货叉支架82滑动连接在滑轨二81上，滑轨二81与伺服驱动系统83连接。

在本实施例中，自动上下料总成8上装有工件，用于将工件自动精准的送至料箱总成6上方的主轴箱总成4和顶尖箱总成5之间，从而进行工件的装卸，实现自动装卸功能，完成一个加工流程。滑轨二81设在料箱驱动总成7外壳上端，货叉支架82设在滑轨二81上方且与滑轨二81滑动连接，货叉支架82通过接近开关准确定位，将工件输送至夹取位置；货叉支架82上还固定有接料盘84，用于收集工件在装卸过程中携带的磨块和研磨液，避免磨块和研磨液四处飞溅。滑轨二81连接有伺服驱动系统83，伺服驱动系统83固定在滑轨二81下方，伺服驱动系统83的最大伸缩量达到2900mm，最大载重为300kg。

参见图1和图9所示，物料循环总成9包括直线振动筛91和磨料提升机92，直线振动筛91的一端与料箱总成6底部连通，另一端与磨料提升机92的底端连接；磨料提升机92的顶端设有出料口93，出料口93朝向料箱总成内部。

在本实施例中，物料循环总成9用于磨料在线筛分和磨料循环，延长磨料使用清理间隔周期。直线振动筛91设有若干组，每组的直线振动筛91的一端与料箱62底部的排料口连通，另一端与磨料提升机92的底端连接。磨料提升机92的顶端设有出料口93，出料口93对准加工工件下部，具体为工件由底部至顶部的工件高度的至处，将剩余磨料通过磨料提升机92重新喷至工件上，完成磨料回填，这种磨料回填方式采用了短距离的抛投形式，对工件表面产生压应力，进一步提高工件表面的耐腐蚀性，达到了工件表面强化的效果。

直线振动筛91为两组，分别与磨料提升机92连接。

直线振动筛91内部设有筛网，直线振动筛91底端设有排废料口94，排废料口94连接有废料回收盒95。

在本实施例中，料箱内的磨块和研磨液通过排料口排入到直线振动筛91内，通过直线振动筛91进行振动筛分，完好的磨料在最上侧输送到磨料提升机92处，由磨料提升机92提升并从出料口93排入料箱62至工件。破损的磨料透过筛网下到排料层，随着振动从排废料口94排出至废料回收盒95内，人工定期清理废料回收盒95内的废料。直线振动筛91还设有排液口，排液口与水循环系统连接，研磨液通过排液口由最下层流入水循环系统内。排废料口94和排液口通过手动调节实现流量可控。

本光整系统还包括液压控制总成，液压控制总成分别与升降总成2和夹紧同步系统32连接。

在本实施例中，液压控制总成包括液压泵、液压阀组和液压传感器。液压控制总成通过液压泵将液压油分别泵入升降总成2的液压油缸21和夹紧同步系统32的夹紧油缸321内，并在对应管路上设置液压传感器。实时监测压力数值，维持油缸压力稳定，保证工件的加工效果。液压传感器连接有液压阀，液压阀设在对应管路上，用于控制液压油的泵入与停止。

根据实际需求，本光整系统还包括辅助系统，辅助系统包括升降吊车85、水循环系统、污水处理系统、气控总成、润滑系统、悬吊系统和安全防护。其中，气控总成、润滑系统、悬吊系统和安全防护均为现有技术，不做过多赘述；下面对升降吊车85、水循环系统、污水处理系统进行简单介绍：

参见图10所示，升降吊车85主要用于辅助上件和下件，升降吊车85包括液压机构851、挂钩852和吊杆853，液压机构851一端与升降吊车85的底座连接，另一端与吊杆853连接，液压机构851作为升降动力，用于控制吊杆853的上升和下降。升降吊车85的两侧设置有导向轮，导向轮用于精准控制升降位置。升降吊车85的吊杆853上设有挂钩852，挂钩852用于连接工件。

参见图11所示，水循环系统用于光整加工过程中研磨液的循环使用。水循环系统包括水箱1011、过滤装置一1012和气动隔膜泵1013；水箱1011包括净水箱和污水箱，净水箱内部和污水箱内部通过溢流槽1014连接；净水箱外部通过过滤装置一1012和气动隔膜泵1013与污水箱外部连接；净水箱连接有循环给水1015和净水箱排水1016，污水箱连接有循环回水1017和污水箱排水1018；循环给水1015和循环回水1017分别与料箱总成6连接。水箱内配置高低液位标识装置，高低液位标识装置与控制系统电连接，控制系统通过监测高低液位标识装置，控制水流流量。气动隔膜泵1013采用金属隔膜泵；过滤装置一1012采用离心式过滤系统，离心式过滤系统主要由过滤器、附属泵阀组、高速离心过滤机、自动刮泥系统及控制部分组成，将研磨液经过二次过滤，提高磨液的清洁效果，延长使用周期。水循环系统将流入污水箱的研磨液打入单一袋式过滤器中，对光整用研磨液进行固液分离，然后将净水由主水泵打入本光整系统中循环使用，达到有效地排除各类杂质，延长磨液的使用寿命，提高光整的效果的目的，循环水更换时需统一收集处理；过滤过程中产生的污泥自动刮除并排出到收集槽。过滤精度满足颗粒度≤20μm。当光整加工一段时间后，水箱中研磨液变污，启动离心过滤系统，过滤研磨液中的泥粉，过滤后的研磨液流回水箱继续参与光整。优选地，磨料中去离子水（A类水）为稀释磨液和润滑作用；水循环系统中加水3000L，水循环系统中做上水位标记；水温调节至5℃~40℃左右，振动光整满8小时后，需要除去水循环系统中污水箱的污泥杂质并补充水分；光整工作满120小时后需清空水循环系统并清洗干净，重新添加水和研磨液至标记水位处；磨料清洗与研磨液、循环水更换时间以工件清洁程度为准，依据实际情况更改。

污水处理系统包括过滤装置二及高速离心固液分离装置，过滤精度满足颗粒度≤120μm。高速离心固液分离装置通过进料泵将需要分离的油或液吸入高速离心转子内进行高速旋转分离，重相物料由于比重原因被分离在转子外壁，轻相液体从转子中间的底部自然流出，在一定的重力场与离心半径下，此设备最小可分离到1um的杂质，当转子内的杂质到达一定厚度后，污水处理系统进行自动排渣。

本发明的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统操作步骤如下所述：

步骤一：参见图12所示，人工将工件通过手推车推到指定位置。

步骤二：参见图13所示，启动升降吊车85，将升降吊车85的吊杆853自动降落到指定位置，并手动将工件的两端吊在挂钩852上。

步骤三：控制升降吊车85带动工件升到最高点，自动上下料总成8中的货叉支架82沿滑轨二81滑动到升降吊车85吊杆853下端的上下料位置。

步骤四：升降吊车85将工件降落在自动上下料总成8中的货叉支架82上，人工摘掉升降吊车85的挂钩852。

步骤五：参见图14所示，一键启动本光整系统，自动上下料总成8将工件送到主轴箱总成4和顶尖箱总成5中间，并由主轴箱总成4和顶尖箱总成5夹住工件，自动上下料总成8回撤。

步骤六：根据控制系统设定参数，丝杆升降机114带动限位块115上升到相应位置，升降架总成3带动主轴箱总成4、顶尖箱总成5和工件下降至料箱62内，直到限位块115与上V形块311接触，升降架总成3停止下降，工件达到料箱62内的指定位置。参见图15所示，料箱62内的磨料将工件下方部分掩埋，进行光整处理；主轴箱总成4带动工件正向或反向双方向转动，同时料箱总成6进行线性往复运动，按设定的程序完成工件的光饰光整加工流程。

步骤七：在加工过程中，物料循环总成9将料箱62内的磨料筛选出破损磨料后，将剩余磨料通过磨料提升机92重新喷至工件上，完成磨料回填，这种磨料回填方式采用了短距离的抛投形式，对工件表面产生压应力，进一步提高工件表面的耐腐蚀性，达到了工件表面强化的效果。

步骤八：加工完成后，升降架总成3带动工件上升，工件自动放置到自动上下料总成8的货叉支架82上，自动上下料总成8将工件运送至步骤四的上下料位置，人工将工件挂上挂钩852，将升降吊车85上的吊杆853升起，自动上下料车缩回，最后升降吊车85将工件放入手推车上，至此一个完整的工件的光整加工过程。

步骤九：采用超声波测量光整后工件的壁厚。

参见图16-图19所示，本发明的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统处理前后技术指标变化如下所述：

（1）参见图16(a)、图16(b)与图16(c)对比可知，光整前工件的棱边交叉位置有明显锐边；工件经过光整2h后，工件的棱边交叉位置明显有倒角过渡，具体倒角尺寸为0.1mm-0.2mm；工件经过光整4h后，工件的棱边交叉位置有非常明显的倒角过渡，具体倒角尺寸为0.2mm-0.3mm；因此，工件经本光整系统光整光饰后，形成满足工件倒角尺寸在0.1mm-0.4mm范围的标准要求的倒角。

（2）图17(a)为工件光整前凹面纹理状态一，图17(b)为工件光整4h后凹面纹理状态一；图18(a)为工件光整前棱边面纹理状态二，图18(b)为工件光整4h后棱边面纹理状态二；图19(a)为工件光整前上表面纹理状态三，图19(b)为工件光整4h后上表面纹理状态三；对比可知，工件经本光整系统光整光饰后，振动光饰后未对基体产生缺陷，工件表面划痕去除，刀纹变浅，未对工件表面纹理造成磕碰和腐蚀。

（3）在工件经本光整系统光整光饰中，经噪音计检测，距离本光整系统 3 米测量，周围环境噪音低于 70db。

综上所述，验证结果显示工件经本光整系统光整光饰达到标准。

Claims (10)

1.一种钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，包括底座和支撑架总成、升降总成、升降架总成、主轴箱总成、顶尖箱总成、料箱总成、料箱驱动总成、自动上下料总成和物料循环总成；所述底座和支撑架总成和升降架总成通过升降总成连接，所述主轴箱总成和顶尖箱总成固定在升降架总成上，所述料箱总成设在底座和支撑架总成内部，所述料箱总成的一侧与料箱驱动总成连接，所述料箱驱动总成上端设有自动上下料总成，所述料箱总成的另一侧与物料循环总成连接。

2.根据权利要求1所述的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，所述底座和支撑架总成包括底座总成和支撑架总成，所述支撑架总成设在底座总成的上端；所述底座总成包括底板和侧支座，在所述底板的两侧边纵向设有侧支座，在所述两侧的侧支座中间连接有支撑梁；所述支撑架总成包括支撑架、支撑侧架和升降架滑轨，两个所述支撑侧架中间连接有一个支撑架，所述支撑架的下端与支撑梁连接，两个所述支撑侧架下端分别与侧支座上端连接，所述升降架滑轨设在升降架侧面上。

3.根据权利要求2所述的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，在所述侧支座内布置有丝杆升降机，所述丝杆升降机的两端分别设在底板上和侧支座的上端，所述丝杆升降机上端设有限位块。

4.根据权利要求1所述的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，所述升降架总成包括升降架架体、夹紧同步系统和过渡板，所述过渡板通过夹紧同步系统设在升降架架体内部；所述主轴箱总成包括主轴箱体和设在主轴箱体上的主轴电机，所述主轴箱体与一个过渡板连接；所述顶尖箱总成包括顶尖箱体，对称设置在另一个所述过渡板上。

5.根据权利要求1所述的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，所述料箱总成包括安装托架、料箱、放水口和排料口，所述安装托架与料箱驱动总成连接，所述料箱设置在安装托架上端，所述料箱底端开设有放水口和排料口。

6.根据权利要求1所述的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，所述料箱驱动总成包括铸造立座、驱动电机、回转支撑和过渡连杆，所述回转支撑与铸造立座转动连接，所述驱动电机通过回转支撑与过渡连杆连接。

7.根据权利要求1所述的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，所述自动上下料总成包括滑轨二、货叉支架和伺服驱动系统，所述滑轨二设在料箱驱动总成上端，所述货叉支架滑动连接在滑轨二上，所述滑轨二与伺服驱动系统连接。

8.根据权利要求1所述的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，所述物料循环总成包括直线振动筛和磨料提升机，所述直线振动筛的一端与料箱总成底部连通，另一端与磨料提升机的底端连接；所述磨料提升机的顶端设有出料口，所述出料口朝向料箱总成内部。

9.根据权利要求1所述的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，还包括升降吊车，所述升降吊车包括液压机构、挂钩和吊杆，所述液压机构一端与升降吊车的底座连接，另一端与所述吊杆连接，所述吊杆下端设有挂钩。

10.根据权利要求1所述的钛合金大型薄壁件化学铣削后的光整系统，其特征在于，还包括水循环系统，所述水循环系统包括水箱、过滤装置一和气动隔膜泵；所述水箱包括净水箱和污水箱，所述净水箱内部和污水箱内部通过溢流槽连接；所述净水箱外部通过过滤装置一和气动隔膜泵与污水箱外部连接；所述净水箱连接有循环给水和净水箱排水，所述污水箱连接有循环回水和污水箱排水；所述循环给水和循环回水分别与料箱总成连接。