專利名稱：自由曲面砂帶磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種葉片磨削拋光設(shè)備，適用于各類燃氣輪機葉片型面的 高效砂帶磨削和拋光。
技術(shù)背景燃氣輪機葉片可分為柱型和扭曲型兩種，通常型面是由不規(guī)則的空間復雜 曲面組成。由于其使用場合的特殊性，要求葉片具有較高的表面質(zhì)量，如某壓氣機一級動葉片的表面粗糙度值就要求小于Ra0.4pm。目前國內(nèi)外大型汽輪機 制造廠家多采用五軸聯(lián)動數(shù)控葉片銑削中心來加工精鍛后的葉片，再用手持式 砂帶或砂輪機對葉片上的銑削刀痕進行人工打磨，不僅加工效率低、工人的勞 動強度極大，而且加工質(zhì)量不穩(wěn)定，難以保證精度，特別是對于大型復雜型面 葉片來說，人工方式拿著葉片進行磨拋的難度大，效率很低。國外經(jīng)過數(shù)十年的研究，德國IBS Polisys (原Metabo Polisys Gmbh&Co.KG) 公司和日本三菱重工業(yè)株式會社相繼研制出了高性能六軸多聯(lián)動數(shù)控葉片砂帶 磨床，其作為高端軍民兩用機床裝備，對華進行了技術(shù)封鎖和高價壟斷。由于 該類數(shù)控設(shè)備的各坐標均采用數(shù)控伺服系統(tǒng)，使得其成本及操作難度大大提高。 實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種加工效率較高的自由曲面砂 帶磨床。本實用新型的技術(shù)方案如下 一種自由曲面砂帶磨床，包括床身、主軸驅(qū) 動機構(gòu)和尾座，其關(guān)鍵在于A、 在所述床身的上表面沿其長度方向平行設(shè)置有兩根X軸導軌，該X軸導軌上支撐有滑動工作臺，在滑動工作臺的一端安裝主軸驅(qū)動機構(gòu)，另一端安裝 尾座，尾座能在滑動工作臺上表面的輔助導軌上滑動；B、 在所述床身的中部安裝減速電機，該減速電機的輸出軸朝上并套裝齒輪， 所述齒輪與固定在滑動工作臺底面的齒條相嚙合；C、 在所述床身的旁邊設(shè)置有升降平臺，該升降平臺的上表面平行鋪設(shè)兩根 Y軸導軌，在Y軸導軌上支撐有導向座，該導向座能在Y軸導軌上滑動D、 在所述導向座的頂部安裝套管，該套管中穿設(shè)有連接軸，連接軸與定位 板的一個側(cè)面固定連接，在定位板的另一側(cè)面上安裝套筒，且套筒中穿設(shè)有支 撐軸；E、 所述支撐軸的一端安裝驅(qū)動電機，該驅(qū)動電機的輸出軸上套裝主動輪； 在支撐軸的另一端固定有連接支座，該連接支座上安裝接觸輪和拉桿，并且接 觸輪通過砂帶與所述主動輪連接。采用以上技術(shù)方案，主軸驅(qū)動機構(gòu)與尾座結(jié)合，可用于裝夾待磨拋的葉片， 且主軸驅(qū)動機構(gòu)能帶動葉片繞其軸線旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)A軸方向的運動；尾座在滑動 工作臺表面的輔助導軌上沿X2軸方向滑動，以便于適應(yīng)裝夾不同長度的葉片?；瑒庸ぷ髋_移動的動力由減速電機提供，在齒輪、齒條的配合下，減速電機能 帶動滑動工作臺沿X軸導軌作X1軸方向的直線移動，便于對葉片長度方向的不 同部位進行磨削處理。主動輪的轉(zhuǎn)動由驅(qū)動電機提供動力，主動輪通過砂帶帶 動接觸輪同步旋轉(zhuǎn)；用手拉動拉桿，可以使導向座在Y軸導軌上作Y軸方向的直線移動；接觸輪運動到葉片的上方，此時將拉桿往下壓，使支撐軸以連接軸 為支點發(fā)生轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)C軸方向的運動，接觸輪上的砂帶與葉片接觸，即可開 始磨拋；當用手左右轉(zhuǎn)動拉桿時，拉桿還可以通過支撐軸帶動接觸輪作擺動， 以實現(xiàn)B軸方向的運動，并達到更好的磨拋效果。與背景技術(shù)相比，對型面精度要求高的葉片經(jīng)本實用新型磨拋后的型面誤 差能夠達到設(shè)計的精度要求，本實用新型不僅可以修正銑削后葉型余量的不均 勻性，尤其在處理型面曲率變化大的葉片局部，能夠保證型面的尺寸精度。而 且同弧鍛造葉片的氧化皮去除使之更好適應(yīng)后續(xù)的葉片加工。同時，本實用新 型有效降低了工人的勞動強度，大大提高了加工效率，并且加工范圍更廣，可 加工長度970mm 15000mm的大型復雜型面葉片。在上述滑動工作臺底面的兩側(cè)固定有滾輪架，該滾輪架上通過滾輪軸安裝 滾輪，滾輪由對應(yīng)的X軸導軌支撐?；瑒庸ぷ髋_與X軸導軌之間采用滾動配合， 可以使滑動工作臺移動時更順暢。在上述升降平臺的下方設(shè)有底架，底架上通過軸承支承轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸的端 部安裝帶手柄的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)軸的中部套裝齒輪；在所述升降平臺的底面垂直固定 有支撐柱和導向柱，其中支撐柱伸入底架上對應(yīng)的套管中，導向柱的柱身上分 布有能與所述齒輪相嚙合的外齒。當轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤時，轉(zhuǎn)軸上的齒輪能帶動導向柱 連同升降平臺在Z軸方向作上下移動，便于調(diào)整接觸輪與葉片的高度距離，以 適應(yīng)不同直徑大小的葉片的加工要求。在上述套筒與驅(qū)動電機之間的支撐軸上固定張緊座，該張緊座與張緊臂的 下端鉸接，在張緊臂的上端安裝張緊輪，所述砂帶從該張緊輪上繞過。張緊輪 能調(diào)節(jié)主動輪與接觸輪之間砂帶的張緊度，防止砂帶發(fā)生脫落，保障對葉片的磨拋處理能順利進行。在上述張緊臂的中部設(shè)有支臂，該支臂的懸臂端部與伸縮缸的上端鉸接， 伸縮缸的下端與氣缸座鉸接，氣缸座固定在支撐軸上。在上述支撐軸靠近連接支座的軸身上固定有抱箍，抱箍上安裝惰輪，所述 砂帶從該惰輪上繞過。有益效果本實用新型是一種能取代數(shù)控方式、可以進行大型汽輪機葉片 拋光磨削的砂帶磨床，它能夠?qū)θ細廨啓C葉片進行半自動磨削處理，并且成本 低，操作簡單，工人的勞動強度小，加工的效率高，加工的精度有保障；它可 以修正銑削后葉型余量的不均勻性，尤其在處理型面曲率變化大的葉片局部， 能夠保證型面的尺寸精度，是一種理想的葉片拋磨設(shè)備。
圖l為本實用新型的主視圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為圖1的A-A剖視圖。圖4為本實用新型中升降平臺與底架的裝配示意圖。 圖5為圖1的左視圖。 圖6為圖5的俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明如圖1、圖2、圖3所示，在床身1的上表面沿其長度方向平行鋪設(shè)有兩根 X軸導軌4， X軸導軌4的上方具有滑動工作臺5，該滑動工作臺5底面的兩側(cè) 各固定有兩個滾輪架24，在滾輪架24上通過滾輪軸安裝滾輪25，滾輪25由對應(yīng)的X軸導軌4支撐。在床身1的中部安裝減速電機7，該減速電機7的輸出軸 朝上并套裝齒輪8，所述齒輪8與固定在滑動工作臺5底面的齒條9相嚙合。當 減速電機7運轉(zhuǎn)時，其動力通過齒輪8和齒條9，可帶動滑動工作臺5在X軸導 軌4上作XI軸方向的直線移動，便于對葉片長度方向的不同部位進行磨削處理。如圖1、圖2所示，在滑動工作臺5上表面的一端安裝主軸驅(qū)動機構(gòu)2，滑 動工作臺5上表面的另一端平行鋪設(shè)有兩條輔助導軌6，輔助導軌6平行于X軸 導軌4，且輔助導軌6上支撐有尾座3，尾座3能在輔助導軌6上沿X2軸方向 滑動。主軸驅(qū)動機構(gòu)2與尾座3結(jié)合，可用于裝夾待磨削的葉片，且主軸驅(qū)動 機構(gòu)2能帶動葉片繞其軸線旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)A軸方向的運動；尾座3在滑動工作 臺5表面的輔助導軌6上滑動，以便于適應(yīng)裝夾不同長度的葉片。主軸驅(qū)動機 構(gòu)2由電機、主軸箱和夾具等部件組成，電機、主軸箱、夾具以及尾座3的結(jié) 構(gòu)均與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不做贅述。如圖1、圖4、圖5所示，在床身1的旁邊設(shè)置有升降平臺10，升降平臺 10的下方具有底架26。在升降平臺10的底面垂直固定有三根支撐柱31和一根 導向柱32，三根支撐柱31與一根導向柱32呈矩形分布，且支撐柱31伸入底架 26上對應(yīng)的套管中，導向柱32的柱身上分布有外齒。所述底架26上通過兩個 軸承27支承轉(zhuǎn)軸28，在轉(zhuǎn)軸28的端部安裝帶手柄的轉(zhuǎn)盤29，轉(zhuǎn)軸28的中部 套裝齒輪30，該齒輪30與所述導向柱32柱身上的外齒相嚙合。當轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤29 時，轉(zhuǎn)軸28上的齒輪30能帶動導向柱32連同升降平臺IO在Z軸方向作上下 移動，便于調(diào)整磨頭與葉片的高度距離，以適應(yīng)不同直徑大小的葉片的加工要 求。如圖l、圖2、圖5和圖6所示，在升降平臺10的上表面平行鋪設(shè)兩根Y軸導軌ll，該Y軸導軌11與X軸導軌4相垂直，導向座12位于Y軸導軌11的 上方并由Y軸導軌11支撐，且導向座12能在Y軸導軌11上作Y軸方向的滑動。 在導向座12的頂部固定套管13，套管13的軸心線與X軸導軌4平行，在套管 13中穿設(shè)有連接軸14，連接軸14能繞套管13轉(zhuǎn)動，該連接軸14的端部與貼 靠在套管13端面的定位板15的一個側(cè)面固定連接，在定位板15的另側(cè)面上 安裝套筒16，套筒16的軸心線與套管13的軸心線相垂直，且套筒16中穿設(shè)支 撐軸17，支撐軸17在軸向上固定，周向上可左、右轉(zhuǎn)動。所述支撐軸17的一 端固定有支座41，該支座41上安裝驅(qū)動電機18，且驅(qū)動電機18的輸出軸上套 裝主動輪19。在支撐軸17的另一端安裝抱箍42，抱箍42上固定連接支座20， 該連接支座20上安裝接觸輪21和拉桿22,接觸輪21和拉桿22均位于滑動工 作臺5的上方，并且接觸輪21通過砂帶23 (圖5中雙點畫線所示)與所述主動 輪19連接，拉桿22與支撐軸17同向布置。從圖l、圖2、圖5和圖6中進一步可知，在套筒16與驅(qū)動電機18之間的 支撐軸17上固定張緊座33，該張緊座33與張緊臂34的下端鉸接，在張緊臂 34的上端安裝張緊輪35，所述砂帶23從該張緊輪35上繞過。在張緊臂34的 中部設(shè)有支臂36，該支臂36的懸臂端部與伸縮缸37的上端鉸接，伸縮缸37的 下端與氣缸座38鉸接，氣缸座38固定在支撐軸17上，且氣缸座38和張緊座 33分居在套筒16的兩側(cè)。在支撐軸17靠近連接支座20的軸身上固定有抱箍 39，抱箍39上安裝惰輪40，所述砂帶23也從該惰輪40上繞過。主動輪19的 轉(zhuǎn)動由驅(qū)動電機18提供動力，主動輪18通過砂帶23帶動接觸輪21同步旋轉(zhuǎn)， 用手拉動拉桿22，可以使導向座12在Y軸導軌11上滑動，接觸輪21運動到葉 片的正上方，此時將拉桿22往下壓，使支撐軸17以連接軸14為支點發(fā)生轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了C軸方向的運動，接觸輪21上的砂帶與葉片接觸，即可開始磨拋；當用手左右轉(zhuǎn)動拉桿22時，拉桿22還可以通過支撐軸17帶動接觸輪21作擺動， 實現(xiàn)了B軸方向的運動，以達到更好的磨拋效果。
權(quán)利要求1、一種自由曲面砂帶磨床，包括床身(1)、主軸驅(qū)動機構(gòu)(2)和尾座(3)，其特征在于A、在所述床身(1)的上表面沿其長度方向平行設(shè)置有兩根X軸導軌(4)，該X軸導軌(4)上支撐有滑動工作臺(5)，在滑動工作臺(5)的一端安裝主軸驅(qū)動機構(gòu)(2)，另一端安裝尾座(3)，尾座(3)能在滑動工作臺(5)上表面的輔助導軌(6)上滑動；B、在所述床身(1)的中部安裝減速電機(7)，該減速電機(7)的輸出軸朝上并套裝齒輪(8)，所述齒輪(8)與固定在滑動工作臺(5)底面的齒條(9)相嚙合；C、在所述床身(1)的旁邊設(shè)置有升降平臺(10)，該升降平臺(10)的上表面平行鋪設(shè)兩根Y軸導軌(11)，在Y軸導軌(11)上支撐有導向座(12)，該導向座(12)能在Y軸導軌(11)上滑動；D、在所述導向座(12)的頂部安裝套管(13)，該套管(13)中穿設(shè)有連接軸(14)，連接軸(14)與定位板(15)的一個側(cè)面固定連接，在定位板(15)的另一側(cè)面上安裝套筒(16)，且套筒(16)中穿設(shè)有支撐軸(17)；E、所述支撐軸(17)的一端安裝驅(qū)動電機(18)，該驅(qū)動電機(18)的輸出軸上套裝主動輪(19)；在支撐軸(17)的另一端固定有連接支座(20)，該連接支座(20)上安裝接觸輪(21)和拉桿(22)，并且接觸輪(21)通過砂帶(23)與所述主動輪(19)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自由曲面砂帶磨床，其特征在于在所述滑動工作臺(5)底面的兩側(cè)固定有滾輪架(24)，該滾輪架(24)上通過滾輪軸安 裝滾輪(25),滾輪(25)由對應(yīng)的X軸導軌(4)支撐。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自由曲面砂帶磨床，其特征在于在所述升降平 臺(10)的下方設(shè)有底架(26),底架(26)上通過軸承(27)支承轉(zhuǎn)軸(28)， 在轉(zhuǎn)軸(28)的端部安裝帶手柄的轉(zhuǎn)盤(29)，轉(zhuǎn)軸(28)的中部套裝齒輪(30); 在所述升降平臺(10)的底面垂直固定有支撐柱(31)和導向柱(32)，其中支 撐柱(31)伸入底架(26)上對應(yīng)的套管中，導向柱(32)的柱身上分布有能 與所述齒輪(30)相嚙合的外齒。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由曲面砂帶磨床，其特征在于在所述套筒(16) 與驅(qū)動電機(18)之間的支撐軸(17)上固定張緊座(33)，該張緊座(33)與 張緊臂(34)的下端鉸接，在張緊臂(34)的上端安裝張緊輪(35)，所述砂帶(23)從該張緊輪(35)上繞過。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自由曲面砂帶磨床，其特征在于在所述張緊臂 (34)的中部設(shè)有支臂(36)，該支臂(36)的懸臂端部與伸縮缸(37)的上端鉸接，伸縮缸(37)的下端與氣缸座(38)鉸接，氣缸座(38)固定在支撐軸 (17)上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自由曲面砂帶磨床，其特征在于在所述支撐軸 (17)靠近連接支座(20)的軸身上固定有抱箍(39)，抱箍(39)上安裝惰輪 (40)，所述砂帶(23)從該惰輪(40)上繞過。
專利摘要一種自由曲面砂帶磨床，在床身的上表面平行設(shè)置有兩根X軸導軌，該X軸導軌上支撐有滑動工作臺；在床身的中部安裝減速電機，減速電機輸出軸上的齒輪與滑動工作臺底面的齒條相嚙合；在床身的旁邊設(shè)置升降平臺，升降平臺的上表面平行鋪設(shè)兩根Y軸導軌，在Y軸導軌上支撐導向座；在導向座的頂部安裝套管，套管中穿設(shè)連接軸，連接軸與定位板的一個側(cè)面連接，在定位板的另一側(cè)面上安裝套筒，且套筒中穿設(shè)有支撐軸；支撐軸的一端安裝主動輪；在支撐軸的另一端安裝接觸輪和拉桿，接觸輪通過砂帶與主動輪連接。本實用新型能有效降低工人的勞動強度，提高加工的效率，還能修正銑削后葉型余量的不均勻性，并能夠較好保證型面的表面質(zhì)量。
文檔編號B24B41/02GK201098829SQ20072018804
公開日2008年8月13日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者云 黃 申請人:重慶三磨海達磨床有限公司;重慶市材料表面精密加工及成套裝備工程技術(shù)研究中心