一种高速叶尖磨削加工中心的制作方法

文档序号:29625755发布日期:2022-04-13 14:23阅读:154来源:国知局
一种高速叶尖磨削加工中心的制作方法

1.本发明涉及高精度磨削领域,尤其涉及一种高速叶尖磨削加工中心。


背景技术:

2.航空发动机转子叶片在加工过程中,需要对叶片的叶尖进行磨削加工。为了保证航空发动机的机械性能和安全性能,航空发动机转子动静尺寸、以及叶尖与机匣间隙等,均控制的非常严格,所以,需要转子每一片叶片的尺寸要具有非常高的精确度,而且叶片之间要具有高度的一致性,加工难度非常大,如何加工转子的叶尖并保持非常高的精度是需要解决的问题。


技术实现要素:

3.本发明提供一种高速叶尖磨削加工中心,以解决加工转子的叶尖并保持叶尖具有高精度的问题。
4.一种高速叶尖磨削加工中心,包括:床身、工件滑台、工件主轴、工件主轴驱动装置、磨削加工装置和激光测量装置;
5.所述磨削加工装置通过十字滑台设于所述床身的一侧,所述激光检测装置设于所述床身的另一侧,所述工件主轴驱动装置设于所述床身的一端,所述工件滑台设于所述床身上,所述工件主轴设于所述工件滑台上并与所述工件主轴驱动装置传动连接。
6.进一步地,所述床身设有双层防护结构,所述双层防护结构包括:刚性伸缩防护罩、柔性伸缩防护罩和润滑油路;
7.所述刚性伸缩防护罩和柔性伸缩防护罩均设于导轨的外侧,所述导轨上设有沿所述导轨滑动的托板,所述润滑油路用于向所述托板与导轨之间供油;
8.所述导轨设于滑台上,所述滑台上设有集油槽,所述集油槽一侧设有所述导轨,所述集油槽的另一侧设有导向台,所述导向台用于导向所述柔性伸缩防护罩。
9.进一步地,所述润滑油路包括设于所述托板下的导油槽,所述导油槽包括第一导油槽和第二导油槽,所述第一导油槽的开口朝向所述导轨的顶面,所述第二导油槽的开口朝向所述导轨的侧面,所述托板设有进油口,所述进油口与所述第一导油槽或第二导油槽连通;
10.所述第一导油槽包括沿导轨方向设置的纵向槽和垂直导轨方向设置的横向槽,所述横向槽一端与所述纵向槽连通,另一端设有排气槽,所述排气槽的截面积小于所述横向槽的截面积,所述横向槽与所述托板的侧面连通。
11.进一步地,所述工件主轴驱动装置包括动力轴,所述工件主轴包括工件主轴箱;
12.所述动力轴与所述工件主轴箱传动连接,所述工件主轴箱可拆卸的设于主轴座上,所述主轴座设有两个承载块,所述工件主轴箱与两个所述承载块抵接;所述工件主轴箱具有定位凸台和定位块,所述定位凸台轴向紧贴所述主轴座;所述工件主轴箱轴向两侧设有所述定位块,所述定位块沿竖直方向可拆卸的固定于所述主轴座。
13.进一步地,两个所述承载块对称设置,所述主轴座设有承载槽,两个所述承载块分别设于两个所述承载槽内,所述承载块具有承载凸起,所述承载凸起的顶面与所述工件主轴箱抵接。
14.进一步地,所述定位凸台轴向方向朝向所述主轴座的一侧设有定位面,所述定位面设有螺纹孔,所述主轴座设有轴向通孔,定位螺栓穿过所述轴向通孔与所述定位凸台连接。
15.进一步地,所述定位面与主轴座之间设有耐磨环,所述定位螺栓穿过所述耐磨环。
16.进一步地,所述定位块至少设有两个,两个所述定位块沿所述工件主轴箱的纵向剖面对称设置,所述定位块下方设有耐磨块,紧固螺栓穿过所述定位块和所述耐磨块与所述主轴座连接,所述耐磨块与所述主轴座之间具有间隙。
17.进一步地,还包括地脚支撑结构,所述地脚支撑结构包括多个升降地脚和多个下压地脚,所述升降地脚包括固设于床身的固定底座、设置于固定底座上的地脚螺栓以及地脚螺母,所述固定底座水平设置,且所述固定底座和地面之间预留有间隔,所述地脚螺栓贯穿于固定底座后和地面接触,所述地脚螺栓和固定底座螺纹连接;所述下压地脚包括水平设置的地脚压块,且地脚压块下表面边缘处和固定底座上表面接触,所述下压地脚还包括驱使地脚压块压紧固定底座的下压结构。
18.进一步地,还包括多个侧顶地脚,所述侧顶地脚包括固设于地面的顶块底座和侧顶块以及驱动侧顶块和床身侧壁贴紧的侧顶结构,所述顶块底座和侧顶块贴合;
19.所述侧顶结构包括侧顶螺栓,所述侧顶螺栓贯穿于顶块底座和侧顶块的重合处,所述侧顶螺栓和顶块底座螺纹连接,所述侧顶螺栓和侧顶块转动连接。
20.进一步地,还包括线性导轨结构,所述线性导轨结构包括安装在床身上的钢轨和间隙消除结构,所述钢轨上设置有承载面,所述间隙消除结构和承载面相对设置,所述间隙消除结构包括滚动滑块和调节装置,当钢轨和间隙消除结构之间产生相对运动时,所述调节装置能够保持滚动滑块和钢轨表面贴合。
21.进一步地,所述调节装置包括调整板、第一楔形块、第二楔形块,所述第二楔形块斜面和第一楔形块的斜面接触,所述调整板上设置有用于驱动第一楔形块和第二楔形块产生相对运动的调节组件。
22.进一步地,所述调节组件包括顶杆和拉杆,所述顶杆拧入调整板后和第二楔形块抵接,所述拉杆贯穿调整板后和第二楔形块或第一楔形块连接。
23.进一步地,所述磨削加工装置包括砂轮头架,所述砂轮头架包括转动体和不动体,所述转动体和不动体之间设有第一轴承、第二轴承和夹紧机构,所述转动体包括转轴、轴承套和旋转箱体,所述不动体包括芯轴和基座,所述转动体在电机的驱动下相对于所述不动体转动;
24.所述芯轴与所述基座相对固定,所述基座上设有所述转轴,所述转轴与所述基座之间设有所述第一轴承,所述转轴与所述电机的定子固定连接,所述电机的转子与所述芯轴固定连接,所述芯轴上设有第二轴承,所述第二轴承外设有轴承套,所述轴承套与所述旋转箱体固定连接。
25.进一步地,所述基座包括环向安装部,所述环向安装部具有内侧环向安装面,所述内侧环向安装面与所述转轴外侧之间设有所述第一轴承,所述转轴内侧与所述电机的定子
固定连接;
26.所述转轴靠近所述芯轴端部的一侧设有所述轴承套,所述轴承套与所述电机的定子轴向固定连接。
27.进一步地,所述旋转箱体外设有砂轮头,所述砂轮头加工面的水平位置处于所述第一轴承的水平位置和第二轴承的水平位置之间。
28.进一步地,所述磨削加工装置包括砂轮修整机构,所述砂轮修整机构包括:两个对称设置于砂轮修整底座上的的砂轮修整器;
29.所述砂轮修整器包括修整主轴、修整器支架、金刚石滚轮、主轴轴承和修整器支座;
30.所述修整器支架安装于所述修整器支座上,所述修整器支架的两端均夹持有具有轴承外壳的所述主轴轴承,所述修整主轴通过所述主轴轴承安装于所述修整器支架上,所述金刚石滚轮安装于所述修整主轴上且所述金刚石滚轮处于两个所述主轴轴承之间。
31.进一步地,所述修整器支架包括安装块和设置于所述安装块两端的夹紧块,所述夹紧块与所述安装块之间设有夹持孔,所述主轴轴承设于所述夹持孔中且所述主轴轴承与所述夹持孔形成过盈配合。
32.进一步地,还包括设于所述修整器支座上的导向板,所述导向板具有导向凸起,所述修整器支架顶部设有与所述导向凸起配合的导向槽,所述修整器支座前端安装有挡板,所述挡板与所述修整器支架端部抵接;
33.还包括设于所述导向板之间的第一调整键和第二调整键,所述第一调整键和第二调整键通过螺钉安装于所述修整器支座上,所述修整器支架顶部设有调整键槽,所述第一调整键紧贴于所述调整键槽的一侧,所述第二调整键紧贴于所述调整键槽的另一侧。
34.进一步地,所述激光测量装置包括基座、移动滑座、测头安装座、移动滑座水平驱动机构以及激光测量仪;
35.所述基座上设有所述移动滑座和移动滑座水平驱动机构,所述移动滑座水平驱动机构与所述移动滑座连接并能够驱动所述移动滑座在所述基座上水平移动,所述移动滑座一端安装有所述测头安装座,所述测头安装座上安装有所述激光测量仪。
36.进一步地,所述移动滑座水平驱动机构包括电机、丝杠、丝母、钢轨、楔形镶条以及滚动靴;
37.所述电机固定在所述基座上,所述丝母设置在所述移动滑座上,所述丝杠设置在所述基座上且一端与所述电机连接,所述丝杠与所述丝母连接,所述钢轨连接测头安装座,所述楔形镶条和所述滚动靴设置在基座底部承载面上。
38.本发明公开的一种高速叶尖磨削加工中心,工件主轴驱动装置驱动工件主轴转动,磨削加工装置通过十字滑台运动至工件处,对工件上的每一级转子叶片进行磨削加工,并通过激光检测装置对叶尖处尺寸进行测量,保证加工精度。工件在加工过程中,保持高速转动状态,与实际转子工作工况相适应,使加工完毕的叶片更好的适应实际工况,严格控制叶尖与机匣间隙。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明实施例中结构示意图;
41.图2为本发明实施例中公开的一种用于直线导轨的双层防护结构示意图;
42.图3为本发明实施例中公开的一种用于直线导轨的双层防护结构油路示意图;
43.图4为本发明实施例中公开的托板仰视图;
44.图5为图4中a-a视角的剖视图;
45.图6为图3中b位置的放大示意图;
46.图7为本发明实施例中公开的托板立体仰视图;
47.图8为本发明实施例中公开的一种用于直线导轨的双层防护结构立体示意图;
48.图9为图8中c位置的放大示意图;
49.图10为本发明实施例中公开的一种用于直线导轨的双层防护结构轴测图;
50.图11为本图3中d位置的放大示意图;
51.图12为本发明实施例中公开的一种高精度旋转轴系结构示意图;
52.图13为本发明实施例中公开的一种高精度旋转轴系纵向剖视结构示意图;
53.图14为图13中e部分的放大示意图;
54.图15为图13中f部分的放大示意图;
55.图16为本发明实施例中公开的一种高精度旋转轴系侧视结构示意图;
56.图17为图16中g部分的放大示意图;
57.图18为本发明实施例中公开的一种高精度旋转轴系主视结构示意图;
58.图19为图18中h-h位置的剖视图;
59.图20为图19中i部分的放大示意图;
60.图21为图18中j-j位置的剖视图;
61.图22为图21中k部分的放大示意图;
62.图23为本发明公开的叶尖磨机床用地脚支撑结构和机床连接关系的整体结构示意图;
63.图24为图23中的l部放大图;
64.图25为图23的俯视图;
65.图26为图25中m-m向剖切线的局部示意图;
66.图27为本发明公开的叶尖磨机床用地脚支撑结构中下压地脚的俯视图;
67.图28为图27中n-n线的剖视图;
68.图29为本发明公开的叶尖磨机床用地脚支撑结构中侧顶地脚的俯视图;
69.图30为图29中o-o线的剖视图;
70.图31为本实施例公开的叶尖磨机床用线性导轨结构安装后的整体结构示意图;
71.图32为本实施例公开的叶尖磨机床用线性导轨结构安装后的整体结构剖视图;
72.图33为本实施例公开的叶尖磨机床用线性导轨结构中显示钢轨、机床、定位键之间连接关系的局部示意图;
73.图34为本实施例公开的叶尖磨机床用线性导轨结构中定位键、机床之间连接关系
的局部示意图;
74.图35为本实施例公开的叶尖磨机床用线性导轨结构中显示钢轨、注胶口、冒胶口之间连接关系的局部示意图;
75.图36为本实施例公开的叶尖磨机床用线性导轨结构安装后的剖视图;
76.图37为图36中的p部放大图;
77.图38为本实施例公开的叶尖磨机床用线性导轨结构的整体结构示意图;
78.图39为图38的俯视图;
79.图40为图39中的q-q向剖视图;
80.图41为本实施例公开的叶尖磨机床用线性导轨结构安装后的整体结构剖视图;
81.图42为实施例中公开的叶尖磨机床用线性导轨结构安装后的剖视图;
82.图43为实施例中公开的叶尖磨机床用线性导轨结构安装后的剖视图;
83.图44为本发明实施例中公开的一种砂轮头架结构示意图;
84.图45为本发明实施例中公开的一种砂轮头架中止挡件和限位件结构示意图;
85.图46为本发明砂轮修整机立体结构示意图;
86.图47为本发明轴承外壳和电机端轴承外壳位置示意图;
87.图48为本发明夹紧机构结构示意图;
88.图49为本发明螺钉和销钉位置示意图;
89.图50为本发明导向板位置示意图;
90.图51为本发明前端挡板位置示意图;
91.图52为本发明修整器垫片位置示意图;
92.图53为本发明修整器垫片结构示意图;
93.图54为本发明定位螺钉位置示意图;
94.图55为本发明导向板调整键示意图;
95.图56为本发明拖链支撑块和拖链导向块结构示意图;
96.图57为本发明砂轮修整机结构爆炸图;
97.图58为本发明定位孔和定位槽位置示意图;
98.图59为本发明公开的激光测量装置主视图;
99.图60为本发明公开的激光测量装置后视图;
100.图61为本发明公开的激光测量装置滚动靴和楔形镶条示意图;
101.图62为本发明公开的激光测量装置机械触电开关示意图;
102.图63为本发明公开的激光测量装置机械保护开关示意图;
103.图64为本发明公开的激光测量装置报警位置示意图;
104.图65为本发明公开的高速叶尖磨削中心各轴示意图;
105.图66为本发明公开的高速叶尖磨削中心u/c轴示意图。
106.图中:
107.1、砂轮;2、工件主轴;3、十字滑台;4、工件滑台;5、砂轮头架;6、砂轮修整机构;7、激光检测装置;
108.1-1、刚性伸缩防护罩;1-11、尼龙块;
109.1-2、柔性伸缩防护罩;
110.1-3、润滑油路;1-31、第一导油槽;1-32、第二导油槽;1-33、进油口;1-34、纵向槽;1-35、横向槽;1-36、排气槽;
111.1-4、托板;1-41、侧向抵接部;
112.1-5、导轨;
113.1-6、滑台;1-61、集油槽;1-62、导向台;1-63、集油口;
114.2-1、动力轴;2-11、第一花键外套;2-12、第二花键外套;2-13、轴肩;2-14、定位套;2-15、花键内套;
115.2-2、工件主轴箱;2-21、定位凸台;2-22、定位块;2-23、耐磨块;2-24、定位面;2-25、耐磨环;
116.2-3、主轴座;2-31、承载块;2-32、承载槽;2-33、定位螺栓;2-34、承载凸起;
117.2-4、电机;
118.2-5、电机滑台;2-51、底部承载面;2-52、侧向面;2-53、燕尾压条;2-54、楔形镶条;2-55、齿轮;
119.2-6、电机底座;2-61、手柄;2-62、燕尾导轨;2-63、上顶面;2-64、第一侧面;2-65、第二侧面;2-66、齿条;
120.2-70、紧固螺栓;2-71、碟簧;2-72、防脱垫片;2-73、第一顶丝;2-74、环形凹槽;2-75、第二顶丝;2-76、限位环;2-77、压紧环;
121.3-1、机床;3-11、工艺槽;3-2、升降地脚;3-21、固定底座;3-211、挡圈;3-22、地脚螺栓;3-23、地脚螺母;3-24、地脚底板;3-241、定位孔;3-3、下压地脚;3-31、地脚压块;3-32、下压结构;3-321、螺栓杆;3-322、下压螺栓;3-323、定位螺母;3-324、地脚压块垫片;3-325、下压螺母;3-4、侧顶地脚;3-41、顶块底座;3-411、水平部;3-412、竖直部;3-42、侧顶块;3-421、安装孔;3-422、安装槽;3-43、侧顶结构;3-431、侧顶螺栓;3-433、侧顶螺钉;3-434、侧顶螺杆;3-435、侧顶螺母;3-5、防滑槽;3-6、凹槽;
122.4-2、钢轨;4-21、主钢轨;4-211、顶面承载面;4-212、侧面承载面;4-213、定位半槽;4-214、注胶口;4-215、冒胶口;4-22、副钢轨;4-23、底部承载面;4-3、间隙消除结构;4-31、滚针滑块;4-321、直面;4-322、斜面;4-4、调节装置;4-41、调整板;4-42、第二楔形块;4-43、调节组件;4-431、顶杆;4-432、拉杆;4-44、第一楔形块;4-6、导向结构;4-61、导向条;4-62、导向槽;4-71、螺钉;4-72、圆柱销;4-8、定位键;4-9传动丝杠;
123.5-1、芯轴;5-2、基座;5-21、环形槽;5-22、止挡件;5-3、电机;5-4、转轴;5-41、限位件;5-5、第一轴承;5-6、第二轴承;5-7、轴承套;5-8、旋转箱体;5-9、夹紧机构;5-10、夹紧块;5-11、编码器;5-12、法兰盘;5-13、环向安装部;
124.6-1、直线轴电机;6-2、光栅尺;6-3、修整主轴;6-4、直线轴滑台;6-5、轴承外壳;6-6、电机端轴承外壳;6-7、修整器支架;6-8、安装块;6-9、夹紧块;6-10、导向板;6-11、挡板;6-12、修整器垫片;6-131、第一调整键;6-、132、第二调整键;6-14、金刚石滚轮;6-15、锁紧螺母;6-16、v型圈;6-17、主轴轴承;6-18、骨架油封;6-19、隔圈;6-20、修整器支座;6-21、联轴器;6-22、直线轴电机连接板;6-23、拖链支撑块;6-24、拖链导向块;6-25、螺钉;6-26、销钉;6-27、拖链盒;6-28、外壳定位螺钉;6-29、压盖;6-30、定位孔;6-31、定位槽;6-32、第一定位螺钉;6-33、第二定位螺钉;6-34、砂轮修整底座;
125.7-1、基座;7-2、移动滑座;7-3、测头安装座;7-4、激光测量仪;7-5、电机;7-6、丝
杠;7-9、滚动靴;7-10、基座底部承载面;7-11、机械保护开关;7-12、电子保护开关;7-13、风琴;7-14、温度传感器;7-15、防撞梁;7-16、工件;7-17、激光光束;7-18、机械触点开关;7-19、丝母。
具体实施方式
126.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
127.如图1所示,一种高速叶尖磨削加工中心,包括:
128.床身3-1、工件滑台4、工件主轴2、工件主轴驱动装置、磨削加工装置和激光测量装置7;
129.所述磨削加工装置通过十字滑台3设于所述床身3-1的一侧,所述激光检测装置设于所述床身3-1的另一侧,所述工件主轴驱动装置设于所述床身3-1的一端,所述工件滑台设于所述床身3-1上,所述工件主轴2设于所述工件滑台4上并与所述工件主轴驱动装置传动连接。
130.本发明公开的一种高速叶尖磨削加工中心,工件主轴驱动装置驱动工件主轴转动,磨削加工装置通过十字滑台运动至工件处,对工件上的每一级转子叶片进行磨削加工,并通过激光检测装置对叶尖处尺寸进行测量,保证加工精度。工件在加工过程中,保持高速转动状态,与实际转子工作工况相适应,使加工完毕的叶片更好的适应实际工况,严格控制叶尖与机匣间隙。
131.如图65、图66所示,本发明公开的一种高速叶尖磨削加工中心,x轴表示砂轮进给沿工件径向方向的向前运动。砂轮从原点朝工件前进时,x轴为负向并减少。x轴还将要调整,使其在g54坐标系中显示的数值为工件和砂轮中心线之间的距离。z轴表示双工件主轴和工件所在的工作台平移运动。工作台向右移动,砂轮相对于在工件上的位置朝负向增大。工作台向左移动时,砂轮相对于工件上的位置朝正向增大。z轴还将要调整,使其在g54坐标系中的原点为校准规斜面激光触发线与激光测量系统触发时的位置。b轴表示砂轮头架的回转角度。当b轴顺时针旋转为正向,逆时针旋转为负向。砂轮轴线和工件轴线平行时,去毛刺装置在w+正方向时,b轴为0
°
。w轴表示砂轮横向平移运动,当b轴不等于0
°
时,该轴作为砂轮极限位置上的角度分量补充使用,保证砂轮磨削点和激光测量中心共面。u/c轴表示修整主轴朝向砂轮的竖直进给运动,使机床坐标系显示修整主轴和砂轮中心线之间的距离。绝对坐标系显示修整主轴靠近砂轮的极限位置。u/c轴还将要调整,使机床坐标系显示修整主轴与砂轮中心线之间的距离。当修整主轴接触砂轮时,机床坐标系显示的数值等于滚轮和砂轮的半径之和。y轴表示激光测量系统朝工件方向的向前运动。y轴还将要调整,使机床坐标系中显示光束中心点到工件表面径向位置之间的距离。a轴表示支撑端与工作台参考系之间的相对运动,根据转子的长度,调整a轴位置。a轴还将要调整,使机床坐标系显示动力端基准点与支撑端基准点之间的距离。
132.本发明公开的一种高速叶尖磨削加工中心,对各轴进行调整校对,保证各个组成部件的精度,通过各轴配合,逐级加工叶片,使叶片叶尖完成高精度磨削加工。
133.如图2所示,本发明公开的一种高速叶尖磨削加工中心包括一种用于直线导轨的双层防护结构,包括:刚性伸缩防护罩1-1、柔性伸缩防护罩1-2和润滑油路1-3;如图3所示,虚线表示润滑油路;
134.所述刚性伸缩防护罩1-1和柔性伸缩防护罩1-2均设于导轨1-5的外侧,所述导轨1-5上设有沿所述导轨1-5滑动的托板1-4,所述润滑油路1-3用于向所述托板1-4与导轨1-5之间供油;
135.所述导轨1-5设于滑台1-6上,所述滑台1-6上设有集油槽1-61,所述集油槽1-61一侧设有所述导轨1-5,所述集油槽1-61的另一侧设有导向台1-62,所述导向台1-62用于导向所述柔性伸缩防护罩1-2。
136.本发明公开的一种用于直线导轨的双层防护结构,通过刚性伸缩防护罩和柔性伸缩防护罩,对导轨进行双层防护,避免了大多数的磨屑或灰尘进入到导轨处或丝杠处,同时设置润滑油路,极少量磨屑或灰尘经过双层防护的空隙进入内部,大多数将会进入集油槽,随润滑油离开;润滑油进入托板和导轨之间,润滑油的流动,会带走导轨上的磨屑,避免造成托板和导轨的磨损,润滑油从导轨面流入集油槽后排出,磨屑或灰尘随润滑油离开机床,避免磨削堆积或流动至其他位置对机床部件造成二次污染。
137.如图11所示,刚性伸缩防护罩1-1底部低于滑台1-6,磨屑或灰尘如进入刚性伸缩防护罩内部,则需经过竖向和水平两个方向的间隙,同时,还有内部的柔性伸缩防护罩,更加大了灰尘进入的难度。
138.柔性防护罩内侧为导向台1-62,导向台1-62进一步挡住灰尘,极少量的灰尘即使越过导向台1-62,也会有较大几率进入集油槽1-61,难以污染导轨1-5。
139.刚性伸缩防护罩1-1、柔性伸缩防护罩1-2和导向台1-62,与滑台形成迷宫结构,使灰尘在迷宫结构反复碰撞,难以进入机床内部。
140.如图8、图9所示,所述托板1-4包括侧向抵接部1-41,所述侧向抵接部1-41与所述导轨1-5的侧面承载面4-212抵接,所述侧向抵接部1-41高度小于所述导轨1-5的高度。
141.为了进一步避免有可能出现的灰尘的影响,将侧向抵接部1-41的高度设置为小于导轨1-5的高度,侧向抵接部的上端与托板1-4主体连接,即侧向抵接部的下端与导轨的底部有一定的距离,这个距离内的导轨侧面为缓冲区,防止一旦有灰尘污染导轨,不会直接到达导轨的侧面的工作面,影响导轨的精度,随着托板的运动,润滑油会将缓冲区的灰尘带入集油槽。
142.如图4、图5、图7所示,所述润滑油路1-3包括设于所述托板1-4下的导油槽,所述导油槽包括第一导油槽1-31和第二导油槽1-32,所述第一导油槽1-31的开口朝向所述导轨1-5的顶面,所述第二导油槽1-32的开口朝向所述导轨1-5的侧面,所述托板1-4设有进油口1-33,所述进油口1-33与所述第一导油槽1-31或第二导油槽1-32连通;
143.如图6所示,所述第一导油槽1-31包括沿导轨1-5方向设置的纵向槽1-34和垂直导轨1-5方向设置的横向槽1-35,所述横向槽1-35一端与所述纵向槽1-34连通,另一端设有排气槽1-36,所述排气槽1-36的截面积小于所述横向槽1-35的截面积,所述横向槽1-35与所述托板1-4的侧面连通。
144.润滑油持续进入导油槽,在导油槽中流动,导油槽中的空气从排气槽1-36被排走,润滑油使托板与导轨之间充分润滑,同时带走灰尘,保证导轨的精度。
77设于所述环形凹槽2-74下方,所述耐磨块2-23设有第二顶丝2-75,所述第二顶丝2-75设于所述第一顶丝2-73和所述限位环2-76之间,所述压紧环2-77压紧于所述主轴座2-3上。
168.两个紧固螺栓2-70端部的螺纹与主轴座2-3配合连接,通过碟簧2-71、防脱垫片2-72、定位块2-22和耐磨块2-23将工件主轴箱2-2压紧在主轴座2-3上,同时压紧环2-77的下表面与主轴座2-3的螺纹孔开口处紧密贴合,防止紧固螺栓2-70过度紧固引起工件主轴的径向位置误差。碟簧保证工件主轴箱2-2和主轴座2-3之间保持一定的预紧力,第一顶丝2-73端部伸入环形凹槽2-74内,使防脱垫片2-72轴向移动范围仅为环形凹槽的宽度,在拆卸工件主轴箱2-2时,紧固螺栓2-70处于非紧固状态,防脱垫片2-72防止碟簧脱落,第二顶丝处于限位环2-76上方,当紧固螺栓2-70与主轴座2-3分离后,限位环2-76随紧固螺栓2-70向上运动,运动至第二顶丝2-75处,第二顶丝2-75限制紧固螺栓2-70与耐磨块2-23继续相对运动,保持紧固螺栓2-70与耐磨块2-23处于连接状态。限位环设有开口,在需要更换耐磨块2-23时,转动紧固螺栓2-70,第二顶丝可穿过所述限位环的开口,使紧固螺栓2-70与耐磨块2-23分开。第一顶丝与第二顶丝,使工件主轴箱2-2在拆卸时,紧固螺栓2-70、碟簧2-71、防脱垫片2-72、定位块2-22、耐磨块2-23始终保持连接,且与工件主轴箱2-2保持连接,当工件主轴箱再次安装至主轴座2-3时,各个部件与主轴座2-3的相对位置和配合连接均保持不变,最大程度避免了由紧固连接而引起的定位误差,保证连接精度。
169.结合图23和图24,一种高速叶尖磨削中心用地脚支撑结构,包括多个升降地脚3-2和多个下压地脚3-3以及多个侧顶地脚3-4,其中升降地脚3-2的数量和下压地脚3-3的数量相等,且升降地脚3-2和下压地脚3-3相互配合,多个升降地脚3-2沿床身3-1底座的周向方向均匀分布。
170.结合图24和图25,升降地脚3-2包括固定底座3-21、地脚螺栓3-22、地脚螺母3-23和地脚底板3-24。
171.结合图24和图26,床身3-1的底座上开设有工艺槽3-11,固定底座3-21水平设置于工艺槽3-11的内部,固定底座3-21和床身3-1的底座一体成型设置,固定底座3-21和地面之间预留有间隔,地脚底板3-24水平设置于该间隔的内部,且地脚底板3-24和地面贴合。
172.结合图24和图26,固定底座3-21于其中心处开设有螺纹孔,地脚底板3-24上开设有定位孔3-241,定位孔3-241中心和螺纹孔中心处于一条直线上,地脚螺栓3-22的下端贯穿于螺纹孔后插接于定位孔3-241内部,地脚螺栓3-22和固定底座3-21螺纹连接;定位孔3-241的内径从上至下逐渐减小,地脚螺栓3-22的下端设置有锥面,锥面的坡度和定位孔3-241内壁的坡度相等,此时地脚螺栓3-22和地脚底板3-24为斜面支撑,更容易定心,在调整过程中,地脚底板3-24不容易移位,支撑也更稳定。
173.结合图24和图26,固定底座3-21的上表面固设有挡圈3-211,挡圈3-211设置为环形,环形中心和螺纹孔中心重合,地脚螺母3-23设置于挡圈3-211的内部,地脚螺母3-23和地脚螺栓3-22螺纹连接,由于地脚螺栓3-22和固定底座3-21之间是螺纹连接,通过旋转地脚螺栓3-22,使固定底座3-21上升或下降。确定好位置后,用地脚螺母3-23进行锁紧。
174.结合图24和图27,下压地脚3-3包括水平设置的地脚压块3-31,地脚压块3-31为矩形块状,地脚压块3-31位于工艺槽3-11的外部,地脚压块3-31部分延伸至工艺槽3-11的内部,且地脚压块3-31下表面边缘处和固定底座3-21上表面接触。
175.结合图24和图28,下压地脚3-3还包括驱使地脚压块3-31压紧固定底座3-21的下
压结构3-32,该下压结构3-32包括螺栓杆3-321、下压螺栓3-322、定位螺母3-323、地脚压块3-31垫片和下压螺母3-325。
176.结合图24和图28,螺栓杆3-321采用高强度螺栓制成,地脚压块3-31的中心处开设有供螺栓杆3-321贯穿的通孔,螺栓杆3-321一端和地面固定连接、另一端贯穿于地脚压块3-31后和定位螺母3-323螺纹连接。
177.结合图24和图28,下压螺栓3-322和固定底座3-21以螺栓杆3-321为中心对称设置,地脚压块3-31远离固定底座3-21的一端开设有供下压螺栓3-322穿过的螺纹孔,下压螺栓3-322的一端和地脚压块3-31垫片固定连接、另一端插接于地脚压块3-31的螺纹孔内并和地脚压块3-31螺纹连接。
178.结合图24和图28,下压螺母3-325设置于地脚压块3-31的下表面,下压螺母3-325和下压螺栓3-322螺纹连接。下压螺栓3-322压在地脚压块3-31垫片上,地脚压块3-31压紧固定底座3-21,通过下压螺母3-325和定位螺母3-323调整压紧量,最后锁紧下压螺母3-325和定位螺母3-323。
179.结合图29和图30,侧顶地脚3-4设置于床身3-1的易扭曲处,本技术对侧顶地脚3-4的安装位置不做限定。每个侧顶地脚3-4均包括固设于地面的顶块底座3-41、侧顶块3-42、以及驱动侧顶块3-42和床身3-1侧壁贴紧的侧顶结构3-43。
180.结合图29和图30,顶块底座3-41包括水平部3-411和竖直部3-412,水平部3-411和竖直部3-412构成的整体成l型,其中水平部3-411和地面平行且间隔设置,竖直部3-412和侧顶块3-42平行,且竖直部3-412和侧顶块3-42贴合。
181.结合图29和图30,侧顶结构3-43包括侧顶螺栓3-431、侧顶螺钉3-433、侧顶螺杆3-434以及侧顶螺母3-435。
182.结合图29和图30,侧顶螺杆3-434为高强度螺栓,顶块底座3-41的水平部3-411开设有供侧顶螺杆3-434穿过的螺纹孔,侧顶螺杆3-434贯穿于螺纹孔后和地面固定连接,侧顶螺母3-435设置于顶块底座3-41水平部3-411的上方,且侧顶螺母3-435和侧顶螺杆3-434螺纹连接。
183.结合图29和图30,侧顶螺栓3-431轴线和侧顶螺杆3-434轴线垂直,顶块底座3-41竖直部3-412开设有供侧顶螺栓3-431穿过的螺纹孔,侧顶块3-42上开设有安装孔3-421,安装孔3-421和顶块底座3-41竖直部3-412上的螺纹孔对准,靠近床身3-1一侧安装孔3-421沿其径向方向延伸有安装槽3-422,安装槽3-422孔径大于大于安装孔3-421的孔径;侧顶螺栓3-431的端部设置有尖端,该尖端插接于安装孔3-421的内部。
184.结合图29和图30,侧顶螺钉3-433安装于安装孔3-421的内部,且侧顶螺钉3-433和侧顶块3-42转动连接,侧顶螺钉3-433的端面和安装槽3-422底壁之间预留有间隙,由于该侧顶螺钉3-433和侧顶螺栓3-431均为水平设置,由于该间隙的设置,在侧顶螺钉3-433的端面未和安装孔3-421底壁接触时,侧顶螺栓3-431就拧不动,既能保证侧顶块3-42不脱离,同时不影响侧顶螺栓3-431的旋转。
185.结合图29和图30,侧顶螺钉3-433的尖端插接于侧顶螺栓3-431的内部且和侧顶螺栓3-431固定连接。顶块底座3-41和侧顶螺栓3-431是螺纹连接,侧顶块3-42通过侧顶螺钉3-433固定在侧顶螺栓3-431前端,通过旋转侧顶螺栓3-431,使床身3-1底座左右平移。
186.结合图29和图30,侧顶块3-42、顶块底座3-41竖直部3-412、地脚底板3-24上均开
设有防滑槽3-5,能够增大侧顶块3-42、顶块底座3-41、地脚底板3-24的抓地力,提高稳定性。
187.结合图29和图30,地脚底板3-24下表面的中心处、侧顶块3-42和床身3-1接触面的中心处均开设有凹槽3-6,凹槽3-6的设置能够将作用力均匀分散至地脚底板3-24和侧顶块3-42的非中心处,无需要求地脚底板3-24表面和侧顶块3-42表面的加工精度即可增大作用面积,进而增大摩擦效果。
188.本技术实施例的实施原理:通过升降地脚3-2、侧顶地脚3-4、下压地脚3-3三部分的分体调整,分别实现对床身3-1水平度、直线度、扭曲度的调整,进而保证整个机床1的精准度。
189.一种使用地脚支撑结构对叶尖磨机床进行调整的方法,主要包括如下步骤:
190.s1:将固定底座3-21和地脚螺栓3-22连接,根据工厂厂房布局规划机床的安装位置,并将地脚底板3-24摆放到地面上,随后将机床调运至安装位置处,固定底座3-21随机床整体落下,地脚螺栓3-22压在地脚底板3-24上,通过定位孔3-241内壁的坡度和地脚螺栓3-22锥面的相互配合下自动校正地脚底板3-24的位置;
191.s2:在每个升降地脚3-2位置均布置下压地脚3-3,根据升降地脚3-2和下压地脚3-3的相对位置,在水泥地面上钻孔,钻孔的直径大于下压结构3-32中螺栓杆3-321直径,并在钻孔内浇筑环氧植筋胶,随后将螺栓杆3-321的下端插入钻孔内部,待环氧植筋胶凝固后,安装下压地脚3-3的其他零件;
192.s4:在机床底座上摆放平尺,检测机床底座导轨的水平精度和扭曲精度,根据扭曲变形位置布置侧顶地脚3-4,保证侧顶块3-42可以顶到机床底座侧面即可;在水泥地面上钻孔,该钻孔的直径大于侧顶螺杆3-434直径,并在钻孔内浇筑环氧植筋胶,将侧顶螺杆3-434的下端插入钻孔内部,等待环氧植筋胶凝固;
193.通过调整升降地脚3-2和下压地脚3-3,如果机床底座上导轨局部位置低,需要升起地脚,如果导轨局部位置高,需要下降地脚,如果无法靠重力下降,通过下压地脚3-3把布局压下,确保导轨的水平精度;
194.通过侧顶地脚3-4,保证导轨侧向的扭曲度,当导轨侧向直线度不满足要求时,侧顶地脚3-4顶到弧面的高点。如果导轨很长,呈现s型,需要布置多个侧顶地脚3-4,实现顶到多个弧面的高点,确保导轨侧向的直线精度;水平和扭曲精度都调整完成以后,锁紧升降地脚3-2的地脚螺母3-23和下压地脚3-3的定位螺母3-323以及下压地脚3-3的下压螺母3-325,保证导轨不会变形。
195.本技术实施例的实施原理:采用分体地脚调整机构,在和床身3-1连接的升降地脚3-2位置不用埋入地下并固定,相对于之前预埋地脚螺栓3-22,免除了底座地脚孔和地脚螺栓3-22对正的步骤,对于大型设备大大降低床身3-1落地难度。在床身3-1落地后,再进行侧顶地脚3-4和下压地脚3-3的钻孔和浇筑,位置更灵活。相比之前每个地脚要挖大型的方形深坑,每个深坑要比地脚垫铁更大,放入地脚螺栓3-22后,还要浇筑大量水泥,工程量非常大,周期非常长。
196.采用浇筑环氧植筋胶的方式,钻孔直径略大约高强度螺栓直径,工程量小,周期短。由于侧顶地脚3-4和下压地脚3-3的位置更灵活,可以针对底座的变形位置进行加装。
197.参照图31,一种高速叶尖磨削中心用线性导轨结构,安装在机床的滑台1-6上,包
括导轨,本实施例中,导轨采用钢轨4-2,钢轨4-2为水平设置。钢轨4-2上设置有多个螺钉4-71和多个定位销,多个螺钉4-71均分为两排,两排螺钉4-71沿钢轨4-2的宽度方向并排设置,实现对钢轨4-2的固定;定位销由选为圆柱销4-72,由于钢轨4-2加工后会出现s型或c型扭曲,将多个圆柱销4-72分别固设于钢轨4-2的弯折处和钢轨4-2长度方向的两端,此时多个圆柱销4-72构成双向分布式,可以抵抗钢轨4-2加工后的应力变形。
198.参照图31,钢轨4-2上设置有承载面和基准面,钢轨4-2的承载面上设置有贴塑层(贴塑层图中未示出),贴塑层由聚四氟乙烯材料制成,贴塑层和钢轨4-2的承载面粘结固定在一起,通过设置贴塑层能够降低钢轨4-2的摩擦系数,进而提高钢轨4-2的导向精度,延长使用寿命。
199.结合图31和图32,钢轨4-2为双轨,其中一个钢轨4-2为主钢轨4-21、另一个为副钢轨4-22,主钢轨4-21的承载面为两个,分别为顶面承载面4-211和侧面承载面4-212,此时主钢轨4-21的侧面承载面4-212即钢轨4-2的基准面,当传动丝杠位于主钢轨4-21和副钢轨4-22间距的中心处时,侧面承载面4-212的主要承受侧向力,该侧向力主要来源于叶尖磨机床整机的加工角度和侧向振动受力;副钢轨4-22的顶面为主要承载面。
200.结合图31和图32,在顶面承载面4-211和侧面承载面4-212以及基准面相对的一侧分别设置有两组间隙消除结构4-3,两组间隙消除结构4-3分别位于钢轨4-2的长度方向的两端,且顶面承载面4-211相对一侧的间隙消除结构4-3设计在靠近主钢轨4-21和副钢轨4-22跨距中心的位置,在满足两个钢轨4-2跨距的前提下,充分靠近中心,减小倾覆力臂。
201.结合图33和图34,在主钢轨4-21和机床的接触面上设置有定位键4-8,定位键4-8的两端设置有螺钉4-71,定位键4-8通过螺钉4-71固定在机床上,使得定位键4-8位置不易偏移。定位键4-8为多个,多个定位键4-8沿主钢轨4-21的长度方向等间距分布。主钢轨4-21和机床上分别开设有定位半槽4-213,两个定位半槽4-213的规格相等共同构成能够容纳定位键4-8的矩形定位槽,两个定位半槽4-213内周壁均和定位键4-8外周面之间预留有间隙,该间隙为2
±
0.5mm。
202.结合图33和图35,主钢轨4-21上开设有注胶口4-214和冒胶口4-215,注胶口4-214和冒胶口4-215分别设置于主钢轨4-21上定位半槽213长度方向的两侧,且注胶口4-214和冒胶口4-215均和定位半槽4-213连通,从注胶口4-214注入高精度定位胶,高精度定位胶通过注胶口4-214进入定位槽内部,并添补定位半槽4-213内周壁和定位键4-8外周面之间的间隙,高精度定位胶充满该间隙后通过冒胶口4-215溢出,通过高精度定位胶填补间隙使定位键4-8更好的承受径向力。
203.结合图36和图37,每组间隙消除结构4-3均包括滚动滑块和调节装置4,滚动滑块优选为滚针滑块4-31,当钢轨4-2和间隙消除结构4-3之间产生相对运动时,调节装置4-4能够保持滚针滑块4-31和钢轨4-2表面贴合。
204.结合图38和图39,调节装置4-4包括调整板4-41、第一楔形块4-44和第二楔形块4-42以及调节组件4-43,第一楔形块4-44的一个直面4-321和滚针滑块4-31贴紧且第一楔形块4-44和滚针滑块4-31固定连接。调整板4-41的板面覆盖滚动滑块端面和第一楔形块4-44端面以及第二楔形块4-42端面,且调整板4-41和第一楔形块4-44之间通过螺栓固定连接。第二楔形块4-42的斜面4-322和第一楔形块4-44的斜面4-322接触,且第二楔形块4-42和第一楔形块4-44能够相对运动。在实际工况下,钢轨4-2的上方设置有托板1-4,托板为水平设
置,且托板1-4和钢轨4-2滑动连接,安装时,第二楔形块4-42和位于钢轨4-2上方的托板1-4固定连接,此时
205.结合图38和图39,调节组件4-43包括顶杆4-431和拉杆4-432,顶杆4-431为螺杆,拉杆4-432为螺纹杆,调整板4-41上开设有供顶杆4-431贯穿的螺纹孔,且顶杆4-431通过对应的螺纹孔和调整板4-41螺纹连接,顶杆4-431的端部贯穿于调整板4-41后和第二楔形块4-42的端面抵接接触,旋拧顶杆4-431,由于顶杆4-431和调整板4-41螺纹连接,顶杆4-431的端部推动第二楔形块4-42向远离调整板4-41的一侧运动,此时在第一楔形块4-44斜面4-322和第二楔形块4-42斜面4-322的作用下,使得滚针滑块4-31和钢轨4-2之间距离的调节。
206.结合图38和图39,调整板4-41上还开设有供拉杆4-432穿过的通孔,第二楔形块4-42上开设有螺纹孔,该螺纹孔中心和通孔中心处于一条直线上,拉杆4-432的端部贯穿于调整板4-41后和第二楔形块4-42螺纹连接,转动拉杆4-432,由于拉杆4-432和第二楔形块4-42螺纹连接,拉杆4-432能够拉动第二楔形块4-42向靠近调整板4-41的一侧移动,此时实现滚针滑块4-31和钢轨4-2表面保持贴合。调节装置4-4和第一楔形块4-44配合,使得滚针滑块4-31的滚针面完美预压钢轨4-2表面,此时钢轨4-2和滚针滑块4-31之间不留间隙。
207.结合图39和图40,第一楔形块4-44和第二楔形块4-42之间设置有导向结构4-6,导向结构4-6包括固设有导向条4-61,导向条4-61固设于第二楔形块4-42的斜面4-322上,导向条4-61和第二楔形块4-42一体成型设置,第一楔形块4-44上对应开设有供导向条4-61插入的导向槽4-62,导向块和导向槽4-62滑动连接,能够实现第一楔形块4-44和第二楔形块4-42之间的滑动导向,保持第一楔形块4-44斜面4-322和第二楔形块4-42斜面4-322的贴合。
208.实施原理为:通过将双钢轨4-2安装在滑台1-6上,托板1-4在钢轨4-2上滑动。双钢轨4-2分为主钢轨4-21和副钢轨4-22,副钢轨4-22只有顶面承载,主钢轨4-21有顶面和侧面承载,在承载的对侧布置滚动滑块和第一楔形镶条以及第二楔形镶条。滚动滑块为滚针滑块4-31,接触面积更大,刚性更好,配合第一楔形镶条以及第二楔形镶条,使滚针滑块4-31的滚针完美预压钢轨4-2表面。通过钢轨4-2和滚动滑块和第一楔形镶条以及第二楔形镶条组合使用,滚动滑块采用滚针结构,滚针可以完全预压钢轨4-2,不留间隙。所以整体刚性会加强,直线性精度也会更高。
209.下面还提供另一种线性导轨结构,区别在于,结合图41和图42,钢轨4-2为单轨,传动丝杠位于钢轨4-2的正上方,且传动丝杠轴线和钢轨轴线重合,此时钢轨4-2的承载面为底部承载面4-23,钢轨4-2的左右两侧一侧为基准面、另一侧为调整面,此时底部承载面4-23相对的一侧、基准面相对的一侧以及调整面相对的一侧均设置有两组间隙消除结构4-3,两组间隙消除结构4-3分别位于钢轨4-2的长度方向的两端。
210.结合图41和图42,位于底部承载面4-23相对一侧的两组间隙消除结构4-3和位于调整面一侧的两组间隙消除结构4-3均和实施例1中的间隙消除结构4-3结构相同、连接关系相同、效果及作用相同,在此不再赘述。
211.结合图41和图42,位于基准面相对的一侧的两组间隙消除结构4-3仅包括滚动滑块,滚动滑块为滚针滑块4-31,滚针滑块4-31的滚针面和钢轨4-2表面贴合。
212.实施原理为:由于单个钢轨4-2的承载面在底部,钢轨4-2承载面的对侧要布置滚针滑块4-31和第一楔形镶条。钢轨4-2的左右两侧没有承载面,所以钢轨4-2的左右两侧都
要布置滚针滑块4-31,考虑到单个钢轨4-2的一侧为基准面、另一侧为调整面,在基准面侧没有楔形镶条,另一侧布置楔形镶条,通过这样的设计保证钢轨4-2的精度稳定性,钢轨4-2两端均布置滚针滑块4-31和楔形镶条,保证这个直线轴系统的平稳性。
213.下面还提供第三种线性导轨结构,区别在于,参照图43,传动丝杠和钢轨4-2并排设置,此时多个间隙消除结构4-3均分为两组,两组间隙消除结构4-3分别设置于钢轨4-2的左右两侧,通过间隙消除结构4-3能够调节钢轨4-2向靠近或远离传动丝杠的一侧运动。
214.实施原理为:由于传动丝杠和钢轨4-2并排设置,此时钢轨4-2仅具有导向的性能,通过在钢轨4-2的左右两侧设置间隙消除结构4-3,便于调整钢轨4-2向靠近或远离传动丝杠的一侧运动,通过这样的设计保证钢轨4-2的精度稳定性,钢轨4-2两端均布置滚针滑块4-31和楔形镶条,保证这个直线轴系统的平稳性。
215.如图44所示,本发明公开的一种高速叶尖磨削中心还包括一种砂轮头架,包括:转动体和不动体,所述转动体和不动体之间设有第一轴承5-5、第二轴承5-6和夹紧机构5-9,所述转动体包括转轴5-4、轴承套5-7和旋转箱体5-8,所述不动体包括芯轴5-1和基座5-2,所述转动体在电机5-3的驱动下相对于所述不动体转动;
216.所述芯轴5-1与所述基座5-2相对固定,所述基座5-2上设有所述转轴5-4,所述转轴5-4与所述基座5-2之间设有所述第一轴承5-5,所述转轴5-4与所述电机5-3的定子固定连接,所述电机5-3的转子与所述芯轴1固定连接,所述芯轴5-1上设有第二轴承5-6,所述第二轴承5-6外设有轴承套5-7,所述轴承套5-7与所述旋转箱体5-8固定连接。
217.本发明公开的一种砂轮头架,芯轴固定不动,设于芯轴外的转轴、轴承套和旋转箱体相对于芯轴转动,转动体通过轴承与芯轴和基座转动连接,通过芯轴和基座保证转动刚性,解决了转动体仅与动力输出轴连接,刚性不足的问题。同时,转动体设于电机外,减小了砂轮头架的体积,占用空间小,便于布设。
218.在航空发动机转子叶尖磨削加工过程中,对于工件的加工精度要求非常高,机床上任何一处的精度稍有不足,都会直接影响到工件的加工质量。砂轮头架作为砂轮头的安装结构,对于加工的影响更是非常重大。传统砂轮头架为内旋转式,旋转的架体必然要与内部的旋转轴连接,这让砂轮头架的体积难以控制,而且整体刚性受到端部连接的结构制约,难以提升。
219.本实施例中,采用外旋转结构,内部芯轴不动,箱体直接设于芯轴外侧,砂轮头设于箱体上,同时设置第一轴承和第二轴承,两个轴承保证了砂轮头架本身的旋转刚性和砂轮头的加工刚性,保证加工精度。
220.所述芯轴5-1外设有夹紧块5-10,所述夹紧块5-10与所述轴承套5-7之间设有所述夹紧机构5-9,所述夹紧机构5-9为双气动夹钳。双气动夹钳结构,采用小规格启动夹钳,占用空间小,同时满足制动要求。
221.所述基座5-2包括环向安装部5-13,所述环向安装部5-13具有内侧环向安装面,所述内侧环向安装面与所述转轴5-4外侧之间设有所述第一轴承5-5,所述转轴5-4内侧与所述电机5-3的定子固定连接;
222.所述转轴5-4靠近所述芯轴5-1端部的一侧设有所述轴承套5-7,所述轴承套5-7与所述电机5-3的定子轴向固定连接。
223.转动体与芯轴和基座转动连接,芯轴和基座的支撑,提高转动体的转动刚性,避免
芯轴单独受力的情况下,刚性不足。环向安装部5-13的安装面与转轴5-4的外周之间设置第一轴承5-5,在径向方向上稳固支撑第一轴承5-5,环向安装部5-13与芯轴之间,形成转动件的转动空间,同时在径向向内和向外两个方向均进行限制和支撑,最大程度保证转动刚性。
224.所述旋转箱体5-8外设有砂轮头,所述砂轮头加工面的水平位置处于所述第一轴承5-5的水平位置和第二轴承5-6的水平位置之间。
225.砂轮头加工面的位置为加工时的受力位置,砂轮头与工件接触,产生的力作用在第一轴承和第二轴承之间,分担给了芯轴和基座,避免全部的加工力矩由芯轴承受,使砂轮头架具有更高的刚性,同时加工产生的力作用在第一轴承和第二轴承之间,相对于第一轴承和第二轴承,作用力的力臂也减小至最小值,减少了力矩,进一步提高了刚性。
226.所述芯轴5-1的端部设有编码器5-11,所述轴承套5-7靠近所述芯轴5-1端部的一侧固定有法兰盘5-12,所述编码器5-11的外壳与所述法兰盘5-12固定连接。编码器的外壳以及连线,随转动体转动。
227.如图45所示,所述基座5-2设有环形槽5-21,所述环形槽5-21内设有止挡件5-22,所述转轴5-4设有限位件5-41,所述限位件5-41伸入所述环形槽内且随所述转轴5-4转动,限位件5-41使转轴的转动角度在
±
180
°
之间,止挡件和限位件可以有效的避免砂轮头过度旋转,当数控失效时,可以通过机械结构阻止砂轮头继续转动。
228.本实施例提供了一种砂轮修整机构,具体为一种双直线轴和双修整主轴对称式砂轮修整机构,如图46-58,包括:两个对称设置于砂轮修整底座6-34上的的砂轮修整器;
229.所述砂轮修整器包括修整主轴6-3、修整器支架6-7、金刚石滚轮6-14、主轴轴承6-17和修整器支座6-20;
230.所述修整器支架6-7安装于所述修整器支座6-20上,所述修整器支架6-7的两端均夹持有具有轴承外壳的所述主轴轴承6-17,所述修整主轴6-3通过所述主轴轴承6-17安装于所述修整器支架6-7上,所述金刚石滚轮6-14安装于所述修整主轴6-3上且所述金刚石滚轮6-14处于两个所述主轴轴承6-17之间。
231.在具体实施例中,所述修整器支架6-7包括安装块6-8和设置于所述安装块6-8两端的夹紧块6-9,所述夹紧块6-9与所述安装块6-8之间设有夹持孔,所述主轴轴承6-17设于所述夹持孔中且所述主轴轴承6-17与所述夹持孔形成过盈配合,实现高精密金刚石滚轮的高精度修整。夹紧块6-9与所述安装块6-8构成的夹紧结构,与轴承外壳形成过盈配合,对轴承外壳施加适当的夹紧力,同时避免由于轴承外壳形变产生对轴承精度的影响。
232.在具体实施例中,还包括直线轴电机6-1、光栅尺6-2、直线轴滑台6-4、隔圈6-19和锁紧螺母6-15;
233.所述直线轴电机6-1设于所述砂轮修整底座6-34上,所述直线轴电机6-1驱动所述直线轴滑台6-4沿所述砂轮修整底座6-34上的导轨上下运动,所述光栅尺6-2设于所述直线轴滑台6-4一侧,所述金刚石滚轮6-14通过所述锁紧螺母6-15安装于所述修整主轴6-3上,所述金刚石滚轮6-14与所述锁紧螺母6-15之间设有所述隔圈6-19,隔圈6-19可以安装不同型号的金刚石滚轮,适应不同滚轮的厚度。
234.还包括联轴器6-21和直线轴电机连接板6-22,直线轴电机6-1通过联轴器21和直线轴电机连接板6-22驱动金刚石滚轮6-14转动。
235.在具体实施例中,还包括设于所述修整器支座6-20上的导向板6-10,所述导向板
6-10具有导向凸起,所述修整器支架6-7顶部设有与所述导向凸起配合的导向槽,所述修整器支座6-20前端安装有挡板6-11,所述挡板6-11与所述修整器支架6-7端部抵接。当金刚石滚轮6-14要更换时,松开上端固定的螺丝,拆除挡板6-11,即可将修整器支架6-7抽出。
236.在具体实施例中,还包括修整器垫片6-12,所述修整器垫片6-12设于所述修整器支座6-20和砂轮修整底座6-34之间,通过设置不同厚度的修整器垫片6-12来调整修整器支架6-7的水平和竖直方向的位置。修整器垫片6-12的上端设有扣环,便于取出。
237.在具体实施例中,还包括设于所述导向板6-10之间的第一调整键6-131和第二调整键6-132,所述第一调整键6-131和第二调整键6-132通过螺钉6-25安装于所述修整器支座6-20上,所述修整器支架6-7顶部设有调整键槽,所述第一调整键6-131紧贴于所述调整键槽的一侧,所述第二调整键6-132紧贴于所述调整键槽的另一侧。通过调整第一调整键6-131和第二调整键6-132的左右距离,保证修整主轴6-3的中心线与砂轮中心平行,保证第一调整键6-131和第二调整键6-132与修整器支架6-7的键槽配合。在第一次安装第一调整键6-131和第二调整键6-132时确定好调整键的位置,通过第一调整键6-131和第二调整键6-132对修整器支架6-7进行定位,当修整器支架6-7进行拆卸更换时,可通过第一调整键6-131和第二调整键6-132保证修整器支架6-7的位置精度。
238.在具体实施例中,还包括拖链支撑块6-23和拖链导向块6-24,所述拖链支撑块6-23和拖链导向块6-24设置在所述砂轮修整底座6-34上,所述拖链导向块6-24具有导向斜面,拖链支撑块6-23和拖链导向块6-24能够将拖链从拖链盒6-27中引出并随着砂轮修整器转动,由于拖链较长,砂轮修整器转动时拖链在重力作用下会有一定的弯曲,设置拖链支撑块6-23和拖链导向块可以使拖链沿着拖链导向块由拖链支撑块6-23撑起。
239.在具体实施例中,所述主轴轴承6-17的外壳与所述修整主轴6-3之间设有v型圈6-16,用于隔档灰尘。v型圈6-16的接触式密封的密封效果更好,旋转时,v型圈6-16在离心力作用下发生一定形变,能够减少摩擦。
240.在具体实施例中,所述修整器支架6-7设有定位孔6-30,所述主轴轴承的外壳设有定位槽6-31,定位孔6-30中设有第一定位螺钉6-32和第二定位螺钉6-33,所述第一定位螺钉6-32顶住所述第二定位螺钉6-33,所述第二定位螺钉6-33的端部伸入所述定位槽6-31中。第一定位螺钉6-32和第二定位螺钉6-33用于修整器支架6-7在两端夹紧前的轴向定位,防止修整器支架6-7轴向移动。
241.在具体实施例中,还包括轴承外壳6-5和电机端轴承外壳6-6,所述轴承外壳6-5用于保护所述修整主轴6-3,所述电机端轴承外壳6-6用于保护所述主轴轴承6-17。通过外壳定位螺钉6-28插入轴承外壳6-5和电机端轴承外壳6-6的轴向位置,再用紧定螺钉锁紧定位螺钉,实现修整主轴6-3的定位。
242.在具体实施例中,还包括骨架油封6-18,所述骨架油封6-18设置在所述主轴轴承两侧。当砂轮修整器高速运行时,金刚石滚轮6-14会产生大量的粉尘,并甩出机油,v型圈6-16和骨架油封6-18能够起到双层防护的作用。
243.在具体实施例中,还包括压盖6-29,压盖6-29用于进一步固定直线轴电机6-1。
244.本实施例提供了一种激光测量装置,如图59-63,包括基座7-1、移动滑座7-2、测头安装座7-3、移动滑座水平驱动机构以及激光测量仪7-4;
245.所述基座7-1上设有所述移动滑座7-2和移动滑座水平驱动机构,所述移动滑座水
平驱动机构与所述移动滑座7-2连接并能够驱动所述移动滑座7-2在所述基座7-1上水平移动,所述移动滑座7-2一端安装有所述测头安装座7-3,所述测头安装座7-3上安装有所述激光测量仪7-4。
246.本激光测量系统采用切边遮挡激光面积的方式进行检测,用于工件半径的实时测量。
247.在具体实施例中,所述移动滑座水平驱动机构包括电机7-5、丝杠7-6、丝母7-19、钢轨4-2、楔形镶条2-54以及滚动靴7-9;
248.所述电机7-5固定在所述基座7-1上,所述丝母7-19设置在所述移动滑座上7-2,所述丝杠7-6设置在所述基座7-1上且一端与所述电机连接7-5,所述丝杠7-6与所述丝母7-19连接,所述钢轨4-2连接测头安装座7-3,所述楔形镶条和所述滚动靴7-9设置在基座底部承载面7-10上。具体的,通过电机7-5、皮带和带轮的丝杠7-6驱动激光测量仪7-4前后平移。由于承载面在底部,所有对侧要布置滚动靴7-9和楔形镶条2-54。左右两端没有承载面,所以两侧都要布置滚动靴7-9,考虑到一侧基准,另一侧调整,所以基准侧没有楔形镶条,另一侧布置楔形镶条。所述丝杠7-6的限位块设置在丝杠7-6上,当丝母7-19超过行程后,撞击限位块,结构简单,在更换丝母时维修方便。
249.为了保证激光测距仪7-4的精度稳定性,钢轨4-2与移动滑座7-2固定连接,钢轨4-2两端均布置滚动靴7-9和楔形镶条2-54,放移动滑座7-2滑出后,由于重力作用会有微小的形变,导致激光测距仪7-4测量不精准,增加钢轨保证激光测距仪7-4所在的移动滑座7-2具备更好的钢性强度,减小由于移动滑台由于重力作用引发的形变,从而保证测量的精度。
250.在具体实施例中,还包括机械保护开关7-11,所述机械保护开关7-11设置在移动滑座7-2上,所述机械保护开关7-11与工件加工轴的中心距离,与工件7-16外径值相比,其差值小于第一设定值时与安装在工作台上的防撞梁7-15接触。当激光测量仪7-4未准确采集到的数据时,机械保护开关7-11和防撞梁7-15碰撞,触发开关,系统接受信号,激光测量仪7-4停止移动,用于保护激光测量仪4和工件7-16。防撞梁7-15的形状根据转子半径来设计,防撞梁7-15相对于转子中心的距离比转子半径大固定值。防撞梁7-15接触并触发机械触点开关7-18上,系统接收到开光量信号,保证防撞梁7-15已正确安装。只有正确安装防撞梁7-15,系统才允许进行加工操作。
251.在具体实施例中,还包括电子保护开关7-12,所述电子保护开关7-12设置在测头安装座上7-3并位于激光测量仪7-4的光路的中间位置,所述电子保护开关7-12与工件加工轴的中心距离,与工件7-16外径值相比,其差值小于第二设定值时与工件7-16接触。当激光测量仪7-4未准确采集到数据时,电子保护开关7-12与转子相撞,触发开关,系统接收信号,激使光测量仪7-4停止移动,用于保护激光测量仪7-4和工件7-16。采用双重保护的方式,保护激光测量仪7-4和工件7-16。
252.具体的,第二设定值大于第一设定值。例如,首先先判断机械保护开关是否与防撞梁接触,其中机械保护开关与工件加工轴的中心距离小于工件的第一设定值3mm时与安装在工作台上的防撞梁接触;若不接触,工件继续移动,进行判断电子保护开关是否与工件接触,电子保护开关与工件加工轴的中心距离小于工件的第二设定值5mm时与工件接触。
253.本技术设置双重保护机制:防撞梁是根据每个工件和每个加工位置设计专用工装。当激光光束与工件接触并触发时,电子保护开关触发距离工件外径5mm,机械保护开关
距离防撞梁1mm,机械保护开关的触发行程最大是3mm。机械保护开关触发距离工件外径4mm。防撞梁先触发机械保护开关,如果系统未接收到信号,激光测量系统再进给1mm后触发电子保护开关,实现双重保护。
254.在具体实施例中,还包括温度传感器7-14,所述温度传感器7-14设置在测头安装座7-3上。通过温度传感器7-14,实时监控加工区域温度,减少温度对加工的影响,保证加工精度。当加工区域温度超过标定值,温度传感器7-14给系统反馈信号,系统控制加工停止加工,因为温度超差,会影响工件加工精度。
255.还包括通过风琴和内部刮削板保护内部免受粉尘侵入。
256.一种使用所述的激光测量装置的激光测量方法,包括以下步骤:
257.步骤1、将工件安装在工件主轴上,通过数控系统控制工件主轴及砂轮加工系统工作,并由数控系统控制移动滑座水平驱动装置驱动激光测量仪沿朝向工件的方向进给,并通过遮挡激光的方式实现激光测量仪与工件的接触;
258.步骤2、数控系统实时获取工件主轴和激光测量仪的当前y轴的位置坐标,并根据所述y轴的位置坐标计算工件的当前半径值;
259.具体的,由于转子圆周上有100~200个叶片,激光测量系统需要检测出所有叶片的半径,并对应每个叶片在转子圆周上的相对位置,找出最长的叶片和最短的叶片。工件主轴单独设置增量时编码器,用于采集叶片在转子圆周上的相对位置,通过系统的交互,可以实现每个叶片准确对应每个叶片自身的测量值。
260.激光测量系统连接高速采集卡,高速采集卡安装在工控机内,工控机与数控系统连接。通过高速采集卡进行数据的高速采集,并在工控机内计算,然后和数控系统实时或延迟交互,数控系统驱动砂轮进给,根据激光测量值对转子进行磨削加工。
261.激光测量系统首先检测整体转子所有位置的半径值,自动把加工余量补充到系统中,系统通过加工余量调整相应的系统参数,例如砂轮进给的位置。
262.激光测量系统在检测过程中,缓慢向转子进行移动,同时砂轮也缓慢进给磨削,最终实现边检测边加工,当检测到转子尺寸达到目标值时,砂轮停止进给。
263.当激光测量系统由于意外错误出现时,或工艺编制的参数有问题时。激光测量系统移动已经超过理论位置,仍未检测到数据,系统驱动激光测量系统停止进给,人员进入查看情况。
264.步骤3、数控系统根据计算获得的工件的当前半径值控制砂轮加工系统对工件进行加工,并判断当前工件半径值是否达到加工要求,若是,数控系统控制砂轮加工系统和激光测量仪停止对工件进行加工和检测,并控制所述砂轮加工系统和激光测量仪复位,完成工件加工,若否,工件继续进行加工和检测直至满足加工要求。
265.进一步的,还包括数控系统实时检测防撞梁与机械保护开关是否接触,若是,数控系统控制砂轮加工系统停止加工、控制移动滑座水平驱动装置停止进给并控制激光测量仪停止工作,若否,继续加工。
266.进一步的,还包括数控系统实时检测工件是否与电子保护开关接触,若是,数控系统控制砂轮加工系统停止加工,若否,继续加工。
267.进一步的,还包括温度传感器实时采集加工区域的温度,并判断所述温度是否大于设定温度,若是,数控系统控制砂轮加工系统停止加工、控制移动滑座水平驱动装置停止
进给并控制激光测量仪停止工作,若否,继续加工。
268.如图64所示,a正常工作时激光线所处位置,b为机械保护开关与防撞梁接触报警时激光线所处位置,c为电子保护开关与工件接触报警时激光线所处位置,ab之间的距离为第一设定值,ac之间的距离为第二设定值。由此可见,增设机械保护开关和电子保护开关能够进一步判断激光线所处位置,实现双重保护,从而保护工件不被损坏。
269.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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