[发明专利]复杂曲面自适应磨抛加工机床

说明书

技术领域

本发明属于机械制造技术领域。

背景技术

复杂曲面研究对于航空航天、军工和一般民用工业都具有重要意义。发动机叶片、气轮机叶片、涡轮叶片、汽车覆盖件模具、光学透镜和其它具有复杂几何形状的零件都必须经过磨削和抛光加工才能达到外观和功能上的要求。

目前复杂曲面的加工方法主要有刚性工具磨抛和柔性工具磨抛两种。刚性工具(如砂轮、磨头、砂瓦等)磨抛方法国内外多采用点、线、面逼近的路径规划方法来实现对复杂曲面的加工；采用超高速、强力磨抛手段提高磨抛效率；采用工具修形、恒定磨抛力控制等方法提高磨抛精度；提高磨抛加工智能化自动化方面，国内外主要采用引入智能化、自动化新产品和技术到磨抛加工中，如将机器人、网络控制、模糊控制等引入磨抛加工。柔性工具(如抛光轮、气囊、砂带等)磨抛研究方面，主要有抛光轮磨抛加工方法、气囊磨抛加工方法和砂带磨抛加工方法。柔性磨抛工具由于弹性变形，被动适应工件表面，所以想要磨抛获得理想的复杂曲面模型，只能沿着一定预先规划好的加工路径微量去除逼近设计模型。

综上所述，刚性抛磨须经过点、线、面逼近且需要分散式的磨削、研磨、抛光等多次加工的传统模式完成对复杂曲面的加工，加工效率较低；柔性磨抛方法只是被动地适应工件表面，所以想要磨抛获得理想的复杂曲面模型，只能沿一定预先规划好的加工路径微量去除逼近设计模型。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有自适应能力的复杂曲面磨抛加工机床，以提高复杂曲面的磨抛效率和磨抛精度，降低机床设计的复杂程度。

下面结合附图对本发明作详细描述：

本发明由底座1、下溜板2、上溜板3、旋转工作台4、横梁8、右立柱9、左立柱10和工具系统组成，其中左立柱10和右立柱9的下端与底座1固接；左立柱10经左立柱10的左立柱丝杠37和左立柱滑动导轨36与横梁8左端连接，右立柱9经右立柱9的右立柱丝杠33和右立柱滑动导轨32与横梁8右端连接；横梁8中部与工具系统的工具板11固接；设有上溜板电机25的下溜板2经下溜板丝杠20、下溜板前导轨23和下溜板后导轨21与设有下溜板电机22的底座1连接；上溜板3经上溜板丝杠27、上溜板左导轨26和上溜板右导轨24与下溜板2连接；设有夹紧定位块5的旋转工作台4与上溜板3固接。

旋转工作台4上可固接翻转夹具18。

工具系统由工具头、驱动电机7、工具板11、驱动轮12、左张紧轮13、右张紧轮14和砂带15组成，其中左张紧轮13和右张紧轮14分别置于与工具板11固接的左张紧轮轴和右张紧轮轴上，且滚动配合；驱动轮12固接于与工具板11滚动连接的驱动轮轴的前端，驱动电机7固接于驱动轮轴的后端；工具头的单元体调控器16固接于工具板11底端；砂带15内侧由左张紧轮13、驱动轮12、右张紧轮14和工具头的单元体17底部支撑；工具板11上部与横梁8固接。

工具头由矩阵形分布的单元体17和单元体调控器16组成，其中单元体17的单元体支撑板51与单元体调控器16的调形支撑架39固接。

单元体调控器16由调形支撑架39、横向调形电机41、横向调形滑动导轨42、横向调形丝杠43、调形电机44和调形头45、纵向调形右滑动导轨40、纵向调形左滑动导轨46、纵向调形丝杠47和纵向调形电机48组成，其中纵向调形左滑动导轨46和纵向调形丝杠47固接于调形支撑架39上平面左侧；纵向调形右滑动导轨40固接于调形支撑架39上平面右侧；横向调形电机41固接于横向调形丝杠43的前端；纵向调形电机48固接于纵向调形丝杠47的右端；横向调形滑动导轨42和横向调形丝杠43的左端滑动连接在纵向调形左滑动导轨46、纵向调形丝杠47上；横向调形滑动导轨42和横向调形丝杠43的右端滑动连接在纵向调形右滑动导轨40上；调形头45固接于调形电机44的输出轴上构成调形工具系统，调形工具系统通过滑动副连接到横向调形滑动导轨42和横向调形丝杠43上。

单元体17由定位螺帽52、双头螺柱50、单元接触头49、紧固螺钉53和滚珠54组成，其中滚珠54镶嵌于单元接触头49上；双头螺柱50一端经螺纹副与单元接触头49连接，双头螺柱50另一端经定位螺帽52与单元体支撑板51连接，定位螺帽52经螺纹副与双头螺柱50连接，并由紧固螺钉53紧固；单元体支撑板51与单元体调控器16的调形支撑架39固接。

本发明中由底座1、左立柱10和右立柱9固定连接构成固定台，

下溜板2连接到底座1上，通过下溜板电机22、下溜板丝杠20、下溜板前导轨23、下溜板后导轨21带动下溜板2沿底座1做横向运动。