专利名称：螺旋桨叶片砂带磨床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种砂带磨床，特别涉及一种螺旋桨叶片砂带磨床。
背景技术：
砂带磨床是利用快速运动的砂带作为磨具进行磨削和抛光的磨床。随着磨床技术的快速发展，砂带磨床已发展成为高效率和低功耗的精加工设备。特别是在大尺寸板材、棒材和复杂型面的加工，其优势尤为明显。砂带磨床是由驱动轮带动砂带运动，张紧轮用以张紧砂带，通过接触轮或支承板提供背压产生对工件的接触压力和形成切削角度，完成对工件的磨削加工。
由于磨床结构和工件安装结构的限制，复杂几何形状的工件，特别是对航空叶片和汽轮机叶片等异形结构工件的磨削抛光普遍采用人工完成。人工磨削虽然能实现复杂曲面的打磨与抛光，但是由于人的主观影响，曲面表面的质量由操作人员的熟练程度决定，因而无法做到对工件尺寸精度的有效管控，导致加工精度较差、型面的质量难以保证，甚至在曲面抛光中使磨削厚薄不均，产品一致性难以保证；同时工人的劳动强度大，加工效率低，生产人员工作环境恶劣，管理成本高。
为解决以上问题，出现了专业的叶片磨削机床，大大提高了叶片的磨削效率，但现有的设备磨头的旋转支撑臂太长，刚性较差，不能适应叶片型面的大进给量磨削的要求；还有一种通过机械手臂实现复杂形状工件磨削抛光自动化的结构，能够提高工作效率和成品率，但由于该设备采用串联机械手结构，同样存在设备刚性很差，无法适应大型叶片快速磨削的功能要求。
因此，需要一种螺旋桨叶片的砂带磨床，提高磨头机构及工件夹持机构的刚性，提高工作效率的同时能够保证加工精度，曲面抛光中磨削厚薄均匀，保证型面的质量，降低工人的劳动强度，降低管理及生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的提供一种螺旋桨叶片砂带磨床，提高磨头机构及工件夹持机构的刚性，提高工作效率的同时能够保证加工精度，曲面抛光中磨削厚薄均匀，保证型面的质量，降低工人的劳动强度，降低管理及生产成本。
本发明的螺旋桨叶片砂带磨床，包括床身、磨头机构、磨头进给机构和工件方位调整机构；
磨头机构包括砂带、驱动轮、接触轮、张紧轮和磨头驱动电机，所述砂带绕过驱动轮和接触轮并通过张紧轮张紧，所述磨头驱动电机的动力输出轴与驱动轮传动配合；
磨头进给机构包括相对于工件的轴向进给机构和径向进给机构，所述径向进给机构包括径向进给驱动电机和径向进给拖板，所述径向进给拖板与床身之间以可往复滑动的方式单自由度配合，所述径向进给驱动电机动力输出轴驱动径向进给拖板沿工件径向往复运动；所述轴向进给机构包括轴向进给驱动电机和轴向进给拖板，所述轴向进给拖板以可往复滑动的方式单自由度设置在径向进给拖板上，所述轴向进给驱动电机动力输出轴驱动轴向进给拖板沿工件轴向往复运动；所述磨头机构设置在轴向进给拖板上；
工件方位调整机构包括工件夹具、使工件绕其圆心周向转动的角度调整机构I和使工件绕其径向线转动得角度调整机构II;角度调整机构I包括角度驱动电机I、支座和转动体，所述转动体以可绕自身轴线转动的方式单自由度设置在支座上，所述角度驱动电机I的动力输出轴与转动体传动配合，所述工件
夹具固定设置在转动体上；角度调整机构n包括角度驱动电机n和旋转台，所
述旋转台以可绕自身轴线转动的方式单自由度设置在床身上，所述角度调整机构I设置在旋转台上。
进一步，所述床身上固定设置支架，支架上固定设置径向进给滑轨，所述径向进给拖板与径向进给滑轨之间以可往复滑动的方式单自由度配合，所述径向进给驱动电机机体固定设置在支架上；
进一步，所述径向进给驱动电机的动力输出轴通过丝杠传动机构I与径向 进给拖板传动配合，所述丝杠传动机构I的丝杠与径向进给驱动电机的动力输
出轴在圆周方向固定配合，丝杠传动机构I的螺母固定设置在径向进给拖板上； 轴向进给驱动电机的动力输出轴通过丝杠传动机构II与轴向进给拖板传动配 合，所述丝杠传动机构II的丝杠与轴向进给驱动电机的动力输出轴在圆周方向
固定配合，轴向进给拖板固定设置在丝杠传动机构n的丝杠上，丝杠传动机构 n的螺母固定设置在径向进给拖板上，轴向进给驱动电机机体固定设置在径向
进给拖板上；
进一步，还包括自动控制系统，所述磨头驱动电机设置电流互感器，所述 电流互感器连接自动控制系统，调节气缸的进气道设置进气电磁阀，所述进气
电磁阀的控制机构连接自动控制系统；
进一步，所述床身上设置回转支撑体，所述旋转台转动配合设置在回转支
撑体上，旋转台外圆周在圆周方向固定配合设置从动外齿轮，角度驱动电机n
的动力输出轴通过齿轮啮合副与旋转台减速传动配合；
进一步，所述磨头驱动电机、径向进给驱动电机、轴向进给驱动电机、角
度驱动电机i和角度驱动电机n的动力输出轴分别通过各自的减速器与驱动 轮、丝杠传动机构i的丝杠、丝杠传动机构n的丝杠、转动体和旋转台传动配 合.
进一步，所述径向进给滑轨沿竖直方向设置；所述轴向进给拖板通过轴向 进给滑轨以可往复滑动的方式单自由度设置在径向进给拖板上； 进一步，所述接触轮以可拆卸的方式设置在接触轮轴上； 进一步，磨头机构还包括至少一个托轮，所述张紧轮通过张紧机构驱动张 紧砂带，张紧机构为气压缸驱动机构。
本发明的有益效果本发明的螺旋桨叶片砂带磨床，通过合理分配磨头进给 和工件方位角度调整，通过较短的传动链实现空间四个自由度的结合，保证磨 头机构及工件夹持机构的刚性，接触轮高速旋转时，能保证接触轮与工件之间接触稳定，提高工作效率的同时能够保证复杂曲面工件加工尺寸精度，曲面抛 光中磨削厚薄均匀，保证型面的质量，提高成品合格率，降低工人的劳动强度， 降低管理及生产成本。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图l为本发明结构示意图2为图1沿A向视图3为图2沿B向视具体实施例方式
图1为本发明结构示意图，图2为图1沿A向视图，图3为图2沿B向视图，
如图所示本实施例的螺旋桨叶片砂带磨床，包括床身1、磨头机构、磨头进
给机构和工件方位调整机构；
磨头机构包括砂带ll、驱动轮17、接触轮IO、张紧轮13和磨头驱动电机 22，所述砂带11绕过驱动轮17和接触轮10并通过张紧轮13张紧，所述磨头 驱动电机22的动力输出轴与驱动轮17传动配合；
磨头进给机构包括相对于工件的轴向进给机构和径向进给机构，所述径向 进给机构包括径向进给驱动电机16和径向进给拖板24，所述径向进给拖板24 与床身l之间以可往复滑动的方式单自由度配合，所述径向进给驱动电机16动 力输出轴驱动径向进给拖板24沿工件9径向往复运动；所述轴向进给机构包括 轴向进给驱动电机20和轴向进给拖板19，所述轴向进给拖板19以可往复滑动 的方式单自由度设置在径向进给拖板24上，所述轴向进给驱动电机20动力输 出轴驱动轴向进给拖板19件轴向往复运动；所述磨头机构设置在轴向进给拖板 19上。
工件方位调整机构包括工件夹具7、使工件绕其圆心周向转动的角度调整机构I和使工件绕其径向线转动得角度调整机构II ;角度调整机构I包括角度驱
动电机I8、支座6和转动体28，所述转动体28以可绕自身轴线转动的方式单 自由度设置在支座6上，所述角度驱动电机I 8的动力输出轴与转动体28传动 配合，所述工件夹具7固定设置在转动体28上；角度调整机构II包括角度驱动 电机II2和旋转台5，所述旋转台5以可绕自身轴线转动的方式单自由度设置在 床身1上，角度驱动电机I12的动力输出轴与旋转台5传动配合；所述角度调整 机构I设置在旋转台5上。
使用时，径向进给拖板24沿工件9径向运行，实现接触轮10沿工件9径向 移动；轴向进给拖板19沿工件轴向运行，接触轮10在工件轴向移动；角度驱 动电机I 8驱动转动体28转动从而驱动工件绕圆心转动，本发明控制角度为60 ° ，适用于螺旋桨叶片磨削；角度驱动电机I12驱动旋转台5带动螺旋桨叶片 径向线转动，并可进行来回摆动，实现对曲面的磨削；本发明通过空间四个自 由度的结合，可以实现复杂曲面工件的磨削处理，并且加工效率高、工人的劳 动强度小、尺寸精度及型面的表面质量均有保障。
本实施例中，所述床身1上固定设置支架21，支架21上固定设置径向进给 滑轨14，所述径向进给拖板24与径向进给滑轨14之间以可往复滑动的方式单 自由度配合，所述径向进给驱动电机16机体固定设置在支架21上。
本实施例中，所述径向进给驱动电机16的动力输出轴通过丝杠传动机构I 与径向进给拖板24传动配合，所述径向进给驱动电机16的动力输出轴与丝杠 传动机构I的丝杠15在圆周方向传动配合，丝杠传动机构I的螺母25固定设 置在径向进给拖板24上；轴向进给驱动电机20的动力输出轴通过丝杠传动机 构II与轴向进给拖板19传动配合，所述轴向进给驱动电机20的动力输出轴与 丝杠传动机构II的丝杠27在圆周方向传动配合，轴向进给拖板19固定设置在 丝杠传动机构II的丝杠27上，丝杠传动机构II的螺母26固定设置在径向进给 拖板24上，轴向进给驱动电机20机体固定设置在径向进给拖板24上。
本实施例中，还包括自动控制系统，所述磨头驱动电机设置电流互感器， 所述电流互感器连接自动控制系统，调节气缸的进气道设置进气电磁阀，所述进气电磁阀的控制机构连接自动控制系统；
磨头驱动电机22的电路接入端口处装有电流互感器，用来测量磨头驱动电 机22的电流变化状态；当理论数据与工件变形不相吻合时，接触轮10磨削深 度必将发生变化，而这一变化将导致磨削力加大或减少，相应磨头驱动电机22 的功率必然也发生变化，电机电流亦相应增长或减少；为了保证磨削功率或电 流一致，即磨削深度一致，必须改变磨削压力，而磨削压力的大小由与接触轮 10直接联接的调节气缸压力大小决定的，因此为保证磨削压力能在一个较小的 范围内变化，磨头驱动电机22的测量电流值被传送到数控电路系统中去，并与 设定的电机工作电流做比较；当磨削压力变大，电机实际功率增大时，电机电 流增大，相对应的比例阀的进气量减少，接触轮沿工件径向微量上移，磨削压 力减少，直至达到设定的平衡状态，反之亦然。
本实施例中，所述床身1上设置回转支撑体3，所述旋转台5转动配合设置 在回转支撑体3上，如图所示，通过滚动轴承相互配合，传动顺畅，减小摩擦； 旋转台5外圆周在圆周方向固定配合设置从动外齿轮，角度驱动电机I12的动力 输出轴通过齿轮啮合副4与旋转台5减速传动配合；
本实施例中，所述磨头驱动电机22、径向进给驱动电机16、轴向进给驱动 电机20、角度驱动电机I 8和角度驱动电机I12的动力输出轴分别通过各自的速 器与驱动轮17、丝杠传动机构I的丝杠15、丝杠传动机构II的丝杠27、转动体 28和旋转台5传动配合，利于调节，传动平稳，保证传动效果；
本实施例中，所述径向进给滑轨14沿竖直方向设置，所述轴向进给拖板19 通过轴向进给滑轨23以可往复滑动的方式单自由度设置在径向进给拖板24上； 则轴向进给拖板19的往复运动方向为水平方向；布置合理紧凑，制造方便简单。
本实施例中，所述接触轮10以可拆卸的方式设置在接触轮轴上；可以根据 需要更换直径不同的接触轮IO，应用较小的接触轮IO，磨削叶片根部等其它狭 小部位，适用于异形体的磨削。
本实施例中，磨头机构还包括三个托轮18，所述张紧轮13通过张紧机构 12驱动张紧砂带，张紧机构12为气j上缸驱动机构；根据使用场合的不同，利用托轮18调整磨头机构的布置，使用灵活方便。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管 参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的 宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种螺旋桨叶片砂带磨床，其特征在于包括床身、磨头机构、磨头进给机构和工件方位调整机构；磨头机构包括砂带、驱动轮、接触轮、张紧轮和磨头驱动电机，所述砂带绕过驱动轮和接触轮并通过张紧轮张紧，所述磨头驱动电机的动力输出轴与驱动轮传动配合；磨头进给机构包括相对于工件的轴向进给机构和径向进给机构，所述径向进给机构包括径向进给驱动电机和径向进给拖板，所述径向进给拖板与床身之间以可往复滑动的方式单自由度配合，所述径向进给驱动电机动力输出轴驱动径向进给拖板沿工件径向往复运动；所述轴向进给机构包括轴向进给驱动电机和轴向进给拖板，所述轴向进给拖板以可往复滑动的方式单自由度设置在径向进给拖板上，所述轴向进给驱动电机动力输出轴驱动轴向进给拖板沿工件轴向往复运动；所述磨头机构设置在轴向进给拖板上；工件方位调整机构包括工件夹具、使工件绕其圆心周向转动的角度调整机构I和使工件绕其径向旋转的角度调整机构II；角度调整机构I包括角度驱动电机I、支座和转动体，所述转动体以可绕自身轴线转动的方式单自由度设置在支座上，所述角度驱动电机I的动力输出轴与转动体传动配合，所述工件夹具固定设置在转动体上；角度调整机构II包括角度驱动电机II和旋转台，所述旋转台以可绕自身轴线转动的方式单自由度设置在床身上，所述角度调整机构I设置在旋转台上。
2. 根据权利要求1所述的螺旋桨叶片砂带磨床，其特征在于所述床身上 固定设置支架，支架上固定设置径向进给滑轨，所述径向进给拖板与径向进给 滑轨之间以可往复滑动的方式单自由度配合，所述径向进给驱动电机机体固定 设置在支架上。
3. 根据权利要求2所述的螺旋桨叶片砂带磨床，其特征在于所述径向进给驱动电机的动力输出轴通过丝杠传动机构I与径向进给拖板传动配合，所述 丝杠传动机构I的丝杠与径向进给驱动电机的动力输出轴在圆周方向固定配 合，丝杠传动机构I的螺母固定设置在径向进给拖板上；轴向进给驱动电机的 动力输出轴通过丝杠传动机构II与轴向进给拖板传动配合，所述丝杠传动机构 II的丝杠与轴向进给驱动电机的动力输出轴在圆周方向固定配合，轴向进给拖 板固定设置在丝杠传动机构II的丝杠上，丝杠传动机构II的螺母固定设置在径 向进给拖板上，轴向进给驱动电机机体固定设置在径向进给拖板上。
4. 根据权利要求3所述的螺旋桨叶片砂带磨床，其特征在于还包括自动 控制系统，所述磨头驱动电机设置电流互感器，所述电流互感器连接自动控制 系统，调节气缸的进气道设置进气电磁阀，所述进气电磁阀的控制机构连接自 动控制系统。
5. 根据权利要求4所述的螺旋桨叶片砂带磨床，其特征在于所述床身上 设置回转支撑体，所述旋转台转动配合设置在回转支撑体上，旋转台外圆周在圆周方向固定配合设置从动外齿轮，角度驱动电机n的动力输出轴通过齿轮啮合副与旋转台减速传动配合。
6. 根据权利要求5所述的螺旋桨叶片砂带磨床，其特征在于所述磨头驱 动电机、径向进给驱动电机、轴向进给驱动电机、角度驱动电机I和角度驱动电机n的动力输出轴分别通过各自的减速器与驱动轮、丝杠传动机构I的丝杠、丝杠传动机构n的丝杠、转动体和旋转台传动配合。
7. 根据权利要求6所述的螺旋桨叶片砂带磨床，其特征在于所述径向进 给滑轨沿竖直方向设置；所述轴向进给拖板通过轴向进给滑轨以可往复滑动的方式单自由度设置在径向进给拖板上。
8. 根据权利要求7所述的螺旋桨叶片砂带磨床，其特征在于所述接触轮 以可拆卸的方式设置在接触轮轴上。
9. 根据权利要求8所述的螺旋桨叶片砂带磨床，其特征在于磨头机构还包括至少一个托轮，所述张紧轮通过张紧机构驱动张紧砂带，张紧机构为气压 缸驱动机构。
全文摘要
本发明公开了一种螺旋桨叶片砂带磨床，包括床身、磨头机构、磨头进给机构和工件方位调整机构；磨头机构包括砂带、驱动轮、接触轮、张紧轮和磨头驱动电机，磨头进给机构包括相对于工件的轴向进给机构和径向进给机构，本发明通过合理分配磨头进给和工件方位角度调整，通过较短的传动链实现空间四个自由度的结合，保证磨头机构及工件夹持机构的刚性，接触轮高速旋转时，能保证接触轮与工件之间接触稳定，提高工作效率的同时能够保证复杂曲面工件加工尺寸精度，曲面抛光中磨削厚薄均匀，保证型面的质量，提高成品合格率，降低工人的劳动强度，降低管理及生产成本。
文档编号B24B21/16GK101664897SQ20091019083
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月11日 优先权日2009年9月11日
发明者荔 刘, 刘瑞杰, 杨俊峰, 云 黄, 智 黄 申请人:重庆三磨海达磨床有限公司