用于带圆弧端齿涡轮盘轴的加工装置的制作方法

本实用新型涉及工件加工技术领域，具体为用于带圆弧端齿涡轮盘轴的加工装置。

背景技术：

圆弧端齿以其特殊的齿形而具有承载能力强、定位精度高、自动定心、装配简便且能满足航空发动机在部件联接方式上的诸多苛刻、特殊的要求等诸多优点,广泛的应用于航空发动机和工业燃气轮机,主要用作各级压气机、涡轮转子的联接和固定。同时也广泛应用于包括大功率工业燃气轮机、铁路机车驱动系统在内的各种高速、重载大型机械设备的传动装置中。圆弧端齿结构设计与加工工艺已经成为航空燃气涡轮发动机转子结构设计的关键技术，但是关于圆弧端齿结构设计和加工工艺的研究文献较少，格林森公司首先提出平面铣刀加工圆弧端齿，铣刀的内径加工圆弧端齿的凸面，外径加工凹面；格里森对此改进用成型砂轮代替平面铣刀加工，带有圆弧端齿的零件的齿端磨削是最后一道工序，借助较为精细的端面基准和圆柱面基准找正，便于控制圆弧端齿的加工精度，一般找正误差控制在5μm以内，加工完成后圆弧端齿联轴器径向跳动可以控制在0.01mm以内。

成型砂轮磨削是圆弧端齿加工的主流，但是现有磨床都是基于铣床开发，需要根据机床调整卡配调来提高磨削精度。

cn201310127534.6实用新型公开了数控立式弧齿端齿盘磨齿机，包括床身、转台、立壁、滑座、第一砂轮轴组件、第二砂轮轴组件和金刚滚轮；床身上设置立壁，滑座固定在立壁上可沿x轴向左右移动；滑座上设置两组砂轮轴组件，两组轮轴组件在滑座上可沿z轴作独立的上下移动；床身上设置转台和金刚滚轮，都与两组砂轮轴组件位置匹配。该数控立式弧齿端齿盘磨齿机想取代格里森磨齿机加工弧齿端齿盘；但仍存在加工精度低导致定位精度差的问题。

如何做到高效、方便、精确的加工带圆弧端齿涡轮盘轴是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供用于带圆弧端齿涡轮盘轴的加工装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：用于带圆弧端齿涡轮盘轴的加工装置，包括定位螺杆、垫圈、挂环、底板、转台、伺服电机、分度盘组件、主轴、压块、砂轮、螺栓、工作台、金刚笔和金刚笔座，所述工作台的顶端上开设有若干条相互对应的通槽，且其中的一个通槽固定有金刚笔座，所述金刚笔座位于与工作台的顶端一角，所述金刚笔座上插装有金刚笔，所述工作台的顶端开设的通槽截面形状与螺栓的头部端侧的形状相同；所述螺栓对应头部端的一端与分度盘组件中箱体的两侧底部开设的固定槽口上方安装的螺母固定连接，且该固定槽口与工作台的顶端开设的通槽相互配合。

所述分度盘组件可以为通用机床的数控分度盘，保证分度盘能够灵活旋转、定位准确、同时还要能够承受较大的负载。

进一步所述分度盘组件包括开关阀、箱体、分隔板、涡轮、转轴、连接杆、延长板、限位杆、摆动杆、第一限位柱、弹簧、横杆、挡板、移动板、固定板、第一连接引脚、第一弧形板、分度盘、第二弧形板、第二连接引脚、推杆、液压缸、移动杆、第二限位柱、挡杆、连接柱、第一防滑垫和第二防滑垫，所述分度盘组件位于工作台上，所述箱体的一侧安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端与蜗杆固定连接，且箱体与蜗杆的连接处均开设有通孔，通孔内部均套接有轴承，所述转轴的底端与箱体的底端中心处安装的轴承内部套接固定，所述转轴的顶端贯穿分隔板的中心处嵌入安装的轴承内部与分度盘的底端中心处固定连接，所述分隔板的侧面与箱体的内部侧面中心处固定连接，所述分度盘的底端位于分隔板的顶端上方，所述箱体的顶端一角嵌入安装有开关阀，所述箱体的内部一侧中心顶端与液压缸的一端固定连接，所述液压缸的输出端与推杆的一侧中心处固定连接，所述推杆的底端中心两侧分别与移动杆的顶端固定连接，所述挡杆的一侧两端分别与连接柱的一端固定连接，所述连接柱的另一端分别与连接杆的一侧两端固定连接，所述连接杆的另一侧中心处与延长板的一侧固定连接，所述延长板的两侧中心一端分别与限位杆的底端固定连接，所述限位杆的顶端分别位于分隔板的中心另一侧两端开设的通孔内部水平固定安装的第一限位柱上，所述分隔板的顶端靠近摆动杆的中心一侧与固定板的底端固定连接，所述固定板靠近摆动杆的一侧中心顶端两侧分别与横杆的一端固定连接，所述横杆的另一端与箱体的内部另一侧中心顶端两侧固定连接，所述移动板对应摆动杆的一侧顶端中心两侧分别与第一连接引脚的一端固定连接，所述第一连接引脚的另一端分别与第一弧形板的一侧中心两端固定连接，所述第一弧形板的另一侧粘接有第二防滑垫，所述第一弧形板和第二弧形板的底端均位于分度盘的顶端上方，所述箱体的内部顶端中心一端与挡板的顶端固定连接，所述挡板位于箱体的内部另一侧以及移动板靠近摆动杆的一侧之间，所述分度盘的顶端与转台的底端固定连接，且箱体与转台的连接处开设有通孔，所述转台上安装有由其带动调整角度位置的底板，所述底板的下表面设置有键槽和沉头孔，通过沉头孔和键槽与转台的顶端设置的凸块固定连接，所述底板的中心处开设有螺纹孔，所述底板的顶端放置有涡轮盘轴，且涡轮盘轴的中心处均开设有定位孔，所述工作台的上方设有对涡轮盘轴进行圆弧端齿加工的砂轮，所述砂轮通过压块固定在磨床的主轴上，所述主轴与控制其动作的磨床的数控系统通讯连接，所述箱体的外部两侧中心顶端两角分别安装有挂环。

根据上述技术方案，所述伺服电机与控制其动作的磨床的数控系统通讯连接，所述伺服电机的输出端固定安装的蜗杆与涡轮相互配合连接，所述涡轮的中心处与转轴的中心处套接固定连接。

根据上述技术方案，所述推杆的另一侧中心两端分别与第二连接引脚的一端固定连接，所述第二连接引脚的另一端分别与第二弧形板的一侧中心两端固定连接，所述第二弧形板的另一端粘接有第一防滑垫。

根据上述技术方案，所述移动杆的底端分别与挡杆的顶端中心两侧固定连接，所述移动杆的中心底端位于分隔板的中心一侧两端开设的通孔内部水平固定安装的第二限位柱上。

根据上述技术方案，所述延长板的另一侧中心两端分别嵌入安装有滚轮，且该滚轮与摆动杆的一侧中心底端贴合，所述摆动杆的顶端安装的滚轮与移动板的一侧中心两端贴合，且分隔板与摆动杆的连接处开设有通孔，且分隔板与摆动杆之间通过限位轴转动连接。

根据上述技术方案，所述横杆上绕接有弹簧，且弹簧位于箱体的内部另一侧以及移动板靠近摆动杆的一侧之间，所述移动板位于横杆上。

根据上述技术方案，所述底板的中心处开设的螺纹孔与定位螺杆相互配合连接，所述定位螺杆的顶端安装有垫圈，且垫圈的底端与涡轮盘轴的顶端中心处贴合。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：该用于带圆弧端齿涡轮盘轴的加工装置，改变了传统中没有分度盘的磨床采用计算主轴及工件相对位置，通过控制工作台移动工件到相对应的坐标点，调整时间久，位置精度控制差，本实用新型通过分度盘组件与工作台相连后，既可通过伺服电机输入信号控制分度盘的回转运动，又可通过磨床直接控制工作台的平动，只需装夹时调整工作台位置，之后通过分度盘转动对应角度控制工件的磨削位置，简化了工作台的移动，可精确控制磨削位置，采用定位螺杆轴向固定的方式保证了磨削过程中工件的稳定，保证加工质量，工装易于拆卸，在更换不同工件时，便于替换，工装结构简单，便于工人操作，实现稳定的高效加工。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构立体图；

图2是本实用新型的整体结构侧视剖视图；

图3是本实用新型中分度盘组件的整体结构正视剖视图；

图4是本实用新型中分度盘组件的整体结构俯视剖视图；

图5是本实用新型中分隔板的立体图；

图6是本实用新型中第一弧形板的立体图；

图中：1、定位螺杆；2、垫圈；3、挂环；4、底板；5、转台；6、伺服电机；7、分度盘组件；8、主轴；9、压块；10、砂轮；11、螺栓；12、工作台；13、金刚笔；14、金刚笔座；15、开关阀；16、箱体；17、分隔板；18、涡轮；19、转轴；20、连接杆；21、延长板；22、限位杆；23、摆动杆；24、第一限位柱；25、弹簧；26、横杆；27、挡板；28、移动板；29、固定板；30、第一连接引脚；31、第一弧形板；32、分度盘；33、第二弧形板；34、第二连接引脚；35、推杆；36、液压缸；37、移动杆；38、第二限位柱；39、挡杆；40、连接柱；41、第一防滑垫；42、第二防滑垫。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：用于带圆弧端齿涡轮盘轴的加工装置，包括定位螺杆1、垫圈2、挂环3、底板4、转台5、伺服电机6、分度盘组件7、主轴8、压块9、砂轮10、螺栓11、工作台12、金刚笔13和金刚笔座14，工作台12的顶端上开设有若干条相互对应的通槽，且其中的一个通槽固定有金刚笔座14，金刚笔座14位于与工作台12的顶端一角，金刚笔座14上插装有金刚笔13，利用安装的金刚笔13有利于对砂轮10修磨成要求形状，工作台12的顶端开设的通槽截面形状与螺栓11的头部端侧的形状相同；螺栓11对应头部端的一端与分度盘组件7中箱体16的两侧底部开设的固定槽口上方安装的螺母固定连接，且该固定槽口与工作台12的顶端开设的通槽相互配合；

分度盘组件7包括开关阀15、箱体16、分隔板17、涡轮18、转轴19、连接杆20、延长板21、限位杆22、摆动杆23、第一限位柱24、弹簧25、横杆26、挡板27、移动板28、固定板29、第一连接引脚30、第一弧形板31、分度盘32、第二弧形板33、第二连接引脚34、推杆35、液压缸36、移动杆37、第二限位柱38、挡杆39、连接柱40、第一防滑垫41和第二防滑垫42，分度盘组件7位于工作台12上，箱体16的一侧安装有伺服电机6，伺服电机6的输出端与蜗杆固定连接，且箱体16与蜗杆的连接处均开设有通孔，通孔内部均套接有轴承，伺服电机6与控制其动作的磨床的数控系统通讯连接，伺服电机6的输出端固定安装的蜗杆与涡轮18相互配合连接，涡轮18的中心处与转轴19的中心处套接固定连接，有利于通过涡轮18的转动带动转轴19的转动，转轴19的底端与箱体16的底端中心处安装的轴承内部套接固定，转轴19的顶端贯穿分隔板17的中心处嵌入安装的轴承内部与分度盘32的底端中心处固定连接，分隔板17的侧面与箱体16的内部侧面中心处固定连接，分度盘32的底端位于分隔板17的顶端上方，箱体16的顶端一角嵌入安装有开关阀15，箱体16的内部一侧中心顶端与液压缸36的一端固定连接，液压缸36的输出端与推杆35的一侧中心处固定连接，推杆35的另一侧中心两端分别与第二连接引脚34的一端固定连接，第二连接引脚34的另一端分别与第二弧形板33的一侧中心两端固定连接，第二弧形板33的另一端粘接有第一防滑垫41，有利于防滑，推杆35的底端中心两侧分别与移动杆37的顶端固定连接，移动杆37的底端分别与挡杆39的顶端中心两侧固定连接，移动杆37的中心底端位于分隔板17的中心一侧两端开设的通孔内部水平固定安装的第二限位柱38上，有利于移动杆37的移动，挡杆39的一侧两端分别与连接柱40的一端固定连接，连接柱40的另一端分别与连接杆20的一侧两端固定连接，连接杆20的另一侧中心处与延长板21的一侧固定连接，延长板21的另一侧中心两端分别嵌入安装有滚轮，且该滚轮与摆动杆23的一侧中心底端贴合，摆动杆23的顶端安装的滚轮与移动板28的一侧中心两端贴合，且分隔板17与摆动杆23的连接处开设有通孔，且分隔板17与摆动杆23之间通过限位轴转动连接，有利于摆动杆23的摆动，延长板21的两侧中心一端分别与限位杆22的底端固定连接，限位杆22的顶端分别位于分隔板17的中心另一侧两端开设的通孔内部水平固定安装的第一限位柱24上，分隔板17的顶端靠近摆动杆23的中心一侧与固定板29的底端固定连接，固定板29靠近摆动杆23的一侧中心顶端两侧分别与横杆26的一端固定连接，横杆26的另一端与箱体16的内部另一侧中心顶端两侧固定连接，横杆26上绕接有弹簧25，且弹簧25位于箱体16的内部另一侧以及移动板28靠近摆动杆23的一侧之间，移动板28位于横杆26上，有利于移动板28的移动，移动板28对应摆动杆23的一侧顶端中心两侧分别与第一连接引脚30的一端固定连接，第一连接引脚30的另一端分别与第一弧形板31的一侧中心两端固定连接，第一弧形板31的另一侧粘接有第二防滑垫42，第一弧形板31和第二弧形板33的底端均位于分度盘32的顶端上方，箱体16的内部顶端中心一端与挡板27的顶端固定连接，挡板27位于箱体16的内部另一侧以及移动板28靠近摆动杆23的一侧之间，分度盘32的顶端与转台5的底端固定连接，且箱体16与转台5的连接处开设有通孔，转台5上安装有由其带动调整角度位置的底板4，底板4的下表面设置有键槽和沉头孔，通过沉头孔和键槽与转台5的顶端设置的凸块固定连接，底板4的中心处开设有螺纹孔，底板4的顶端放置有涡轮盘轴，且涡轮盘轴的中心处均开设有定位孔，底板4的中心处开设的螺纹孔与定位螺杆1相互配合连接，定位螺杆1的顶端安装有垫圈2，且垫圈2的底端与涡轮盘轴的顶端中心处贴合，有利于对涡轮盘轴进行固定，工作台12的上方设有对涡轮盘轴进行圆弧端齿加工的砂轮10，砂轮10通过压块9固定在磨床的主轴8上，主轴8与控制其动作的磨床的数控系统通讯连接，箱体16的外部两侧中心顶端两角分别安装有挂环3；该实用新型在使用时，人工首先利用安装的金刚笔13对砂轮10修磨成要求形状，然后通过打开开关阀15使液压缸36处于工作状态，从而带动推杆35、第二连接引脚34和移动杆37的移动，且移动杆37位于第二限位柱38上移动，利用移动杆37的移动带动连接柱40、连接杆20、延长板21和限位杆22的移动，且限位杆22位于第一限位柱24上移动，利用延长板21的移动推动摆动杆23与分隔板17之间相对摆动，进而推动移动板28位于横杆26上向靠近第二弧形板33的一侧移动，从而使第一连接引脚30和第一弧形板31向靠近第二弧形板33的一侧移动，且第二弧形板33向靠近横杆26的一侧移动，进而使第一防滑垫41和第二防滑垫42与转台5贴合紧固，随后通过转动定位螺杆1使定位螺杆1与底板4分离，随后使所需加工的涡轮盘轴放置在底板4上，然后利用定位螺杆1和垫圈2使涡轮盘轴和底板4相对固定，且使定位螺杆1与底板4相对固定，随后通过打开开关阀15使液压缸36分别带动第二弧形板33和第一弧形板31反向移动，使第一防滑垫41和第二防滑垫42与转台5相对分离，随后调节加工涡轮盘轴与砂轮10之间的位置关系，当调节完成后，通过打开伺服电机6带动蜗杆的转动，进而带动涡轮18和转轴19的转动，利用转轴19的转动带动分度盘32、转台5、底板4以及固定安装在底板4上的涡轮盘轴的转动，随后利用砂轮10的转动对涡轮盘轴进行加工即可，当加工完成后，停止砂轮10的转动，随后关闭伺服电机6，然后调节涡轮盘轴与砂轮10之间的位置关系，然后利用安装的开关阀15使液压缸36处于工作状态，进而使第一防滑垫41和第二防滑垫42与转台5相对固定，然后利用定位螺杆1使定位螺杆1与底板4分离，进而使涡轮盘轴与底板4分离即可。

使用该实用新型完成了一对带圆弧端齿涡轮盘检具的加工，要求齿面夹角30°，两检具齿面接触面积≥85％，两检具啮合后基准面平行度≤0.015，两检具啮合后同轴度≤0.015，分度误差在±3′内，重复定位误差在±3′内。

检验结果如下：

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。