整体叶盘磨抛加工与测量一体化装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种整体叶盘磨抛加工与测量一体化装置，属于机械制造领域。两个立柱上分别安装有磨抛工具和测量装置以及驱动磨抛工具系统和测量系统的Z轴伺服驱动单元和B轴伺服驱动单元，可以为磨抛工具系统和测量系统分别提供沿Z轴移动和绕B轴转动；床身上安装有Y轴伺服驱动单元，Y轴伺服驱动单元上安装有X轴伺服驱动单元，X轴伺服驱动单元上安装有C轴旋转驱动单元，整体叶盘通过夹具定位装夹于C轴旋转驱动单元上，可以实现整体叶盘沿X、Y轴移动和绕C轴转动。一次装夹减少定位和装夹次数，消除多次定位和装夹产生的误差，实现整体叶盘磨抛加工与测量一体化，提高整体叶盘加工质量和效率。
【专利说明】整体叶盘磨抛加工与测量一体化装置
【技术领域】
[0001]本发明属于机械制造领域，特别涉及一种整体叶盘磨抛加工与測量一体化装置。【背景技术】
[0002]整体叶盘作为航空发动机的关键部件，其结构特点是省去了传统连接方式采用的榫头、榫槽和锁紧装置，结构重量减轻、零件数量減少，避免了榫头的气流损失，因此发动机整体结构大为简化，推重比和可靠性明显提高。整体叶盘作为下一代航空发动机实现功能跨越和技术提闻的核心部件，其制造技术是推动航空发动机进步和发展的关键。
[0003]整体叶盘铣削形状加工后为获得预期的表面质量仍需要经过磨抛加工，目前整体叶盘磨抛加工自动化程度不高，普遍采用劳动强度大、效率低的人工磨抛方法。由于整体叶盘叶片型面复杂，人工磨抛加工整体叶盘难以保证叶片型面精度和表面完整性，影响航空发动机的性能。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种整体叶盘磨抛加工与在线测量一体化装置，以解决整体叶盘磨抛加工自动化程度不高、磨抛加工与測量脱节、加工时间长、质量一致性很难保证等问题。
[0005]本发明采取的技术方案是:Y轴伺服驱动单元、立柱一和立柱二分别与床身固定连接，立柱一上安装有Z轴伺服驱动单元一，该Z轴伺服驱动单元一上安装有B轴旋转驱动单元一，磨抛工具系统安装在B轴旋转驱动单元一上；立柱ニ上安装有Z轴伺服驱动单元ニ，Z轴伺服驱动单元ニ上安装有B轴旋转驱动单元ニ,接触式测量装置或者非接触式测量装置安装在B轴旋转驱动单元ニ上；Y轴伺服驱动单元上安装有X轴伺服驱动单元，X轴伺服驱动单元上安装有C轴旋转驱动单元，C轴旋转驱动单元上安装有夹具。
[0006]本发明所述磨抛工具系统包括砂带或者砂轮和为砂带或者砂轮提供动カ的驱动单元。
[0007]本发明所述X轴伺服驱动单元、Y轴伺服驱动单元与Z轴伺服驱动单元一和Z轴伺服驱动单元二分别选用伺服电机驱动滚珠丝杠传动机构；B轴旋转驱动单元一和B轴旋转驱动単元ニ选用DD直接驱动马达；C轴旋转驱动单元选用伺服电机驱动蜗轮蜗杆传动机构。
[0008]本发明所述立柱一上的Z轴伺服驱动单元一和B轴旋转驱动单元一为磨抛工具系统提供沿Z轴直线运动和绕B轴旋转运动。
[0009]本发明所述立柱ニ上的Z轴伺服驱动单元ニ和B轴旋转驱动单元ニ为触式测量装置或者非接触式測量装置提供沿Z轴直线运动和绕B轴旋转运动。
[0010]本发明所述Y轴伺服驱动单元、X轴伺服驱动单元和C轴旋转驱动单元为整体叶盘提供沿Y轴直线运动、沿X轴直线运动和绕C轴转动。
[0011]本发明的优点是结构新颖，将磨抛工具系统和测量装置集成在一个装备上，通过測量系统对磨抛加工前、后的整体叶盘进行測量，并将测量结果与整体叶盘的设计模型进行比较，不断调整磨抛加工余量和磨抛工艺参数，控制磨抛工具系统对整体叶盘进行磨抛加工，直至磨抛加工出满足质量要求的整体叶盘。通过磨抛加工与测量的一体化，实现通过一次装夹，完成整体叶盘磨抛加工的全过程，减少定位和装夹次数，消除多次定位和装夹产生的误差，提高加工质量和效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是图1的前视图；
图4是图3的俯视图。
【具体实施方式】
[0013]Y轴伺服驱动单元2、立柱一 5和立柱二 14分别与床身I固定连接，立柱一 5上安装有Z轴伺服驱动单元一 8，该Z轴伺服驱动单元一 8上安装有B轴旋转驱动单元一 7，磨抛工具系统6安装在B轴旋转驱动单元一 7上；立柱二 14上安装有Z轴伺服驱动单元二 9，Z轴伺服驱动单元二 9上安装有B轴旋转驱动单元二 10,接触式测量装置或者非接触式测量装置11安装在B轴旋转驱动单元二 10上；Y轴伺服驱动单元2上安装有X轴伺服驱动单元3，X轴伺服驱动单元3上安装有C轴旋转驱动单元4，C轴旋转驱动单元4上安装有专用夹具13，整体叶盘12安装在专用夹具13上。
[0014]磨抛工具系统6包括砂带或者砂轮和为砂带或者砂轮提供动力的驱动单元；` X轴伺服驱动单元3、 轴伺服驱动单元2与Z轴伺服驱动单元一 8和Z轴伺服驱动单元二 9分别选用伺服电机驱动滚珠丝杠传动机构；Β轴旋转驱动单元一 7和B轴旋转驱动单元二 10选用DD直接驱动马达；C轴旋转驱动单元4选用伺服电机驱动蜗轮蜗杆传动机构；
立柱一 5上的Z轴伺服驱动单元一 8和B轴旋转驱动单元一 7为磨抛工具系统6提供沿Z轴直线运动和绕B轴旋转运动。
[0015]立柱二 14上的Z轴伺服驱动单元二 9和B轴旋转驱动单元二 10为触式测量装置或者非接触式测量装置11提供沿Z轴直线运动和绕B轴旋转运动。
[0016]Y轴伺服驱动单元2、X轴伺服驱动单元3和C轴旋转驱动单元4为整体叶盘12提供沿Y轴直线运动、沿X轴直线运动和绕C轴转动。
[0017]两个立柱上分别安装有磨抛工具系统和测量装置以及驱动磨抛工具系统和测量装置的Z轴伺服驱动单元和B轴伺服驱动单元，可以为磨抛工具系统和测量装置分别提供沿Z轴移动和绕B轴转动；床身上安装有Y轴伺服驱动单元，Y轴伺服驱动单元上安装有X轴伺服驱动单元，X轴伺服驱动单元上安装有C轴旋转驱动单元，整体叶盘通过夹具定位装夹于C轴旋转驱动单元上，可以实现整体叶盘沿X、Y轴移动和绕C轴转动。铣削加`工后的整体叶盘安装好后，通过X轴、Y轴、C轴与安装有测量装置一侧立柱二上Z轴和B轴的五轴联动，实现测量系统对整体叶盘的测量，将测量结果与整体叶盘的设计模型相比较，确定磨抛加工余量分配，规划磨抛工序与工艺参数，然后通过X轴、Y轴、C轴与安装有磨抛工具系统一侧立柱一上Z轴和B轴的五轴联动，实现磨抛工具系统对整体叶盘的磨抛加工，每次磨抛加工之后对整体叶盘进行在线测量，将每次測量结果与整体叶盘的设计模型进行比较，通过逐次迭代使測量结果不断逼近设计模型，直至磨抛加工出满足质量要求的整体叶盘。
【权利要求】
1.一种整体叶盘磨抛加工与测量一体化装置，其特征在于:Y轴伺服驱动单元、立柱一和立柱二分别与床身固定连接，立柱一上安装有Z轴伺服驱动单元一，该Z轴伺服驱动单元一上安装有B轴旋转驱动单元一,磨抛工具系统安装在B轴旋转驱动单元一上；立柱二上安装有Z轴伺服驱动单元二,Z轴伺服驱动单元二上安装有B轴旋转驱动单元二,接触式测量装置或者非接触式测量装置安装在B轴旋转驱动单元二上；Υ轴伺服驱动单元上安装有X轴伺服驱动单元，X轴伺服驱动单元上安装有C轴旋转驱动单元，C轴旋转驱动单元上安装有夹具。
2.根据权利要求1所述的整体叶盘磨抛加工与测量一体化装置，其特征在于:所述磨抛工具系统包括砂带或者砂轮和为砂带或者砂轮提供动力的驱动单元。
3.根据权利要求1所述的整体叶盘磨抛加工与测量一体化装置，其特征在于:所述X轴伺服驱动单元、Y轴伺服驱动单元与Z轴伺服驱动单元一和Z轴伺服驱动单元二分别选用伺服电机驱动滚珠丝杠传动机构；Β轴旋转驱动单元一和B轴旋转驱动单元二选用DD直接驱动马达；C轴旋转驱动单元选用伺服电机驱动蜗轮蜗杆传动机构。
4.根据权利要求1所述的整体叶盘磨抛加工与测量一体化装置，其特征在于:所述立柱一上的Z轴伺服驱动单元一和B轴旋转驱动单元一为磨抛工具系统提供沿Z轴直线运动和绕B轴旋转运动。
5.根据权利要求1所述的整体叶盘磨抛加工与测量一体化装置，其特征在于:所述立柱二上的Z轴伺服驱动单元二和B轴旋转驱动单元二为触式测量装置或者非接触式测量装置提供沿Z轴直线运动和绕B轴旋转运动。
6.根据权利要求1所述的整体叶盘磨抛加工与测量一体化装置，其特征在于:所述Y轴伺服驱动单元、X轴伺服驱动单元和C轴旋转驱动单元为整体叶盘提供沿Y轴直线运动、沿X轴直线运动和绕C轴转动。
【文档编号】B24B49/02GK103447920SQ201310358708
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月18日 优先权日:2013年8月18日
【发明者】张雷, 王昕 , 张小光, 袁帅, 贺昌龙 申请人:吉林大学