隔热材料打磨装置及其打磨方法与流程

本发明涉及一种打磨技术，特别是涉及一种隔热材料打磨装置及其打磨方法。

背景技术：

高速飞行发动机在工作时，燃烧室壁面温度可高达3000k，为了保护发动机外的金属工件及电子设备，需要在燃烧室外壁和金属工件内壁包覆耐高温的隔热材料进行热防护，包覆隔热材料后在将圆筒状燃烧室和圆筒状工件进行组装。

燃烧室外表面和金属圆筒状工件内表面包覆的通常是具有一定柔性的纤维质隔热材料，而为了尽量减少两者套装后的间隙，要求圆筒状工件内表面的隔热材料外形尺寸公差不超过0.2mm。圆筒状工件的长度在1.5-2m范围内，直径在450-500mm范围内，隔热材料在内表面包覆完成之后为圆柱面，即要求隔热材料通过加工后圆柱度不超过0.2mm。通常内圆形面的加工可通过内圆磨床来实现，而对于长度接近2m的工件需要内圆磨床的工作台尺寸也达到2m以上。而这种大尺寸内圆磨床比较少见，价格也非常昂贵。并且需要加工的柔性隔热材料具有较大的回弹性，如何选择合适的加工磨头也是一个难题。

鉴于圆筒状工件外径经过粗加工且具有一定刚性，圆筒内壁两端法兰各有一条可作为导轨的内圆精密加工面，发明了一种内圆磨削修整装置，该装置成本低、操作简单，对柔性纤维质隔热材料的表面加工之后能够达到要求的外形尺寸精度。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于，提供一种隔热材料打磨装置及其打磨方法，所要解决的技术问题是，对工件内表面的隔热材料进行精密的打磨加工，提高了工件内表面尺寸的精度，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本发明提出的一种隔热材料打磨装置，包括，基础台架系统、限位机构2、梁架基准支撑系统、导轨箱移动系统、进刀调整夹紧机构、磨削动力头和电控系统，其中，所述的基础台架系统包括基座11、工件旋转驱动减速电机12、离合器13、驱动支撑轮14和从动支撑轮15，所述的工件旋转驱动减速电机12与所述的驱动支撑轮14连接，带动所述的驱动支撑轮14转动，所述的驱动支撑轮14和所述的从动支撑轮15形成支撑构架，为待打磨工件提供支撑，所述的待打磨工件表面粘贴有隔热材料，优先的，所述的待打磨工件的内表面粘贴有隔热材料；所述的限位机构2对所述的梁架基准支撑系统进行限制，所述限位机构2的第一端与所述的梁架基准支撑系统连接，所述的限位机构2的第二端与所述的基座11连接；所述的梁架基准支撑系统3为工件打磨提供径向基准，所述梁架基准支撑系统包括支架31、基准支撑轮32、基准压紧轮33、刚性梁34、滚动导轨副35，所述的支架31的第一端与基准支撑轮32相连，所述的支架31的第二端与基准压紧轮33相连，所述的刚性梁34与所述的支架31连接，所述的滚动导轨副35在所述的刚性梁34上滚动；所述的导轨箱移动系统包括丝杠41、开合螺母42和导轨箱43，所述的滚动导轨副35位于所述的导轨箱43内，所述开合螺母42的第一端与所述的丝杠41连接，所述开合螺母42的第二端与所述的导轨箱43连接；所述的进刀调整夹紧机构包括螺旋微调进刀机构51和夹紧机构，所述的进刀调整夹紧机构的第一端与所述的导轨箱43连接，所述的进刀调整夹紧机构的第二端与所述的磨削动力头连接；所述的磨削动力头包括电机和磨轮。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的一种隔热材料打磨装置，其中所述的离合器13为齿形离合器。

优选的，前述的一种隔热材料打磨装置，其中所述的离合器13的一端连接所述的工件旋转驱动减速电机12，所述的离合器13的另一端连接驱动支撑轮14。

优选的，前述的一种隔热材料打磨装置，其中所述的限位机构2为限位支架。优选的，前述的一种隔热材料打磨装置，其中所述的支架31包括第一支架和第二支架，所述的第一支架与两个基准支撑轮32和一个基准压紧轮33连接，和，所述的第二支架与两个基准支撑轮一个基准压紧轮33连接。

优选的，前述的一种隔热材料打磨装置，其中所述的磨轮表面镀有金刚石。

优选的，前述的一种隔热材料打磨装置，其中所述的丝杠41为螺杆或螺柱。

优选的，前述的一种隔热材料打磨装置，其中所述的丝杠41的一端有把手，所述的把手用于转动所述的丝杠41。

优选的，前述的一种隔热材料打磨装置，所述的梁架基准支撑系统还包括调准机构，所述的调准机构可调节刚性梁与支架的连接部分，使得刚性梁与工件的轴线平行。优选的，所述的调准机构为调节螺母。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。

依据本发明提出的一种隔热材料打磨方法，采用上述任一项所述的一种隔热材料打磨装置，所述的隔热材料打磨方法为，将所述的待打磨工件放置在由驱动支撑轮14和从动支撑轮15形成的支撑架构上，所述的工件旋转驱动减速电机12带动所述的驱动支撑轮14转动，所述的驱动支撑轮14带动所述的待打磨工件在所述的支撑构架上转动；所述的电机带动所述的磨轮转动，对所述的待打磨工件进行打磨；所述的导轨箱移动系统和所述的进刀调整夹紧结构控制所述的磨轮的打磨位置，所述的待打磨工件表面粘贴有隔热材料，优选的，所述的待打磨工件的内表面粘贴有隔热材料。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的一种隔热材料打磨方法，其中所述的所述的开合螺母42关闭时，转动所述的把手，所述的丝杠41转动，所述的闭合螺母带动所述的导轨箱43移动系统和所述的进刀调整夹紧结构移动，进而控制所述的磨轮的打磨位置；或者，所述的开合螺母42打开时，所述的导轨箱43移动系统在所述的刚性梁34上移动，进而控制所述的磨轮的打磨位置。

借由上述技术方案，本发明一种隔热材料打磨装置和打磨方法至少具有下列优点：

1、采用本发明提供的隔热材料打磨装置，可以对粘贴有隔热材料的工件表面进行自动打磨。

本发明提供的隔热材料打磨装置中，磨削动力头包括电机，电机带动磨轮转动，可实现对工件表面，尤其是工件内表面进行自动打磨。

当待打磨工件为大型工件时(如套在飞行器发动机的发动机燃烧室的外的金属圆筒状工件，该圆筒状工件的长度为1.5-2m，直径为450-500mm)，打磨面积大，打磨路径长，本发明提供的工件打磨装置可以对工件内表面进行自动打磨，节省人力。

2、采用本发明提供的隔热材料打磨装置，对工件表面的打磨更加精细，提高了工件表面的圆度，更加符合对工件精密度的要求。

本发明通过限位机构2、梁架基准支撑系统、导轨箱移动系统、进刀调整夹紧机构等结构的设置，对磨轮的打磨位置和移动路径进行了严格的限制，进而提高了打磨装置的准确性，使打磨后的工件更加符合实际生产的需求。

3、采用本发明提供的隔热材料打磨装置，可以对工件的整体表面进行打磨，也可以对工件的部分表面进行打磨。

本发明提供的隔热材料打磨装置，当开合螺母42关闭时，转动把手，则所述的丝杠41随之转动，螺母带动所述的导轨箱43移动系统和所述的进刀调整夹紧结构移动，进而控制所述的磨轮的打磨位置。此时，导轨箱43移动系统的运动速率较小，当工件的整体表面或大部分表面需要打磨时，可采用此种打磨方式。

当开合螺母42打开时，开合螺母42与丝杠41断开连接，此时，所述的导轨箱43移动系统在所述的刚性梁34上移动，进而控制所述的磨轮的打磨位置。当工件的局部表面需要打磨时，可以使导轨箱43在所述的刚性梁34表面滑动到待打磨位置后，进行打磨。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明实施例提供的隔热材料打磨装置示意图。

图2是本发明实施例提供的隔热材料打磨装置的左视图(或右视图)。

图3是本发明实施例提供的隔热材料打磨装置的梁架基准支撑系统示意图。

基座11、工件旋转驱动减速电机12、齿形离合器13、驱动支撑轮14、从动支撑轮15、限位机构2、支架31、基准支撑轮32、基准压紧轮33、刚性梁34、滚动导轨副35、丝杠41、开合螺母42、导轨箱43、螺旋微调进刀机构51、电机61、磨轮62、待打磨工件7、打磨表面71。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的工件打磨装置及其打磨方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

本发明提供了一种隔热材料打磨装置，如图1和图2所示。

本发明提供的一种隔热材料打磨装置，包括，基础台架系统、限位机构2、梁架基准支撑系统、导轨箱移动系统、进刀调整夹紧机构、磨削动力头和电控系统，其中，所述的基础台架系统包括基座11、工件旋转驱动减速电机12、离合器13、驱动支撑轮14和从动支撑轮15，所述的工件旋转驱动减速电机12与所述的驱动支撑轮14连接，带动所述的驱动支撑轮14转动，所述的驱动支撑轮14和所述的从动支撑轮15形成支撑构架，为待打磨工件提供支撑；所述的限位机构2对所述的梁架基准支撑系统进行限制，所述限位机构2的第一端与所述的梁架基准支撑系统连接，优选的，所述的限位机构的第一端与所述的支架连接。所述的限位机构2的第二端与所述的基座11连接；所述的梁架基准支撑系统(如图3所示)为工件打磨提供径向基准，所述梁架基准支撑系统包括支架31、基准支撑轮32、基准压紧轮33、刚性梁34、滚动导轨副35和调准机构，所述的支架31的第一端与基准支撑轮32相连，所述的支架31的第二端与基准压紧轮33相连，所述的刚性梁34与所述的支架31连接，所述的滚动导轨副35在所述的刚性梁34上滚动；所述的导轨箱43移动系统包括丝杠41、开合螺母42和导轨箱43，所述的滚动导轨副35位于所述的导轨箱43内，所述开合螺母42的第一端与所述的丝杠41连接，所述开合螺母42的第二端与所述的导轨箱43连接；所述的进刀调整夹紧机构包括螺旋微调进刀机构51和夹紧机构，所述的进刀调整夹紧机构的第一端与所述的导轨箱43连接，所述的进刀调整夹紧机构的第二端与所述的磨削动力头连接；所述的磨削动力头包括电机和磨轮。

所述的基础台架系统为待打磨工件7提供支架31、支撑和旋转动力。其中，基座11为待打磨工件提供支架31作用，工件旋转驱动减速电机12通过离合器13与驱动支撑轮14连接，带动驱动支撑轮14转动，驱动支撑轮14与从动支撑轮15通过空间位置排布，形成支撑构架，为待打磨工件7提供支撑。这样，待打磨工件就在驱动支撑轮14的带动下，在由驱动支撑轮14和从动支撑轮15形成的支撑构架上转动。优选的，所述的待打磨工件为两端开口的圆筒状结构，以其中一个开口端为工件的第一端，另一个开口端为工件的第二端，所述的驱动支撑轮14和从动支撑轮15的数量均为1个，且所述的驱动支撑轮14和所述的从动支撑轮15分别位于所述的工件的中间部位的两侧；优选的，将所述的圆筒状工件的中心点与所述的驱动支撑轮14的中心点和所述的从动支撑轮15的中心点连接，所构成的形状为正三角形，以形成稳定的支撑构架；优选的，所述的驱动支撑轮14和从动支撑轮15的数量均为2个，分别为第一驱动支撑轮14和第二驱动支撑轮14，第一从动支撑轮15和第二从动支撑轮15，所述的第一驱动支撑轮14和第一从动支撑轮15位于工件的第一端，所述的第二驱动支撑轮14和第二从动支撑轮15位于工件的第二端，为待打磨工件提供另一种稳定的支撑构架。当需要对工件的局部进行打磨时，所述的驱动支撑轮14也可以处于不旋转的状态。

所述的梁架基准支撑系统为工件打磨提供径向基准，此处的径向是指沿待打磨工件的半径的方向。优选的，所述的支架31包括第一支架和第二支架，所述的第一支架位于工件的第一端，所述的第二支架位于工件的第二端，所述的刚性梁34为所述的滚动导轨副35提供运动轨道和支撑，所述的刚性梁34的第一端连接第一支架，所述的刚性梁34的第二端连接第二支架，即所述的刚性梁34位于所述的工件的空腔内。优选的，所述的支架包括三个支撑杆，所述的三个支撑杆有一个共同的端点，所述的支架31的第一支撑杆连接基准压紧轮33，所述的支架31的第二支撑杆和第三支撑杆均连接基准支撑轮32，形成“三脚轮”的结构。优选的，所述的工件的两端均有法兰，所述的三脚轮可以在所述的法兰的内表面上滚动，优选的，与所述的工件做同步运动(此处的“三脚轮”转动，仅为三脚轮中的基准支撑轮和基准压紧轮转动，构成三脚轮的支架不转动)。

本发明进一步提供了一种隔热材料打磨方法。

采用本发明提供的一种隔热材料打磨方法，其工件打磨方法为，将所述的待打磨工件放置在由驱动支撑轮14和从动支撑轮15形成的支撑架构上，所述的工件旋转驱动减速电机12带动所述的驱动支撑轮14转动，所述的驱动支撑轮14带动所述的待打磨工件在所述的支撑构架上转动；所述的电机带动所述的磨轮转动，对所述的待打磨工件进行打磨；所述的导轨箱43移动系统和所述的进刀调整夹紧结构控制所述的磨轮的打磨位置，待打磨工件表面粘贴有隔热材料。

优选的，所述的待打磨工件为两端开口的圆筒状结构，例如，套在飞行器发动机的发动机燃烧室的外的金属圆筒状工件；优选的，所述的工件为大型工件，例如，长度为1.5-2m，直径为450-500mm的工件；优选的，所述的工件打磨装置用于打磨套在飞行器发动机的燃烧室外的金属圆筒状工件的隔热材料(如背景技术中描述的隔热材料)。

实施例1

本实施例提供一种隔热材料打磨方法。

待打磨工件为套在飞行器发动机的发动机燃烧室的外的金属圆筒状工件，所述的金属圆筒状工件长度为2m，直径为500mm，用所述的待打磨工件7打磨所述的金属圆筒状工件的内表面铺设的隔热材料71，所述的隔热材料为陶瓷材质。对内表面铺设的隔热材料的金属圆筒状工件的内表面(即隔热材料)进行整体打磨。

将本实施例所述的工件放置在由驱动支撑轮14和从动支撑轮15形成的支撑架构上；

将所述的滚动导轨副35与所述的调准机构连接，并将所述的滚动导轨副35置于所述的导轨箱43内，所述的调准机构可使两端基准连线与导轨(此处的导轨为刚性梁34或丝杠41)保持水平(此处的“两端基准连线”为金属圆筒状工件的轴心线)，将进刀调整结构的第一端与导轨箱43连接，第二端与磨削动力头连接；

将所述的导轨箱43移动系统的丝杠41与所述的支架31(此处的支架31可以是第一支架，也可以是第二支架)的第一支撑杆连接，所述的丝杠41为螺杆，所述的螺杆的一端有转动把手。以金属圆筒状工件的空腔一侧为第一支撑杆的内侧，则另一侧为第一支撑杆的外侧，所述的转动把手位于第一支撑杆的外侧，所述的第一支撑杆有所述的螺杆可以穿过的穿孔，所述的穿孔与所述的螺杆的界面的距离小于0.5mm，所述的螺杆分为第一部分和第二部分，螺杆位于穿孔位置的部分为螺杆的第一部分，所述的第一部分没有螺纹，以保证螺杆可以在穿孔部位随着转动把手转动，所述的第二部分有螺纹，所述的螺纹与开合螺母42内表面的螺纹相契合；

开启所述的工件旋转驱动减速电机12，所述的工件旋转驱动减速电机12带动所述的驱动支撑轮14转动，所述的驱动支撑轮14带动所述的待打磨工件在所述的支撑构架上转动，工件转动带动基准支撑轮和基准压紧轮沿工件两侧的法兰面转动。打开磨削动力头的电机，对所述的金属圆筒状工件的内表面进行打磨。关闭所述的开合螺母42，转动所述的转动把手，开合螺母42在螺杆上移动，并通过导轨箱43带动所述的磨削动力头在水平位置移动，因此，所述的磨削动力头在进行打磨的同时，可以在水平位置移动，以进行下一个部位的打磨。

打开所述的开合螺母42，则开合螺母42断开了与螺杆的连接，此时，导轨箱43在所述的刚性梁34上滑动至待打磨位置，并进行打磨，这样可以对金属圆筒状工件进行局部打磨。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的装置解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的部件进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的部件组合成一个部件，以及此外可以把它们分成多个子部件。除了这样的特征中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何装置的所有部件进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以它们的组合实现。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或组件。位于部件或组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件或组件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。在列举了若干部件的权利要求中，这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。