CN212977395U - 一种用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体是一种用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，包括床身、龙门架，床身上设有沿床身长度方向滑动的第一工作台和第二工作台；第一工作台和第二工作台上均固定有吸附装置；龙门架设置在床身的上方；龙门架的一侧与激光切割装置连接，激光切割装置沿龙门架的横梁的长度方向滑动，龙门架的另一侧与打磨装置连接，打磨装置沿龙门架的横梁的长度方向滑动；控制装置设置在龙门架上，用于控制第一工作台和第二工作台在床身上移动，控制激光切割装置和打磨装置在横梁上移动及吸附装置的吸力大小。本实用新型将激光切割装置和打磨装置装配在一台设备上，通过一次装卡实现两道工序的加工；提高效率，降低废品率。

Description

一种用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置。

背景技术

航空航天领域，钛合金零件应用较多，钛合金加工，一直是困扰加工领域的难题，钛合金蒙皮部件类零件的加工更是难上加难。

目前钛合金蒙皮部件类零件的加工方法是：第一步，通过激光切割对蒙皮部件进行下料，一般留2mm的切削余量；第二步，通过热压力机将下料完成的蒙皮部件热塑成所需要的形状；第三步，通过手动砂轮，手动砂带磨等设备，将切削余量进行打磨。

现有的钛合金蒙皮部件类零件的加工方法，加工效率低下，完成一个零件的切割和打磨工序大约需要的时间为13个小时，而且需要大量的人工进行最后的打磨。钛合金蒙皮部件的加工，价格昂贵。而且由于是人工进行打磨，废品率较高，这样就增加了生产成本。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其解决了钛合金蒙皮部件类零件加工效率低的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，包括：床身，龙门架和控制装置，床身上设有沿床身长度方向滑动的第一工作台以及沿床身长度方向滑动的第二工作台；第一工作台和第二工作台上均固定有吸附装置，吸附装置用以吸附待加工的钛合金蒙皮部件，吸附装置具有不同的曲面形态以适应不同曲面的待加工的钛合金蒙皮部件，以将待加工的钛合金蒙皮部件固定在第一工作台或第二工作台上；龙门架设置在床身的上方；龙门架的一侧与激光切割装置连接，激光切割装置沿龙门架的横梁的长度方向滑动，用于对第一工作台和第二工作台上的钛合金蒙皮部件进行切割；龙门架的另一侧与打磨装置连接，打磨装置沿龙门架的横梁的长度方向滑动，用于对第一工作台和第二工作台上的切割后的钛合金蒙皮部件进行打磨；控制装置设置在龙门架上，控制装置用于控制第一工作台和第二工作台在床身上移动，以及控制激光切割装置和打磨装置在龙门架的横梁上移动，以及控制吸附装置的吸力大小。

可选地，龙门架上设有防护门，以在激光切割装置和打磨装置同时进行工作时，将激光切割装置和打磨装置分隔开，保证加工质量。

可选地，龙门架包括：第一立柱、第二立柱以及设置在第一立柱、第二立柱上部用于连接第一立柱和第二立柱的横梁；横梁上设有用于连接激光切割装置的第一连接部，以及用于连接打磨装置的第二连接部。

可选地，第一连接部包括第一导轨以及与第一导轨连接的第一滑板，第一滑板在第一导轨上滑动，以带动激光切割装置在横梁上滑动。

可选地，第二连接部包括第二导轨以及与第二导轨连接的第二滑板，第二滑板在第二导轨上滑动，以带动打磨装置在横梁上滑动。

可选地，激光切割装置包括第一滑枕以及设置在第一滑枕下端的五轴激光切割头；第一滑枕与第一滑板连接，用于使五轴激光切割头相对于横梁上下移动。

可选地，打磨装置包括第二滑枕以及设置在第二滑枕下端的打磨头；第二滑枕与第二滑板连接，用于使打磨头相对于横梁上下移动。

可选地，防护门设置在第一立柱和第二立柱之间，通过控制装置控制防护门的开闭；在激光切割装置和打磨装置同时进行工作时，通过控制装置控制防护门关闭；在激光切割装置和打磨装置工作完成后，通过控制装置控制防护门开启。

可选地，吸附装置的内部设有若干个吸盘，吸盘通过气管与真空泵连接，用于给吸盘提供吸力；吸盘的上部与过滤网连接，用于防止切割的废屑进入到吸盘内；每个吸盘下部均设有伸缩杆，通过伸缩杆的伸缩带动吸盘上下移动，进而带动过滤网形成不同的曲面形状，以适应不同曲面的待加工的钛合金蒙皮部件；吸附装置的侧面设有压力表，用于测量吸附装置内的压力。

可选地，过滤网为弹性材料制成，过滤网的网孔的直径为3-4mm。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种应用于航空航天领域的钛合金蒙皮部件加工的激光切割打磨复合装置，改变了传统的制造工艺，将激光切割装置和打磨装置装配在一台设备上，通过一次装卡实现钛合金蒙皮部件切割和打磨两道工序的加工，而且加工时间缩短到2个小时。由于设置吸附装置，可以根据钛合金蒙皮部件的不同曲面形状调节吸附装置，进而将钛合金蒙皮部件固定在工作台上。而且通过控制装置对整个一体机进行控制，不需要再用手工进行打磨，能够解放人力，提高加工效率的同时，大大降低了钛合金蒙皮部件件的废品率。

附图说明

图1为本实用新型的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置的侧视示意图。

图3为本实用新型的吸附装置的结构示意图。

图4为本实用新型的吸附装置的内部结构示意图。

【附图标记说明】

1：第一工作台；2：第二工作台；3：床身；4：第一立柱；5：第二立柱；6：横梁；7：第一滑板；8：第二滑板；9：第一滑枕；10：第二滑枕；11：五轴激光切割头；12：打磨头；13：防护门；14：第一导轨；15：第二导轨；16：吸附装置；17：吸盘；18：气管；19：过滤网；20：压力表；21：伸缩杆。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”“左”、“右”等方位名词以图1的定向为参照。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例：参照图1、图2和图3，一种用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，包括第一工作台1、第二工作台2、床身3、龙门架和控制装置。

沿床身3的长度方向滑动设置有第一工作台1以及第二工作台2，用于放置待加工的钛合金蒙皮部件。第一工作台1和第二工作台2分别连接有驱动机构，分别用于驱动第一工作台1和第二工作台2在床身3上滑动。具体地，床身3上部沿长度方向设有两条平行的滑轨，分别与第一工作台1和第二工作台2下部的滑槽配合，使第一工作台1和第二工作台2在各自驱动机构的驱动下，在床身3上沿长度方向滑动。

第一工作台1和第二工作台2上均固定有吸附装置16，吸附装置16用以吸附待加工的钛合金蒙皮部件，通过调节吸附装置16以适应不同曲面的待加工的钛合金蒙皮部件，使不同曲面的待加工的钛合金蒙皮部件固定在第一工作台1和第二工作台2上。

龙门架设置在床身3的中部上方；龙门架的一侧与激光切割装置滑动连接，用于钛合金蒙皮部件的切割；龙门架的另一侧与打磨装置滑动连接，用于钛合金蒙皮部件的打磨。

控制装置设置在龙门架上，控制装置与第一工作台1和第二工作台2的驱动机构连接，用于控制第一工作台1和第二工作台2在床身3上移动。

控制装置与驱动激光切割装置和打磨装置在龙门架的横梁6上移动的驱动机构连接，用于控制激光切割装置和打磨装置在龙门架的横梁6上移动。

控制装置与吸附装置16的真空泵连接，用于控制吸附装置16的吸力大小。

当一体机开始工作时，第一工作台1和第二工作台2上分别放置有钛合金蒙皮部件，龙门架一侧的第一工作台1上的钛合金蒙皮部件经过激光切割装置切割后，第一工作台1滑动到龙门架的另一侧，通过打磨装置进行打磨处理。此时激光切割装置滑动到第二工作台2的工位对其上的钛合金蒙皮部件进行切割，第二工作台2上的钛合金蒙皮部件切割完成后，第二工作台2滑动到龙门架另一侧的床身3上，打磨装置滑动到第二工作台2的工位，通过打磨装置对第二工作台2上钛合金蒙皮部件进行打磨处理。此时第一工作台1上打磨完成的钛合金蒙皮部件被取下，第一工作台1又滑动到设有激光切割装置的一侧，放置下一块钛合金蒙皮部件进行切割处理。以此类推，第一工作台1和第二工作台2在床身3上往复循环滑动，激光切割装置和打磨装置在龙门架上往复循环滑动，对钛合金蒙皮部件进行切割及打磨处理。

本实用新型提供的一种应用于航空航天领域的钛合金蒙皮部件加工的激光切割与打磨一体机，改变了传统的制造工艺，将激光切割装置和打磨装置装配在一台设备上，通过一次装卡，即可以实现钛合金蒙皮部件两道工序的加工，而且加工时间缩短到2个小时；而且不需要再用手工进行打磨，能够解放人力，提高加工效率的同时，大大降低了钛合金蒙皮部件件的废品率。

在上述实施例的基础上，如图1所示，本实用新型的龙门架上还设有防护门13，用于在激光切割装置和打磨装置同时进行工作时，将激光切割装置和打磨装置分隔开，以保证加工质量。防护门13可以通过驱动机构使其在龙门架上滑动，当激光切割装置和打磨装置同时进行工作时，将防护门13关闭，从而将激光切割装置和打磨装置分隔开，防止打磨下来的粉末进入激光切割装置，对其产生影响，同时还能防止激光切割装置产生的热量对打磨装置造成影响。

在上述实施例的基础上，本实用新型的龙门架包括第一立柱4、第二立柱5以及连接第一立柱4和第二立柱5的横梁6。横梁6上设有用于连接激光切割装置的第一连接部，以及用于连接打磨装置的第二连接部。如图1所示，激光切割装置设置在横梁6的前侧，打磨装置设置在横梁6的后侧。即第一连接部设置在横梁6的前侧，第二连接部设置在横梁6的后侧。将激光切割装置和打磨装置分别设置在横梁6的前后两侧，使激光切割装置和打磨装置在同时工作时，减少相互之间的干扰。

具体地，第一连接部包括第一导轨14以及与第一导轨14连接的第一滑板7，第一滑板7在第一导轨14上滑动，以带动激光切割装置在横梁6上滑动。第二连接部包括第二导轨15以及与第二导轨15连接的第二滑板8，第二滑板8在第二导轨15上滑动，以带动打磨装置在横梁6上滑动。第一导轨14可以为丝杆，与第一导轨14配合的第一滑板7上设有螺纹，丝杆通过电机驱动使其转动，进而带动与其连接的第一滑板7移动。第一导轨14也可以为光杆，与第一导轨14配合的第一滑板7上设有凹槽，通过伸缩杆带动第一滑板7在第一导轨14上移动。通过第一滑板7在第一导轨14上滑动，实现激光切割装置在不同工位的加工。通过第二滑板8在第二导轨15上滑动，实现打磨装置在不同工位的加工。本实用新型不限于上述滑动连接结构，也可以是其他能够实现第一滑板7在第一导轨14上滑动连接的结构。本实用新型第二滑板8与第二导轨15的滑动连接结构同第一滑板7与第一导轨14的滑动连接结构类似。

如图1所示，本实用新型的激光切割装置包括第一滑枕9以及设置在第一滑枕9下端的五轴激光切割头11；第一滑枕9与第一连接部的第一滑板7滑动连接，用于使五轴激光切割头11在第一滑板7上上下移动。五轴激光切割头11通过控制装置控制驱动机构使五轴激光切割头11在横梁6上进行上下左右移动。

如图1所示，本实用新型的打磨装置包括第二滑枕10以及设置在第二滑枕10下端的打磨头12；第二滑枕10与第二连接部的第二滑板8滑动连接，用于使打磨头12在第二滑板8上上下移动。打磨头12通过控制装置控制驱动机构使打磨头12在横梁6上进行上下左右移动。

在上述实施例的基础上，参见图3和图4，本实用新型的吸附装置16的内部设有若干个吸盘17，吸盘17通过气管18与真空泵连接，用于给吸盘17提供吸力；吸盘17的上部与过滤网19连接，用于防止切割的废屑进入到吸盘17内；每个吸盘17下部均设有伸缩杆21，通过伸缩杆21的伸缩带动吸盘17上下移动，进而带动过滤网19形成不同的曲面形状，以适应不同曲面的待加工的钛合金蒙皮部件；吸附装置16的侧面设有压力表20，用于测量吸附装置16内的压力。伸缩杆21为电动伸缩杆，通过控制装置控制伸缩杆21的伸缩。

其中，过滤网19为弹性材料制成，过滤网19的网孔的直径为3-4mm。通过设置小网孔的过滤网19，可以减少切割时废屑进入吸盘17，延长吸盘17的使用寿命。

如图1和2所示，该钛合金蒙皮部件加工的激光切割与打磨一体机，采用龙门架和工作台可以移动的床身结构，该设备安装有两块工作台，分别是第一工作台1和第二工作台2，两块工作台分别通过各自的驱动在床身3上沿着床身3上部的两条滑轨做直线运动，形成该设备的X轴。

如图1所示，第一立柱4和第二立柱5布置在床身3的左右两侧，横梁6安装在第一立柱4和第二立柱5上方，形成龙门架。横梁6的前后两侧分别安装第一滑板7和第二滑板8，第一滑板7和第二滑板8分别沿着横梁6上的第一导轨14和第二导轨15做直线运动，形成该设备的Y轴。

第一滑板7的内部安装有第一滑枕9，第二滑板8的内部安装有第二滑枕10，第一滑枕9和第二滑枕10分别沿着第一导轨14和第二导轨15做上下直线运动，形成该设备的Z轴。

第一滑枕9的下端安装五轴激光切割头11，该五轴激光切割头11设有两个旋转轴，分别是A轴和C轴，使激光切割工件能进行空间任意形状的切割。第二滑枕10的下端安装打磨头12，该打磨头12通过电主轴高速旋转，带动金刚石砂轮对工件进行磨削加工。

该设备的五轴激光切割头11和打磨头12可同时进行工作，分别对工件进行加工，当五轴激光切割头11和打磨头12同时进行工作时，中间的防护门13封闭，保证各自的加工质量。

本实用新型加工的工件为钛合金蒙皮部件，但是不限于上述工件的加工，也可以用来加工其他工件。

本实用新型的工作流程为：

首先，将钛合金蒙皮部件通过热压进行热塑成型，成型后，将钛合金蒙皮部件通过工装装卡在本实用新型的第一工作台1和第二工作台2上；然后，通过激光切割装置的五轴激光切割头11对第一工作台1上的钛合金蒙皮部件进行切割处理，切割完成后通过驱动机构将第一工作台1移动到龙门架的另一侧，在通过打磨装置对第一工作台1上的钛合金蒙皮部件进行打磨处理；同时，激光切割装置的五轴激光切割头11移动到第二工作台2的工位，对第二工作台2上的钛合金蒙皮部件进行切割处理，此时防护门13是封闭状态。第一工作台1上的钛合金蒙皮部件打磨完成后，以及第二工作台2上的钛合金蒙皮部件切割完成后，打开防护门13，然后第二工作台2通过驱动机构移动到龙门架的另一侧，通过打磨装置对第二工作台2上的钛合金蒙皮部件进行打磨；第一工作台1通过驱动机构移动到初始位置，即设有激光切割装置的一侧，再进行下一块钛合金蒙皮部件的切割处理。重复上述操作，直到所有钛合金蒙皮部件加工完成。

该设备的应用，改变了原有的加工工序，钛合金蒙皮部件件可先通过热压力金进行热塑成型，成型后，将工件通过工装装卡在该设备上，一次装卡，就可完成激光切割工序和打磨工序，形成工件成品。打磨工序采用机器进行，解放人力。激光切割与打磨在一台设备上完成，工件一次装卡，保证质量；改变传统的工艺方法，大大提高效率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于，包括：床身(3)，龙门架和控制装置，

所述床身(3)上设有沿床身(3)长度方向滑动的第一工作台(1)以及沿床身(3)长度方向滑动的第二工作台(2)；

所述第一工作台(1)和所述第二工作台(2)上均固定有吸附装置(16)，所述吸附装置(16)用以吸附待加工的钛合金蒙皮部件，吸附装置(16)具有不同的曲面形态以适应不同曲面的待加工的钛合金蒙皮部件，以将所述待加工的钛合金蒙皮部件固定在第一工作台(1)或第二工作台(2)上；

所述龙门架设置在所述床身(3)的上方；

所述龙门架的一侧与激光切割装置连接，所述激光切割装置沿龙门架的横梁(6)的长度方向滑动，用于对所述第一工作台(1)和所述第二工作台(2)上的钛合金蒙皮部件进行切割；

所述龙门架的另一侧与打磨装置连接，所述打磨装置沿龙门架的横梁(6)的长度方向滑动，用于对所述第一工作台(1)和所述第二工作台(2)上的切割后的钛合金蒙皮部件进行打磨；

所述控制装置设置在龙门架上，所述控制装置用于控制第一工作台(1)和第二工作台(2)在床身(3)上移动，以及控制激光切割装置和打磨装置在龙门架的横梁(6)上移动，以及控制吸附装置(16)的吸力大小。

2.如权利要求1所述的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于：

所述龙门架上设有防护门(13)，以在激光切割装置和打磨装置同时进行工作时，将激光切割装置和打磨装置分隔开，保证加工质量。

3.如权利要求1或2所述的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于：

所述龙门架包括：第一立柱(4)、第二立柱(5)以及设置在第一立柱(4)、第二立柱(5)上部用于连接第一立柱(4)和第二立柱(5)的横梁(6)；

所述横梁(6)上设有用于连接激光切割装置的第一连接部，以及用于连接打磨装置的第二连接部。

4.如权利要求3所述的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于：

所述第一连接部包括第一导轨(14)以及与第一导轨(14)连接的第一滑板(7)，所述第一滑板(7)在所述第一导轨(14)上滑动，以带动激光切割装置在横梁(6)上滑动。

5.如权利要求3所述的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于：

所述第二连接部包括第二导轨(15)以及与第二导轨(15)连接的第二滑板(8)，所述第二滑板(8)在所述第二导轨(15)上滑动，以带动打磨装置在横梁(6)上滑动。

6.如权利要求4所述的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于：

所述激光切割装置包括第一滑枕(9)以及设置在第一滑枕(9)下端的五轴激光切割头(11)；

所述第一滑枕(9)与第一滑板(7)连接，用于使五轴激光切割头(11)相对于横梁(6)上下移动。

7.如权利要求5所述的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于：

所述打磨装置包括第二滑枕(10)以及设置在第二滑枕(10)下端的打磨头(12)；

所述第二滑枕(10)与第二滑板(8)连接，用于使打磨头(12)相对于横梁(6)上下移动。

8.如权利要求2所述的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于：

所述防护门(13)设置在第一立柱(4)和第二立柱(5)之间，通过控制装置控制防护门(13)的开闭；

在激光切割装置和打磨装置同时进行工作时，通过控制装置控制防护门(13)关闭；

在激光切割装置和打磨装置工作完成后，通过控制装置控制防护门(13)开启。

9.如权利要求1所述的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于：

所述吸附装置(16)的内部设有若干个吸盘(17)，吸盘(17)通过气管(18)与真空泵连接，用于给吸盘(17)提供吸力；

所述吸盘(17)的上部与过滤网(19)连接，用于防止切割的废屑进入到吸盘(17)内；

每个所述吸盘(17)下部均设有伸缩杆(21)，通过伸缩杆(21)的伸缩带动吸盘(17)上下移动，进而带动过滤网(19)形成不同的曲面形状，以适应不同曲面的待加工的钛合金蒙皮部件；

所述吸附装置(16)的侧面设有压力表(20)，用于测量吸附装置(16)内的压力。

10.如权利要求9所述的用于航空航天钛合金蒙皮部件切割打磨复合装置，其特征在于：所述过滤网(19)为弹性材料制成，所述过滤网(19)的网孔的直径为3-4mm。

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