一种叶片光整系统的制作方法

本发明涉及机械加工中的表面光整，特别涉及一种叶片光整系统。

背景技术：

1、航空发动机叶片在精密铸造后，需要对其工作表面进行光整加工，提高其表面光洁度，延长其使用寿命。传统的的光整加工方法有手工光整、半自动机械光整以及全自动机械光整等。手工光整和半自动机械光整存在效率低、质量不稳定等问题。

2、目前市面上的全自动叶片光整机设有六个光整主轴，能同时装夹六个叶片进行全自动光整，具有光整质量可靠、效率也大幅提高。但也存在以下问题：

3、1、由于六个光整主轴全部安装在一个升降机构上同时升降，需要统一装夹完成后才能进行光整作业，光整作业过程中任一主轴不能中途停止；光整作业完成后才能统一更换叶片，光整作业过程中不可更换，因此光整作业准备时间长，设备利用率低。

4、2、六个光整主轴的旋转采用一个电机，通过齿轮传功来同时驱动六个光整主轴，所有主轴的转速一致，当需要光整两种要求不同的叶片时无法同时进行，只能分批进行，因此设备柔性不好。

5、3、由于六个光整主轴通过齿轮传功来同时驱动，其相对于滚筒装置的周向位置是固定的，不可更改，在光整作业时叶片相对滚筒装置的线速度只能通过改变滚筒的转速来实现，因此设备功能受限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种叶片光整系统，可解决现有技术中的不足。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种叶片光整系统，包括机架，所述机架下端安设有光整滚筒，所述光整滚筒内腔为叶片的光整工作空间，所述机架顶部安设有驱动光整滚筒旋转的驱动机构，所述驱动机构输出端与光整滚筒连接，所述机架上端安设有不少于两个用于带动叶片进行光整的主轴机构，所述叶片可拆卸安装于主轴机构输出端，在光整状态下，所述主轴机构带动叶片移至光整滚筒内腔并进行升降、旋转复合运动，所述叶片与光整滚筒旋转方向相反，该光整系统还包括电气控制柜和控制面板，所述主轴机构之间相互独立且由电气控制柜分别控制。

3、作为上述技术方案的进一步改进：

4、所述机架包括底座、支撑柱和安装板，所述光整滚筒转动设置于底座上方，所述支撑柱固装于光整滚筒外侧的底座上，所述支撑柱顶部与安装板固定连接，所述控制面板分别安装于支撑柱上，所述驱动机构位于安装板中间位置，所述驱动机构上端固装于安装板上，所述驱动机构输出端与光整滚筒连接，所述主轴机构上端安装在驱动机构外侧的安装板上，所述主轴机构下端穿过安装板上开设的通槽延伸至光整滚筒内腔上方。

5、所述驱动机构包括第一旋转电机、旋转支撑轴和传动单元，所述第一旋转电机通过电机座安装于安装板上表面，所述旋转支撑轴上端与安装板下表面中间位置转动连接，所述旋转支撑轴下端与光整滚筒底部中间位置转动连接，所述第一旋转电机输出端与传动单元一端连接，所述传动单元另一端与旋转支撑轴连接。

6、所述传动单元包括两个第一同步带轮、第一同步带、两个第一齿轮以及传动轴，所述传动轴垂直于贯穿安装板并与其转动连接，其中一个所述第一同步带轮固定安装在第一旋转电机输出端，另一个第一同步带轮固定安装在传动轴上端，两个所述第一同步带轮通过第一同步带连接，其中一个第一齿轮固装于旋转支撑轴上端，另一个第一齿轮固装于传动轴下端，两个第一齿轮相啮合。

7、所述主轴机构包括安装座、夹持件、带动夹持件上下移动的升降单元以及带动夹持件旋转的旋转单元，所述叶片安装在夹持件底端，所述安装座安装在安装板上，所述升降单元和旋转单元安装在安装座上，所述升降单元输出端与夹持件连接，所述旋转单元输出端与升降单元一端连接。

8、所述升降单元包括第一伺服电机、两个第二同步带轮、第二同步带、滚珠丝杆、连接块、导向杆、限位块、滚珠花键以及花键套，所述第一伺服电机固定安装于安装座上表面，所述第一伺服电机输出端贯穿安装座与其中一个第二同步带轮连接，所述滚珠丝杆转动连接在安装座上，所述滚珠丝杆下端延伸至安装座底部与另一个第二同步带轮连接，两个第二同步带轮通过第二同步带连接，所述导向杆固装于安装座上，所述导向杆上端设有限位块，所述连接块与滚珠丝杆螺纹连接，所述连接块与导向杆滑动连接，所述花键套套设于滚珠花键上并与其上下滑动连接，所述花键套与安装座转动连接，所述滚珠花键上端与连接块转动连接，所述滚珠花键下端穿过通槽与夹持件连接。

9、所述旋转单元包括第二旋转电机、两个第三同步带轮、第三同步带，所述第二旋转电机固装于安装座上表面，所述第二旋转电机输出端贯穿安装座固定连接其中一个第三同步带轮，另一个第三同步带轮固装于花键套下端，两个所述第三同步带轮通过第三同步带连接。

10、所述通槽为朝安装板中心位置延伸的条形槽，所述通槽两侧平行固装有“7”字型导轨，所述安装座底部安设有l型滑块，所述安装座与安装板滑动连接，所述“7”字型导轨上安设有紧固螺栓，所述安装板上安设有用于驱动安装座沿通槽方向移动的位置调节机构。

11、所述位置调节机构包括调节丝杆、丝杆螺母、手轮和固定座，所述丝杆螺母套设于调节丝杆一端且与其螺纹连接，所述丝杆螺母外壁与安装座固定连接，所述调节丝杆另一端与手轮固定连接，所述固定座固定安装于安装板上，所述调节丝杆与固定座转动连接。

12、还包括用于叶片光整时对其进行清洗的清洗机构，所述清洗机构包括喷嘴、接水盘以及外部水循环动力件，所述喷嘴位于叶片位置，所述接水盘通过支杆固定安装在底座上，所述光整滚筒套设于接水盘内侧且与其转动连接，光整滚筒底部安设有过滤网，所述接水盘与外部水循环动力件输入端连接，所述喷嘴与外部水循环动力件输出端连接。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本发明设置有多个主轴机构用于对叶片进行光整，且多个主轴机构由控制柜单独控制，根据加工需要，可分别对主轴机构参数(包括转速、升降转速、工作位置、上下往复运动距离)进行设置，极大缩短了工艺参数的试验时间，满足对不同光整要求的叶片同时进行加工，柔性极好。多个主轴机构工作时相互独立，在光整状态下可以对每根主轴进行上下料作业，而无需停机等待，不但提高了工作效率和设备利用率，而且由于设备不进行频繁启停，运行更加稳定可靠，使用寿命更长。

15、2、本发明通过第一伺服电机带动夹持件上的叶片上下往复运动，第二旋转电机带动夹持件上的叶片进行旋转，光整时，叶片具有两种运动形式，使叶片具有多种运行方式，从而与磨料充分接触，同时叶片上下往复运动速度和距离参数可设置，且夹持件与光整滚筒中心距离可调节，从而能实现更复杂、高效的光整加工，对工件的适用范围更广，光整加工效率更高。

16、3、本发明的第一旋转电机、第一伺服电机以及第二旋转电机均布置在设备顶部，可以防止工作时水进入造成电机损坏，同时设置接水盘和过滤网对生产用水进行回收再利用。

技术特征：

1.一种叶片光整系统，用于对发动机叶片表面进行光整加工，其特征在于，包括机架(2)，所述机架(2)下端安设有光整滚筒(1)，所述光整滚筒(1)内腔为叶片的光整工作空间，所述机架(2)顶部安设有驱动光整滚筒(1)旋转的驱动机构(3)，所述驱动机构(3)输出端与光整滚筒(1)连接，所述机架(2)上端安设有不少于两个用于带动叶片进行光整的主轴机构(4)，所述叶片可拆卸安装于主轴机构(4)输出端，在光整状态下，所述主轴机构(4)带动叶片移至光整滚筒(1)内腔并进行升降、旋转复合运动，所述叶片与光整滚筒(1)旋转方向相反，该光整系统还包括电气控制柜和控制面板(5)，所述主轴机构(4)之间相互独立且由电气控制柜分别控制。

2.根据权利要求1所述的叶片光整系统，其特征在于，所述机架(2)包括底座(21)、支撑柱(22)和安装板(23)，所述光整滚筒(1)转动设置于底座(21)上方，所述支撑柱(22)固装于光整滚筒(1)外侧的底座(21)上，所述支撑柱(22)顶部与安装板(23)固定连接，所述控制面板(5)分别安装于支撑柱(22)上，所述驱动机构(3)位于安装板(23)中间位置，所述驱动机构(3)上端固装于安装板(23)上，所述驱动机构(3)输出端与光整滚筒(1)连接，所述主轴机构(4)上端安装在驱动机构(3)外侧的安装板(23)上，所述主轴机构(4)下端穿过安装板(23)上开设的通槽(231)延伸至光整滚筒(1)内腔上方。

3.根据权利要求2所述的叶片光整系统，其特征在于，所述驱动机构(3)包括第一旋转电机(31)、旋转支撑轴(32)和传动单元(33)，所述第一旋转电机(31)通过电机座安装于安装板(23)上表面，所述旋转支撑轴(32)上端与安装板(23)下表面中间位置转动连接，所述旋转支撑轴(32)下端与光整滚筒(1)底部中间位置转动连接，所述第一旋转电机(31)输出端与传动单元(33)一端连接，所述传动单元(33)另一端与旋转支撑轴(32)连接。

4.根据权利要求3所述的叶片光整系统，其特征在于，所述传动单元(33)包括两个第一同步带轮(331)、第一同步带(332)、两个第一齿轮(333)以及传动轴(334)，所述传动轴(334)垂直于贯穿安装板(23)并与其转动连接，其中一个所述第一同步带轮(331)固定安装在第一旋转电机(31)输出端，另一个第一同步带轮(331)固定安装在传动轴(334)上端，两个所述第一同步带轮(331)通过第一同步带(332)连接，其中一个第一齿轮(333)固装于旋转支撑轴(32)上端，另一个第一齿轮(333)固装于传动轴(334)下端，两个第一齿轮(333)相啮合。

5.根据权利要求4所述的叶片光整系统，其特征在于，所述主轴机构(4)包括安装座(41)、夹持件(42)、带动夹持件(42)上下移动的升降单元(43)以及带动夹持件(42)旋转的旋转单元(44)，所述叶片安装在夹持件(42)底端，所述安装座(41)安装在安装板(23)上，所述升降单元(43)和旋转单元(44)安装在安装座(41)上，所述升降单元(43)输出端与夹持件(42)连接，所述旋转单元(44)输出端与升降单元(43)一端连接。

6.根据权利要求5所述的叶片光整系统，其特征在于，所述升降单元(43)包括第一伺服电机(431)、两个第二同步带轮(432)、第二同步带(433)、滚珠丝杆(434)、连接块(435)、导向杆(436)、限位块(437)、滚珠花键(438)以及花键套(439)，所述第一伺服电机(431)固定安装于安装座(41)上表面，所述第一伺服电机(431)输出端贯穿安装座(41)与其中一个第二同步带轮(432)连接，所述滚珠丝杆(434)转动连接在安装座(41)上，所述滚珠丝杆(434)下端延伸至安装座(41)底部与另一个第二同步带轮(432)连接，两个第二同步带轮(432)通过第二同步带(433)连接，所述导向杆(436)固装于安装座(41)上，所述导向杆(436)上端设有限位块(437)，所述连接块(435)与滚珠丝杆(434)螺纹连接，所述连接块(435)与导向杆(436)滑动连接，所述花键套(439)套设于滚珠花键(438)上并与其上下滑动连接，所述花键套(439)与安装座(41)转动连接，所述滚珠花键(438)上端与连接块(435)转动连接，所述滚珠花键(438)下端穿过通槽(231)与夹持件(42)连接。

7.根据权利要求6所述的叶片光整系统，其特征在于，所述旋转单元(44)包括第二旋转电机(441)、两个第三同步带轮(442)、第三同步带(443)，所述第二旋转电机(441)固装于安装座(41)上表面，所述第二旋转电机(441)输出端贯穿安装座(41)固定连接其中一个第三同步带轮(442)，另一个第三同步带轮(442)固装于花键套(439)下端，两个所述第三同步带轮(442)通过第三同步带(443)连接。

8.根据权利要求7所述的叶片光整系统，其特征在于，所述通槽(231)为朝安装板(23)中心位置延伸的条形槽，所述通槽(231)两侧平行固装有“7”字型导轨，所述安装座(41)底部安设有l型滑块，所述安装座(41)与安装板(23)滑动连接，所述“7”字型导轨上安设有紧固螺栓，所述安装板(23)上安设有用于驱动安装座(41)沿通槽(231)方向移动的位置调节机构(6)。

9.根据权利要求8所述的叶片光整系统，其特征在于，所述位置调节机构(6)包括调节丝杆(61)、丝杆螺母(62)、手轮(63)和固定座(64)，所述丝杆螺母(62)套设于调节丝杆(61)一端且与其螺纹连接，所述丝杆螺母(62)外壁与安装座(41)固定连接，所述调节丝杆(61)另一端与手轮(63)固定连接，所述固定座(64)固定安装于安装板(23)上，所述调节丝杆(61)与固定座(64)转动连接。

10.根据权利要求2-9中任一项所述的叶片光整系统，其特征在于，还包括用于叶片光整时对其进行清洗的清洗机构，所述清洗机构包括喷嘴、接水盘(7)以及外部水循环动力件，所述喷嘴位于叶片位置，所述接水盘(7)通过支杆固定安装在底座(21)上，所述光整滚筒(1)套设于接水盘(7)内侧且与其转动连接，光整滚筒(1)底部安设有过滤网(8)，所述接水盘(7)与外部水循环动力件输入端连接，所述喷嘴与外部水循环动力件输出端连接。

技术总结
本发明公开了一种叶片光整系统，包括机架，机架下端安设有光整滚筒，光整滚筒内腔为叶片的光整工作空间，机架顶部安设有驱动光整滚筒旋转的驱动机构，驱动机构输出端与光整滚筒连接，机架上端安设有不少于两个用于带动叶片进行光整的主轴机构，叶片可拆卸安装于主轴机构输出端，在光整状态下，主轴机构带动叶片移至光整滚筒内腔并进行升降、旋转复合运动，叶片与光整滚筒旋转方向相反，该光整系统还包括电气控制柜和控制面板，主轴机构之间相互独立且由电气控制柜分别控制。本发明多个主轴机构由控制柜单独控制，根据加工需要，分开对主轴机构参数进行设置，极大缩短了工艺参数的试验时间，满足对不同光整要求的叶片同时进行加工，柔性极好。

技术研发人员：骆宇平
受保护的技术使用者：株洲鹏发机电制造有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/28