專利名稱：適用于圓周方向均布曲面結(jié)構(gòu)的同步數(shù)控加工方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用同步運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)及其控制下的線狀或帶狀工具或電極實(shí)現(xiàn)葉輪、葉片高效套料開槽加工的方法及裝置，所述的工具電極在必要時(shí)可在該機(jī)構(gòu)作用下產(chǎn)生所需要的變形且變形量隨加工過程不斷變化，可與電解、電火花等加工技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著汽車以及航天工業(yè)的發(fā)展，空間復(fù)雜曲面加工越來越成為加工行業(yè)的重點(diǎn)及難點(diǎn)。例如葉片、整體葉輪、渦輪等各類空間復(fù)雜曲面零件。這類零件大多工作在高溫、高壓。高轉(zhuǎn)速條件下，選用材料多為難切削材料，再加上葉輪、渦輪等為整體結(jié)構(gòu)，帶有幾十至數(shù)百片復(fù)雜型面葉片，其加工一直為制造業(yè)中的難點(diǎn)。精密鑄造、五坐標(biāo)數(shù)控銑削、電解加工在整體葉輪加工中已經(jīng)得到較多的應(yīng)用。鑄造方法生產(chǎn)效率高，精度較高，但受到材料可鑄性及強(qiáng)度的限制，廢品率較高，生產(chǎn)過程復(fù)雜。五坐標(biāo)數(shù)控銑削柔性好，生產(chǎn)周期短，但生產(chǎn)效率低，對薄壁件容易產(chǎn)生變形，特別對窄通道類型的整體葉輪，加工很難進(jìn)行。電解加工以其加工過程中無切削力、無變形、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。電解加工葉輪的方法很多，電解套料是比較成熟的方法，生產(chǎn)率高，表面質(zhì)量好，可加工薄壁件，無變形，但只能加工等截面葉片整體葉輪。機(jī)械靠模電解可加工變截面扭曲葉片整體葉輪，但一種葉輪加工對應(yīng)一種仿型夾具，設(shè)計(jì)、制造、調(diào)整的工作量大，加工柔性很差，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長。數(shù)控電解加工是一種較新的加工技術(shù)，可加工各種難切削金屬材料的復(fù)雜構(gòu)件、薄壁件，加工柔性好，綜合發(fā)揮了數(shù)控技術(shù)及電解加工兩者的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。美國GE公司、英國R. R公司等采用了以成型或近成型陰極進(jìn)行多坐標(biāo)數(shù)控送進(jìn)運(yùn)動的加工方式，電解加工先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的大直徑整體葉輪及難切削材料制成的復(fù)雜形狀的薄壁整體機(jī)匣。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院徐家文等對多種規(guī)格斷面變化小的整體葉輪，采用數(shù)控展成電解工藝。根據(jù)被加工曲面輪廓，設(shè)計(jì)專用的最佳漸近近似成形陰極。加工時(shí)通過電極的展成進(jìn)給與平面擺動，以多軸聯(lián)動包絡(luò)軌跡形成葉片型面，能一次進(jìn)給去除通道大部分余量，手工拋光達(dá)精度要求，工藝方法適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)率高、表面質(zhì)量好。該加工方法仍處于試驗(yàn)研究階段，暫未推廣到大規(guī)模生產(chǎn)。電解加工以其加工過程中無切削力、無變形、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。但目前應(yīng)用的葉輪電解加工仍有其缺點(diǎn)。電解加工所用的加工工具為電解電極，包括有成型電極、近成型電極、非成型電極。這些加工工具在加工時(shí)均為固定的形狀，使用時(shí)各有其缺點(diǎn)。使用成型電極和近成型電極加工，設(shè)計(jì)、制造、調(diào)整的工作量大，加工柔性很差，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長。使用非成型電極則加工效率較低。且目前的曲面加工的電解加工方法均為腐蝕性加工，去除的大量工件材料進(jìn)入電解液，不符合綠色環(huán)保理念?，F(xiàn)有的整體葉輪加工方法均為逐個加工各個葉片，加工效率較低。加工中所使用的加工工具有刀具，磨具，電解電極等。這些加工工具在加工過程中均為固定形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用同步運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)及其控制下的線狀或帶狀工具或電極實(shí)現(xiàn)葉輪、葉片高效套料開槽加工的方法及裝置，可與電解、電火花等加工技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，所述的工具電極在必要時(shí)可在該機(jī)構(gòu)作用下產(chǎn)生所需要的變形且變形量隨加工過程不斷變化。本發(fā)明采用的技術(shù)方案的特征包括通過電極同步控制單元夾持一組工具或電極，并可以控制其兩端的多個自由度，使工具或電極的加工段形成特定的曲線形態(tài)加工零件。所述的工具電極沿圓周向均勻分布，加工過程中，電極同步控制單元可控制一組工具或電極同時(shí)實(shí)現(xiàn)曲線形態(tài)或空間位置的改變，實(shí)現(xiàn)各種空間復(fù)雜曲面的線切割加工，并可同時(shí)加工沿圓周均布的多個曲面，大大提高生產(chǎn)效率。
所述工具或電極，加工段兩端夾持在上下控制桿的頂端，在一定范圍可改變形狀。工具或電極截面可為圓形、矩形、或其它類似可用簡單結(jié)構(gòu)組合出的形狀，必要時(shí)工具內(nèi)部可設(shè)通液孔道。加工過程中，工具或電極可切割工件，使得僅有少量工件材料損耗(溶入電解液)，有利于金屬材料和電解液的循環(huán)利用，較傳統(tǒng)電解加工更加綠色環(huán)保。所述電極同步控制單元分為上下兩個對稱結(jié)構(gòu)，分別控制工具或電極加工段兩端的五個自由度，電極同步控制單元下由控制桿后端同步驅(qū)動模塊、控制桿前端同步驅(qū)動模塊、控制桿組成。控制為一組沿圓周均勻分布的桿，每一根控制桿的上端都夾持一根工具或電極的一端?？刂茥U后端同步驅(qū)動模塊、二分別控制控制桿上下端在徑向、圓周向、軸向的位置。通過確定控制桿上下端兩點(diǎn)的位置即可確定控制桿在空間的位置及方向。所述控制桿后端同步驅(qū)動模塊設(shè)有伺服電機(jī)一控制垂直方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)，垂直方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)具有絲桿傳動副，其中絲桿即為軸一，固定在機(jī)匣底座上，螺母與所述伺服電機(jī)一連接，螺母通過一轉(zhuǎn)臺軸承連接滑動座。伺服電機(jī)一帶動螺母轉(zhuǎn)動，可推動滑動座沿軸一上的花鍵上下移動。所述滑動座上設(shè)有伺服電機(jī)二、伺服電機(jī)三和XY向并聯(lián)傳動機(jī)構(gòu)。該XY向并聯(lián)傳動機(jī)構(gòu)具有一直線導(dǎo)軌移動副和一平面螺紋傳動副。伺服電機(jī)二控制一徑向?qū)к増A盤，沿圓周均勻分布若干徑向直線導(dǎo)軌，每條導(dǎo)軌內(nèi)有相應(yīng)的作動器。該圓盤由兩個半圓拼裝而成，便于安裝，可根據(jù)待加工工件沿圓周均布的曲面數(shù)量而替換成相應(yīng)數(shù)量導(dǎo)軌的圓盤?？刂茥U后端同步驅(qū)動模塊的作動器外端與控制桿下端通過球銷副連接，球銷副限制控制桿下端的位置移動以及沿自身軸向的轉(zhuǎn)動，使控制桿可實(shí)現(xiàn)另兩個方向的自由轉(zhuǎn)動。作動器上端面有突起，通過突起與一螺紋圓盤連接。伺服電機(jī)三可控制螺紋圓盤轉(zhuǎn)動。當(dāng)伺服電機(jī)二和伺服電機(jī)三以相同速度相同方向一起轉(zhuǎn)動，驅(qū)動螺紋圓盤和徑向?qū)к増A盤一起轉(zhuǎn)動，夾在兩圓盤中間的作動器也以相同速度相同方向跟著轉(zhuǎn)動。且由于是對稱均勻分布，每塊作動器轉(zhuǎn)動量相同?？刂茥U后端同步驅(qū)動模塊的作動器外端與控制桿下端由球銷副連接，作動器驅(qū)動控制桿下端隨之沿圓周轉(zhuǎn)動，同樣每一根控制桿的運(yùn)動量相同。當(dāng)?shù)谌欧姍C(jī)和第二伺服電機(jī)存在速度差時(shí)，螺紋圓盤16相對徑向?qū)к増A盤18轉(zhuǎn)動，作動器受螺紋驅(qū)動，沿徑向直線導(dǎo)軌做直線運(yùn)動，帶動控制桿后端做徑向直線運(yùn)動。所述控制桿前端同步驅(qū)動模塊結(jié)構(gòu)與控制桿后端同步驅(qū)動模塊相似，不同之處僅在于作動器外端設(shè)有關(guān)節(jié)軸承，控制桿上端穿過軸承內(nèi)圈，可實(shí)現(xiàn)三個方向的自由轉(zhuǎn)動，以及沿桿自身軸向的移動。所述控制桿后端同步驅(qū)動模塊、二分別控制一組作動器在徑向、圓周向、軸向的運(yùn)動。作動器與控制桿上下端連接，帶動控制桿上下在徑向、圓周向、軸向方向的運(yùn)動。通過確定控制桿上下端兩點(diǎn)的位置即可確定控制桿在空間的位置及方向?？刂茥U頂端設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)夾持工具或電極一端。確定控制桿在空間的位置及方向即確定了工具或電極的一端在空間的位置及方向。加工時(shí)，通過控制工具或電極夾持端在多個自由度上的移動和轉(zhuǎn)動，控制工具或電極呈不同的曲線形態(tài)，且實(shí)現(xiàn)在加工過程中曲線形態(tài)的連續(xù)變化。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種曲面結(jié)構(gòu)同步數(shù)控加工裝置，其特征在于包括下電極同步控制單元，用于確定至少一根電極絲的下端的位置； 上電極同步控制單元，用于確定所述至少一根電極絲的上端的位置，其中，在曲面結(jié)構(gòu)的數(shù)控加工中，通過改變電機(jī)絲的位置和/或形狀可加工出所需的工件曲面。


圖I是曲線電解機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是工件裝卸示意圖。圖3是結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是結(jié)構(gòu)圖。圖5是爆炸圖。圖6是機(jī)構(gòu)簡圖。標(biāo)號說明I是液壓缸，2是機(jī)匣，3是電極同步控制單元上，4是電極絲，5是電極同步控制單元下，6是軸一，7是工件安裝臺，8是工件(葉輪)，9是頂尖，10是軸二。11是控制桿前端同步驅(qū)動模塊，12是控制桿組，13是控制桿后端同步驅(qū)動模塊。14是滑動座，15-1是伺服電機(jī)三轉(zhuǎn)子，15-2是伺服電機(jī)三定子，16是螺紋圓盤，17是作動器，18是導(dǎo)軌圓盤，19-1是伺服電機(jī)二轉(zhuǎn)子，19-2是伺服電機(jī)二定子，20-1是伺服電機(jī)一轉(zhuǎn)子，20-2是伺服電機(jī)一定子，21是轉(zhuǎn)臺軸承。22是水平方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)，23是垂直方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)。24是曲線電極，25是控制桿前端同步驅(qū)動模塊的作動器，26是控制桿后端同步驅(qū)動模塊的作動器，27是關(guān)節(jié)軸承，28是球銷副。29是活塞桿，30是螺母。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施例。圖I為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的形狀可變曲線電極電解機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖。機(jī)匣2頂部安裝一個液壓缸I。機(jī)匣2上固連軸一 6，軸一 6為絲桿花鍵軸，與下電極同步控制單元5連接；軸一 6上端安裝有工件安裝座7。軸二 10同樣是絲桿花鍵軸，與上電極同步控制單元3連接，軸二 10下端安裝有頂尖9。在圖I的示例中，加工工件8為一具有多片(如12片)葉片的整體葉輪，安裝在工件安裝座7和頂尖9之間。如圖2和圖I所示，液壓缸I通過帶動活塞桿29上下移動控制頂尖9沿軸二 10方向上下運(yùn)動，可實(shí)現(xiàn)工件8的裝卡和定位。上、下電極同步控制單元3和5控制兩組控制桿12 (見圖3)在空間五個自由度的運(yùn)動。每一組控制桿12控制電極絲4的一端在空間的位置及方向。通過兩組控制桿12分別控制電極絲4兩端的位置和方向，從而控制電機(jī)絲4的位置及曲線形狀。在電解加工過程中，改變電機(jī)絲4的位置及形狀可加工出復(fù)雜的空間曲面。陰極電極絲4采用帶狀電解電極絲。將電極絲4兩端夾持在上下控制桿12 (見圖3)的頂端。且沿圓周均勻分布，受上、下電極同步控制單元3、5的驅(qū)動，每個電極絲4沿圓周做中心對稱的運(yùn)動，同時(shí)電解切割葉片，大大提高生產(chǎn)效率。本實(shí)施例中，一組電極絲 4的數(shù)目與葉輪8的葉片數(shù)目相同(如為12個)，可同時(shí)加工多個葉片(如所有葉片，例如12個葉片)，大大縮短了加工時(shí)間，生產(chǎn)效率的提高非?？捎^。加工過程中，帶狀陰極電極絲4電解切割工件8，僅有少量工件材料溶入電解液，有利于金屬材料和電解液的循環(huán)利用，較傳統(tǒng)電解加工更加綠色環(huán)保。所述上、下電極同步控制單元3、5為對稱結(jié)構(gòu)，現(xiàn)以電極同步控制單元下5為例，說明其結(jié)構(gòu)及工作原理。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的電極同步控制單元的結(jié)構(gòu)圖。如圖3，下電極同步控制單元5包括控制桿后端同步驅(qū)動模塊13、控制桿前端同步驅(qū)動模塊
11、多個控制桿12。多個控制桿12為一組沿圓周均勻分布的桿12，每一根控制桿12的上端都夾持一根電極絲4 (見圖I)的一端?？刂茥U后端同步驅(qū)動模塊13、控制桿前端同步驅(qū)動模塊11分別與控制桿12上的不同位置連接，從而驅(qū)動所述控制桿12的上、下端在X(徑向)、Y (圓周向)、Ζ (軸向)方向的運(yùn)動。通過確定控制桿12上、下端兩點(diǎn)的位置即可確定控制桿12在空間的位置及方向。圖6是電極同步控制單元(3和5)的機(jī)構(gòu)簡圖。如圖6所示，控制桿后端同步驅(qū)動模塊13的作動器26的外端與控制桿12的下端通過球銷副28連接，球銷副28限制控制桿12的下端的位置移動以及沿控制桿12自身軸向的轉(zhuǎn)動，使控制桿12可實(shí)現(xiàn)另兩個方向的自由轉(zhuǎn)動。如圖6所示，控制桿前端同步驅(qū)動模塊11的作動器25外端裝有關(guān)節(jié)軸承27，控制桿12穿過關(guān)節(jié)軸承27的內(nèi)圈，可實(shí)現(xiàn)三個方向的自由轉(zhuǎn)動，以及沿桿自身軸向的移動。如圖3所示，控制桿后端同步驅(qū)動模塊U、二 13分別控制控制桿12的上、下端在X (徑向)、Υ(圓周向)、Ζ (軸向)方向的位置。通過確定控制桿12上、下端兩點(diǎn)的位置即可確定控制桿12在空間的位置及方向。所述控制桿后端同步驅(qū)動模塊、二結(jié)構(gòu)相似，現(xiàn)以控制桿后端同步驅(qū)動模塊13為例說明其結(jié)構(gòu)。圖4a至圖4d為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)施例的控制桿后端同步驅(qū)動模塊結(jié)構(gòu)圖。其中圖4d為根據(jù)該實(shí)施例的控制桿后端同步驅(qū)動模塊的立體圖，圖4a為根據(jù)該實(shí)施例的控制桿后端同步驅(qū)動模塊的正視圖，圖4b為根據(jù)該實(shí)施例的控制桿后端同步驅(qū)動模塊的右視半剖面圖，圖4c為根據(jù)該實(shí)施例的控制桿后端同步驅(qū)動模塊的俯視圖?？刂茥U同步驅(qū)動模塊圖5a和5b是根據(jù)該實(shí)施例的控制桿同步驅(qū)動模塊不同方向的爆炸視圖。如圖4a至圖4d和圖5a和5b所不，伺服電機(jī)一(包括伺服電機(jī)一轉(zhuǎn)子20_1和定子20_2)控制垂直方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)23,垂直方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)23包括軸一 6和滑動座14,軸一 6固定在機(jī)匣2 (見圖I)上，滑動座安裝在軸一 6上，螺母30安裝在軸一 6上。伺服電機(jī)一轉(zhuǎn)子20-1與螺母30固定，伺服電機(jī)一定子20-2固定在滑動座上，伺服電機(jī)一轉(zhuǎn)子20-1通過轉(zhuǎn)臺軸承21與伺服電機(jī)一定子20-2連接?；瑒幼欧姍C(jī)一的轉(zhuǎn)子20-1沿軸一 6轉(zhuǎn)動，帶動螺母30轉(zhuǎn)動并沿軸一 6上的螺紋上下移動，可推動滑動座14沿軸一 6上的花鍵上下移動。所述滑動座14上設(shè)有伺服電機(jī)二 (包括伺服電機(jī)二轉(zhuǎn)子19-1和定子19-2)、伺服電機(jī)三(包括伺服電機(jī)三轉(zhuǎn)子15-1和定子15-2)和XY向并聯(lián)傳動機(jī)構(gòu)22。伺服電機(jī)二定子19-2和伺服電機(jī)三定子15_2固定安裝在滑動座14上。伺服電機(jī)二的轉(zhuǎn)子19-1和定子19-2通過轉(zhuǎn)臺軸承21連接。伺服電機(jī)三的轉(zhuǎn)子15-1和定子15-2通過轉(zhuǎn)臺軸承21連接。XY向并聯(lián)傳動機(jī)構(gòu)22具有一直線導(dǎo)軌移動副和一螺紋傳動副；其中，直線導(dǎo)軌移動副包括徑向?qū)к増A盤18和作動器17，螺紋傳動副包括螺紋圓盤16和作動器17。伺服電機(jī)二(19-1、19-2)控制徑向?qū)к増A盤18，該圓盤沿圓周均勻分布若干徑向直線導(dǎo)軌，每條導(dǎo)軌內(nèi)有相應(yīng)的作動器17。根據(jù)一個具體實(shí)施例，徑向?qū)к増A盤18由兩個半圓拼裝而成，便于安裝，并可根 據(jù)待加工工件8沿圓周均布的曲面數(shù)量而替換成相應(yīng)數(shù)量導(dǎo)軌的圓盤。作動器17上端面有突起，通過突起與螺紋圓盤16連接。伺服電機(jī)三控制螺紋圓盤16轉(zhuǎn)動。當(dāng)伺服電機(jī)二和伺服電機(jī)三以相同速度相同方向一起轉(zhuǎn)動，驅(qū)動了螺紋圓盤16和徑向?qū)к増A盤18 —起轉(zhuǎn)動，夾在兩圓盤中間的作動器17也以相同速度相同方向跟著轉(zhuǎn)動。且由于是對稱均勻分布，每塊作動器17轉(zhuǎn)動量相同?？刂茥U后端同步驅(qū)動模塊作動器驅(qū)動所述控制桿12 (見圖3)下端隨之沿圓周轉(zhuǎn)動，同樣每一根控制桿的運(yùn)動量相同。當(dāng)伺服電機(jī)三的轉(zhuǎn)子15-2和伺服電機(jī)二的轉(zhuǎn)子19-2存在速度差時(shí)，螺紋圓盤16相對徑向?qū)к増A盤18轉(zhuǎn)動，作動器17受螺紋驅(qū)動，沿徑向直線導(dǎo)軌做直線運(yùn)動，帶動控制桿12 (見圖3)下端做徑向直線運(yùn)動。如圖6所示為一對控制桿12、12’控制一曲線電極24。該對控制桿12、12’各自的第一端分別在C、c’點(diǎn)處分別通過球銷副28、28’與控制桿后端同步驅(qū)動模塊的作動器26、26’分別連接，在D、D’處控制桿12、12’分別穿過球面軸承27、27’與控制桿前端同步驅(qū)動模塊的作動器25、25’連接?？刂茥U后端同步驅(qū)動模塊13、二 11控制C、D點(diǎn)在X (徑向)、
Y(圓周向)、Z (軸向)方向運(yùn)動(見圖3)，從而確定在這兩點(diǎn)在空間的位置(C’、D’也同樣受到控制)。設(shè)C點(diǎn)空間位置為(xl，yl, zl),D點(diǎn)(x2，y2, z2)。在此時(shí)刻，桿在空間的位置用A點(diǎn)的位置(x0, yO, z0)和瓦I方向向量(α，β , γ )表示。加工工件時(shí)，分析被加工工件的曲面計(jì)算出某一加工時(shí)刻電極絲24曲線形狀，從而計(jì)算出此時(shí)電極絲24兩端的位置及方向?yàn)锳 (x0, y0, z0)、BA ( α，β，γ )。從而計(jì)算出C、D點(diǎn)應(yīng)達(dá)到的位置。計(jì)算方法如下
r X1=X0-L-a+ajJ Y1=Y0-L-b+bj
Z1 =z0— L · c + C權(quán)利要求
1.曲面結(jié)構(gòu)同步數(shù)控加工裝置，其特征在于包括 下電極同步控制單元(5)，用于確定至少一根電極絲(4)的下端的位置； 上電極同步控制單元(3)，用于確定所述至少一根電極絲(4)的上端的位置， 其中，在曲面結(jié)構(gòu)的數(shù)控加工中，通過改變電機(jī)絲(4)的位置和/或形狀可加工出所需的工件曲面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的曲面結(jié)構(gòu)同步數(shù)控加工裝置，其特征在于進(jìn)一步包括 被設(shè)置在所述下電極同步控制單元(5)上的第一控制桿(12)， 被設(shè)置在所述上電極同步控制單元(3)上第二控制桿(12’)， 所述第一控制桿(12)的第一端與一個第一球銷副(28)相連，所述第一控制桿(12)的第二端與一根所述電極絲(4)的第一端相連， 所述第二控制桿(12’)的第一端與一個第二球銷副(28’)相連，所述第二控制桿(12’)的第二端與所述一根電極絲(4)的第二端相連， 所述第一控制桿(12)穿過一個第一球面軸承(27)， 所述第二控制桿(12’)穿過一個第二球面軸承(27’)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的曲面結(jié)構(gòu)同步數(shù)控加工裝置，其特征在于 下電極同步控制單元(5)被設(shè)置在第一軸(6)上，上電極同步控制單元(3)被設(shè)置在第二軸(10)上，可分別控制第一控制桿(12)和第二控制桿(12’)的六個自由度， 所述第一軸(6 )和第二軸(10 )是絲桿花鍵軸， 下電極同步控制單元(5)包括控制桿后端同步驅(qū)動模塊(13)和控制桿前端同步驅(qū)動模塊(11)，上電機(jī)同步控制單元(3)和下電極同步控制單元(5)結(jié)構(gòu)相同，呈鏡像對稱布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曲面結(jié)構(gòu)同步數(shù)控加工裝置，其特征在于 所述控制桿前端同步驅(qū)動模塊和控制桿后端同步驅(qū)動模塊都包括由第一伺服電機(jī)控制的實(shí)現(xiàn)球銷副或球面軸承垂直方向運(yùn)動的垂直方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)和由第二、第三伺服電機(jī)控制的實(shí)現(xiàn)球銷副或球面軸承水平方向運(yùn)動的水平方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)， 控制桿后端同步驅(qū)動模塊的作動器(26、26’)與球銷副(28、27’)連接， 控制桿前端同步驅(qū)動模塊的作動器(25、25’)與球面軸承(27、27’)連接， 控制桿前端同步驅(qū)動模塊和控制桿后端同步驅(qū)動模塊可以分別控制球銷副和球面軸承沿三個自由度的運(yùn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面結(jié)構(gòu)同步數(shù)控加工裝置，其特征在于 垂直方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)包括螺母30、滑動座14，在第一伺服電機(jī)的控制下，螺母沿所述第一軸(6)和第二軸(10)中相應(yīng)的一個的花鍵絲桿轉(zhuǎn)動，推動所述控制桿前端同步驅(qū)動模塊或控制桿后端同步驅(qū)動模塊沿所述花鍵絲桿的軸向移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面結(jié)構(gòu)同步數(shù)控加工裝置，其特征在于 水平方向運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu) 包括徑向?qū)к増A盤18、螺紋圓盤16和作動器17， 其中徑向?qū)к増A盤(18)帶有沿圓周均勻分布若干徑向直線導(dǎo)軌，作動器(17)安裝在導(dǎo)軌內(nèi)，螺紋圓盤(16)帶有端面螺紋，作動器(17)上端面有突起，與所述端面螺紋嚙合， 第二伺服電機(jī)驅(qū)動所述徑向?qū)к増A盤(18)的轉(zhuǎn)動，第三伺服電機(jī)驅(qū)動所述螺紋圓盤(16)的轉(zhuǎn)動， 當(dāng)?shù)诙欧姍C(jī)和第三伺服電機(jī)以相同速度相同方向一起轉(zhuǎn)動，驅(qū)動了螺紋圓盤16和徑向?qū)к増A盤18 —起轉(zhuǎn)動，夾在兩圓盤中間的作動器17也以相同速度相同方向跟著轉(zhuǎn)動。當(dāng)?shù)谌欧姍C(jī)和第二伺服電機(jī)存在速度差時(shí)，螺紋圓盤16相對徑向?qū)к増A盤18轉(zhuǎn)動，作動器17受螺紋驅(qū)動，沿徑向直線導(dǎo)軌做直線運(yùn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曲面結(jié)構(gòu)同步數(shù)控加工裝置，其特征在于包括沿著圓周設(shè)置的多對第一控制桿(12)和第二控制桿(12’)，用于分別設(shè)置和控制多個電極絲(4)，從而實(shí)現(xiàn)多個對象的同步加工。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種利用同步運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)及其控制下的線狀或帶狀工具或電極實(shí)現(xiàn)葉輪、葉片高效套料開槽加工的方法及裝置，所述的工具電極在必要時(shí)可在該機(jī)構(gòu)作用下產(chǎn)生所需要的變形且變形量隨加工過程不斷變化，可與電解、電火花等加工技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。包括以下技術(shù)特征根據(jù)工件曲面輪廓，設(shè)計(jì)加工工具或電極加工區(qū)段的位置及姿態(tài)。通過同步機(jī)構(gòu)控制工具或電極夾持端的位置及方向，使工具或電極加工段形成特定的曲線形態(tài)加工零件。同步機(jī)構(gòu)控制裝置可控制工具或電極實(shí)現(xiàn)曲線形態(tài)及空間位置的改變，實(shí)現(xiàn)各種空間復(fù)雜曲面的線切割加工。同步機(jī)構(gòu)控制裝置控制一組工具或電極同時(shí)電解切割多個葉片，大大提高生產(chǎn)效率。
文檔編號B23H9/10GK102728915SQ20121022940
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者陳五一, 陳嬋娟, 陳志同 申請人:北京航空航天大學(xué)