一種用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備，包括支撐座、X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸電機(jī)和刀具，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸龍門支架、X軸導(dǎo)軌、X軸伺服電機(jī)和X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)；Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y軸支架、Y軸導(dǎo)軌、Y軸伺服電機(jī)和Y軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)；Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z軸支架、Z軸導(dǎo)軌、Z軸伺服電機(jī)和Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)；主軸電機(jī)安裝在所述Z軸支架上，所述刀具通過所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且所述刀具內(nèi)設(shè)置有冷卻風(fēng)通道，以用于在切削加工時(shí)冷卻刀具。本實(shí)用新型可以使得藥柱整形時(shí)的危險(xiǎn)因素可檢測(cè)、可控制，使得生產(chǎn)比較安全，也提高了整形的精度和生產(chǎn)效率，降低了人工成本。
【專利說明】
一種用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型屬于數(shù)控裝備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種數(shù)控裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域較廣，主要運(yùn)用于航空、航天、導(dǎo)彈、火箭、大型飛機(jī)等領(lǐng)域，市場(chǎng)需求量較大。目前我國固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分生產(chǎn)工序已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但大直徑的發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑藥柱的最后一道工序整形依舊靠人工完成，而人工整形效率低，精度不高，一旦產(chǎn)生過切整個(gè)產(chǎn)品直接報(bào)廢掉，推進(jìn)劑藥柱的整形是在混合、澆注、硫化、脫模之后的一道工序，意味前面的工作都白費(fèi)了，是資源的一種極大浪費(fèi)。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱是易燃易爆的危險(xiǎn)品，人工整形必然存在一些安全問題，國內(nèi)外也曾發(fā)生過多起藥柱爆炸的嚴(yán)重安全事故。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備，從而實(shí)現(xiàn)了工人零暴露的情況下就可對(duì)推進(jìn)劑藥柱進(jìn)行整形。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型，提供了一種用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備，其特征在于，包括支撐座、X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、ζ軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸電機(jī)和刀具，其中，
[0005]所述X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸龍門支架、X軸導(dǎo)軌、X軸伺服電機(jī)和X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述X軸龍門支架通過所述X軸導(dǎo)軌安裝在所述支撐座上，所述X軸伺服電機(jī)通過所述X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述X軸龍門支架移動(dòng)；
[0006]所述Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y軸支架、Y軸導(dǎo)軌、Y軸伺服電機(jī)和Y軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述Y軸支架通過所述Y軸導(dǎo)軌安裝在所述X軸龍門支架上，所述Y軸伺服電機(jī)通過所述Y軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述Y軸支架移動(dòng)；
[0007]所述Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z軸支架、Z軸導(dǎo)軌、Z軸伺服電機(jī)和Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述Z軸支架通過所述Z軸導(dǎo)軌安裝在所述Y軸支架上，所述Z軸伺服電機(jī)通過所述Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述Z軸支架移動(dòng)；
[0008]所述主軸電機(jī)安裝在所述Z軸支架上，所述刀具通過所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且所述刀具內(nèi)設(shè)置有冷卻風(fēng)通道，以用于在切削加工時(shí)冷卻刀具；
[0009]其中，所述X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌和Z軸導(dǎo)軌分別平行于X軸、Y軸和Z軸設(shè)置，且所述X軸、Y軸和Z軸設(shè)置共同構(gòu)成笛卡爾坐標(biāo)系。
[0010]優(yōu)選地，所述支撐座的底端面固定連接有過渡工裝，所述過渡工裝上設(shè)置有通孔，以便所述過渡工裝安裝到火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述過渡工裝包括上法蘭盤、中間支撐盤和下法蘭盤，所述上法蘭盤和下法蘭盤上均設(shè)置所述通孔。
[0012]優(yōu)選地，所述刀具采用鈹青銅制成。
[0013]總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0014]本實(shí)用新型的刀具可沿X、Y、Z三軸運(yùn)動(dòng)，三軸聯(lián)動(dòng)配合主軸電機(jī)的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就可切削出復(fù)雜形狀及幾何尺寸的推進(jìn)劑內(nèi)型腔，三軸通過伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)高精度的定位，并使用采用空冷的方式對(duì)刀頭進(jìn)行持續(xù)的冷卻降溫，使得藥柱整形時(shí)的危險(xiǎn)因素可檢測(cè)、可控制，使得生產(chǎn)比較安全，也提高了整形的精度和生產(chǎn)效率，降低了人工成本。
【附圖說明】
[0015]圖1、圖2分別為本發(fā)明不同視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明加工藥柱時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0018]參照?qǐng)D1?圖3，一種用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備，支撐座22、Χ軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸電機(jī)7和刀具23，其中，
[0019]所述X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸龍門支架19、Χ軸導(dǎo)軌10、Χ軸伺服電機(jī)5和X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述X軸龍門支架19通過所述X軸導(dǎo)軌10安裝在所述支撐座22上，所述X軸伺服電機(jī)5通過所述X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述X軸龍門支架19移動(dòng)；
[0020]所述Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y軸支架20、Υ軸導(dǎo)軌16、Υ軸伺服電機(jī)8和Y軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)15，所述Y軸支架20通過所述Y軸導(dǎo)軌16安裝在所述X軸龍門支架19上，所述Y軸伺服電機(jī)8通過所述Y軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)15驅(qū)動(dòng)所述Y軸支架20移動(dòng)；
[0021]所述Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z軸支架21、Ζ軸導(dǎo)軌11、Ζ軸伺服電機(jī)6和Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)12，所述Z軸支架21通過所述Z軸導(dǎo)軌11安裝在所述Y軸支架20上，所述Z軸伺服電機(jī)6通過所述Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)12驅(qū)動(dòng)所述Z軸支架21移動(dòng)；
[0022]所述主軸電機(jī)7安裝在所述Z軸支架21上，所述刀具23通過所述主軸電機(jī)7驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且所述刀具23內(nèi)設(shè)置有冷卻風(fēng)通道，以用于在切削加工時(shí)冷卻刀具23;
[0023]其中，所述X軸導(dǎo)軌10、Υ軸導(dǎo)軌16和Z軸導(dǎo)軌11分別平行于X軸、Y軸和Z軸設(shè)置，且所述X軸、Y軸和Z軸設(shè)置共同構(gòu)成笛卡爾坐標(biāo)系。
[0024]進(jìn)一步，所述支撐座22的底端面固定連接有過渡工裝14，所述過渡工裝14上設(shè)置有通孔，以便所述過渡工裝14安裝到火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上，所述過渡工裝14包括上法蘭盤、中間支撐盤和下法蘭盤，所述上法蘭盤和下法蘭盤上均設(shè)置所述通孔。過渡工裝14的下法蘭盤安裝在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體17上上，過渡工裝14除了定位、支撐整形裝備的作用之外，還能通過更換過渡工裝14，以改變內(nèi)徑，從而使整形裝備安裝在不同直徑尺寸的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上。
[0025]本實(shí)用新型對(duì)藥柱18整形的基本過程是，主軸電機(jī)7帶動(dòng)刀具23自轉(zhuǎn)切削推進(jìn)劑藥柱18，而主軸電機(jī)7在空間的位置由Χ、Υ、Ζ三個(gè)軸控制，三軸聯(lián)動(dòng)可切削出復(fù)雜形狀和幾何尺寸的藥柱18形腔，為避免刀具23碰到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體17產(chǎn)生火花可能引起的藥柱18爆炸危險(xiǎn)，刀具23采用鈹青銅材質(zhì)。刀具23采用中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置冷卻風(fēng)通道，壓縮的冷卻空氣通過刀具23的刀桿對(duì)刀頭進(jìn)行冷卻，避免刀頭與藥柱18接觸區(qū)域過熱而發(fā)生爆炸危險(xiǎn)。
[0026]本實(shí)用新型的X軸運(yùn)動(dòng)單元是整個(gè)設(shè)備的最低端和承重端，X軸龍門支架19包括龍門立柱2和龍門加強(qiáng)板I，通過X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，在X軸導(dǎo)軌10上運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力來源為X軸伺服電機(jī)5 4軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)可以采用兩根，通過同步傳動(dòng)箱4將動(dòng)力同步傳遞至兩根X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，消除傳動(dòng)誤差。另外，兩個(gè)X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)可以設(shè)置為反向轉(zhuǎn)動(dòng)，故兩個(gè)X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)可以設(shè)置為螺紋旋向相反，兩根X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)分別為X軸正向滾珠絲杠機(jī)構(gòu)3和X軸反向滾珠絲杠機(jī)構(gòu)9，從而保證了兩根X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的牽引力同向，X軸龍門立柱2受力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
[0027]Z軸伺服電機(jī)6通過Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)12驅(qū)動(dòng)Z軸支架21和主軸電機(jī)7沿Z軸移動(dòng)，定位和導(dǎo)向依靠Z軸導(dǎo)軌11，優(yōu)選地，Z軸導(dǎo)軌11采用光桿，Z軸支架21和光桿之間設(shè)置直線軸承13，直線軸承13安裝在光桿上，直線軸承13可增大受力面減小傳動(dòng)誤差。
[0028]本發(fā)明的X、Y、Z三軸聯(lián)動(dòng)配合主軸的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就可切削出復(fù)雜形狀及幾何尺寸的推進(jìn)劑內(nèi)型腔，三軸通過伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)高精度的定位，主軸電機(jī)7可以通過變頻器來驅(qū)動(dòng)并控制其轉(zhuǎn)速，并使用采用空冷的方式對(duì)刀頭進(jìn)行持續(xù)的冷卻降溫，切削過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)藥柱18的溫度及切削速度，當(dāng)切削溫度過高時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，降低切削速度，必要時(shí)緊急停車。
[0029]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備，其特征在于，包括支撐座、X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸電機(jī)和刀具，其中， 所述X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸龍門支架、X軸導(dǎo)軌、X軸伺服電機(jī)和X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述X軸龍門支架通過所述X軸導(dǎo)軌安裝在所述支撐座上，所述X軸伺服電機(jī)通過所述X軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述X軸龍門支架移動(dòng)； 所述Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y軸支架、Y軸導(dǎo)軌、Y軸伺服電機(jī)和Y軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述Y軸支架通過所述Y軸導(dǎo)軌安裝在所述X軸龍門支架上，所述Y軸伺服電機(jī)通過所述Y軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述Y軸支架移動(dòng)； 所述Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z軸支架、Z軸導(dǎo)軌、Z軸伺服電機(jī)和Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述Z軸支架通過所述Z軸導(dǎo)軌安裝在所述Y軸支架上，所述Z軸伺服電機(jī)通過所述Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述Z軸支架移動(dòng)； 所述主軸電機(jī)安裝在所述Z軸支架上，所述刀具通過所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且所述刀具內(nèi)設(shè)置有冷卻風(fēng)通道，以用于在切削加工時(shí)冷卻刀具； 其中，所述X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌和Z軸導(dǎo)軌分別平行于X軸、Y軸和Z軸設(shè)置，且所述X軸、Y軸和Z軸設(shè)置共同構(gòu)成笛卡爾坐標(biāo)系。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備，其特征在于，所述支撐座的底端面固定連接有過渡工裝，所述過渡工裝上設(shè)置有通孔，以便所述過渡工裝安裝到火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備，其特征在于，所述過渡工裝包括上法蘭盤、中間支撐盤和下法蘭盤，所述上法蘭盤和下法蘭盤上均設(shè)置所述通孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱整形的數(shù)控裝備，其特征在于，所述刀具采用鈹青銅制成。
【文檔編號(hào)】B23Q11/10GK205414594SQ201620106311
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年2月2日
【發(fā)明人】李錫文, 沈?qū)毦? 詹小斌, 熊若愚, 路然然, 魏佳, 李宗元
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)