專利名稱：一種整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光整加工技術(shù)科學(xué)，特別提供了一種適合于整體葉盤類零件的雙驅(qū)動(dòng) 軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，光整加工方法都相對(duì)簡單，很多都是手動(dòng)操作。即使實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化， 其所涉及的運(yùn)動(dòng)形式也并不復(fù)雜，其技術(shù)效果也常常較為有限。因此，人們期望獲得一種技術(shù)效果更好的特別適合于整體葉盤類零件的自動(dòng)光整 加工方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果更好的特別適合于整體葉盤類零件的自動(dòng)光 整加工方法。本發(fā)明提供了一種整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，其特征在于使用 帶有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的專用設(shè)備進(jìn)行加工；所述帶有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的專用設(shè)備有固定的旋轉(zhuǎn)軸； 所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法具體是被加工工件相對(duì)于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上繞自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn) 軸平行但不重合；被加工工件在自傳的同時(shí)繞旋轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸公轉(zhuǎn)；在此種運(yùn)動(dòng)條 件下使用平面磨具或/和粉狀或者膏狀磨料對(duì)被加工工件進(jìn)行復(fù)合光整加工操作。本發(fā)明所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，還要求保護(hù)下述優(yōu)選內(nèi) 容所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，被加工工件的旋轉(zhuǎn)方向與工作 平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向相反。所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，其所使用的光整加工的具體加 工介質(zhì)是設(shè)置在料箱4中的光整加工介質(zhì)，加工時(shí)被加工工件全部沒入光整介質(zhì)中從而對(duì) 被加工工件全部外表面進(jìn)行光整加工。所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，當(dāng)要求對(duì)齒輪類零件齒面及齒 輪邊緣的毛刺時(shí)，將被加工件的被加工部位布置在距離旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸較近處，當(dāng)要求 對(duì)齒輪類零件進(jìn)行較高要求的光整加工是將其被加工部位布置在距離旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸 較遠(yuǎn)處。所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，還要求在加工過程中被加工工 件相對(duì)于光整加工介質(zhì)在沿工件自轉(zhuǎn)軸方向上有軸向往復(fù)動(dòng)作；被加工工件在裝有光整加 工介質(zhì)的料箱4中運(yùn)動(dòng)，具體要求是主軸頻率30 80Hz，料箱振動(dòng)頻率50 60Hz ；主軸公轉(zhuǎn)/工件自傳=1/1. 2，兩 旋轉(zhuǎn)軸之間的距離180 360mm ；光整介質(zhì)硅剛玉、陶瓷；光整加工介質(zhì)規(guī)格2 IOmm球形磨料，粒度為80 120#；150# ；300#。所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，工件最大回轉(zhuǎn)直徑為600 1200mm,工件長度范圍< 400mm，工件厚度范圍厚度< 600mm，料箱4總?cè)莘e為500 1200L。設(shè)備運(yùn)動(dòng)原理說明補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)方式采用沿設(shè)備回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的公轉(zhuǎn)與偏離設(shè)備回轉(zhuǎn)中心一定距離的用于 固定工件的自傳軸自傳的運(yùn)行方向相反。該種方式工件自旋轉(zhuǎn)速度快并沿回轉(zhuǎn)中心有一定 速度的公轉(zhuǎn)，該運(yùn)動(dòng)方式與在研磨平臺(tái)上的被研磨零件的運(yùn)動(dòng)方式非常的相似。行星式傳公和自轉(zhuǎn)，加料箱4上下輔助運(yùn)動(dòng)的方案。減小內(nèi)外的線速度差；增加料 箱4的上下運(yùn)動(dòng)使運(yùn)動(dòng)的方式更加多樣化。試驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)方式確定后我們對(duì)平面上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度進(jìn)行分析其結(jié)果如下工 件(參見附圖3，請(qǐng)?zhí)峁?duì)應(yīng)圖形的電子版；暫時(shí)我手頭缺少相關(guān)圖形)的運(yùn)行線速度在Xl 點(diǎn)為NX (R+r) +nXR ;x2點(diǎn)為NXr ；x3點(diǎn)為ηXR-NX (R-r)當(dāng)N > η時(shí)，(其中N與η是工 件自傳的速度單位是r/min，R與r分別是工件的半徑與工件偏離回轉(zhuǎn)中心的距離)，xl點(diǎn) 的線速度最高為主要光整加工，x2點(diǎn)次之，為次要加工，x3點(diǎn)取決與工件的直徑應(yīng)為最次， 該加工方式加工的零件外緣加工效率高，中心部位加工效率一般，對(duì)盤類零件平面加工的 效果不好，但對(duì)齒輪類零件齒面及齒輪邊緣的毛刺去除效果極佳。零件光飾表面包括幅板、流道和葉片等部位，設(shè)備整個(gè)料箱在曲柄連桿機(jī)構(gòu)以及 直線導(dǎo)柱的綜合作用下，沿垂直方向上下的起伏，將磨料提升一定的高度，在料箱起伏的作 用下磨料不停的穿越幅板及零部件的凹陷區(qū)域，并在旋軸的時(shí)下對(duì)凹陷區(qū)域及幅板的側(cè)面 實(shí)施光整加工。并通過此運(yùn)動(dòng)保證對(duì)平面的磨削壓力。本發(fā)明所述的整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，具體而言是采用平面8 字形運(yùn)動(dòng)原理，具體用于光整加工設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制。本發(fā)明中，要求磨塊和工件埋在料箱4的磨料之中，工件旋轉(zhuǎn)軸很簡單，為行星齒 輪副傳動(dòng)，軸伸連接三爪夾盤或固定圓盤，零件通過連接軸與之相連。在光整時(shí)，工件通過工裝固定在工件旋轉(zhuǎn)軸上，然后插入裝有球形磨料、磨液和水 的料箱中，通過機(jī)床主軸和工件旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以及料箱(帶動(dòng)磨料)的上下往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，使磨料與工件表面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相互作用力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件表面的去毛刺及表面加 工，觀察加工后的工件發(fā)現(xiàn)工件中心處加工效果較差，平面的中心到外緣之間的部分效果 較為理想，工件邊緣處磨削量最大中心部位加工極差而邊緣出產(chǎn)生變形和點(diǎn)蝕這是加工過 量的表現(xiàn)，我們對(duì)加工的磨削量進(jìn)行了測量結(jié)果如圖4。圖4的相關(guān)分析由于主軸旋轉(zhuǎn)，盤類工件邊緣線速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工件中心處線速 度，滾筒旋轉(zhuǎn)后帶動(dòng)磨料沖擊工件，工件中心由于自傳線速度低，形成磨料堆積，沖擊動(dòng)能 沖擊到堆積的磨料上加工效率低，而中間部分有一定的線速度加工適中，工件邊緣又剛好 是模塊在公轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)與自傳甩出的交匯點(diǎn)，磨料的加工最深處也在此處，從而導(dǎo)致此處摩擦 力最大、壓力最大、線速度最高，所以磨損過量。被加工件固定主軸與設(shè)備旋轉(zhuǎn)主軸呈偏心平行狀態(tài)，被加工件加工時(shí)工件與主軸 是行星運(yùn)動(dòng)方式。因此，同時(shí)料箱上下運(yùn)動(dòng)保證工件凹處的加工徹底，本發(fā)明所述方法可以 應(yīng)用于大盤齒類零件的加工。當(dāng)被加工工件在工作平臺(tái)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)工件自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，料箱4做豎直方向的上下運(yùn)動(dòng)；容器在特定振幅和頻率下振動(dòng)；上述動(dòng)作符合構(gòu)成雙驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)迫使磨 塊對(duì)工件產(chǎn)生下述動(dòng)作的某種組合碰撞、摩擦、擠壓、微量磨削動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整體葉盤 工件的光整加工(具體包括去毛刺、倒棱、表面自動(dòng)光飾加工)。本發(fā)明中，工件在研磨平臺(tái)上做平面8子型運(yùn)動(dòng)，工件與研磨平臺(tái)間加入研磨膏， 通過摩擦、擠壓從而達(dá)到使工件粗糙度提高的效果。同時(shí)，我們還要求工件平轉(zhuǎn)起來，讓它 自轉(zhuǎn)的同時(shí)也能進(jìn)行公轉(zhuǎn)，然后用磨料來代替研磨臺(tái)，使其產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到光整的目 的。在設(shè)計(jì)設(shè)備結(jié)構(gòu)時(shí)決定采用行星輪系，主運(yùn)動(dòng)是通過主軸的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。另外，附圖5 14分別說明了作為典型被加工件的整體葉盤的形狀、加工前后的 情況對(duì)比等。本發(fā)明所述的專用設(shè)備可以對(duì)不同形狀、不同材質(zhì)的大型盤齒類零件進(jìn)行光整加 工。這對(duì)形狀復(fù)雜、表面質(zhì)量要求高的大型零件表面質(zhì)量的提高走出了一條全新工藝的解 決之路。在大批量人工打磨的零件光亮加工中尋求出了一個(gè)機(jī)械加工的替代辦法。本發(fā)明 具有較大的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。


圖1為整體葉盤類零件雙驅(qū)動(dòng)軸光整加工專用設(shè)備結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖1中附圖標(biāo) 記含義如下主軸升降系統(tǒng)1、主傳動(dòng)箱2、行星傳動(dòng)箱3、料箱4、電控系統(tǒng)5、料箱升降導(dǎo)柱 6、料箱升降機(jī)構(gòu)7、設(shè)備外罩8、水循環(huán)系統(tǒng)9 ；圖2為光整加工原理示意圖；圖3為光整加工運(yùn)動(dòng)速度分析原理圖；圖4為光整加工的磨削量與磨削點(diǎn)距中心點(diǎn)距離的關(guān)系；圖5為整體葉盤形狀示意圖之一；圖6為整體葉盤形狀示意圖之二；圖7為葉片光整加工前示意圖之一；圖8為葉片光整加工前示意圖之二 ；圖9為葉片光整加工前示意圖之三；圖10為葉片光整加工后示意圖；圖11為光整前放大180倍后表面紋理；圖12為光整前人工打磨過的葉片紋理(180倍)；圖13為光整后放大180倍后表面紋理；圖14為光整后放大180倍后葉片紋理。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1光整加工要求1)表面粗糙度RaO. 4 ；2)進(jìn)、排氣邊2mm內(nèi)不允許出現(xiàn)橫向加工痕 跡；3)葉型和流道光滑轉(zhuǎn)接、表面不存在明顯色差。一種整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法使用帶有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的專用設(shè)備 進(jìn)行加工；所述帶有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的專用設(shè)備有固定的旋轉(zhuǎn)軸；所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合 自動(dòng)光整加工方法具體是被加工工件相對(duì)于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上繞自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸平行但不重合；被加工工件在自傳的同時(shí)繞旋轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸公轉(zhuǎn)；在此種運(yùn)動(dòng)條件 下使用平面磨具或/和粉狀或者膏狀磨料對(duì)被加工工件進(jìn)行復(fù)合光整加工操作。本實(shí)施例所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，還包含有下述內(nèi)容要 求所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，被加工工件的旋轉(zhuǎn)方向與工作 平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向相反。所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，其所使用的光整加工的具體 加工介質(zhì)是設(shè)置在料箱4中的光整加工介質(zhì)，加工時(shí)被加工工件全部沒入光整介質(zhì)中從而 對(duì)被加工工件全部外表面進(jìn)行光整加工。所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，當(dāng)要求對(duì)齒輪類零件齒面及齒 輪邊緣的毛刺時(shí)，將被加工件的被加工部位布置在距離旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸較近處，當(dāng)要求 對(duì)齒輪類零件進(jìn)行較高要求的光整加工是將其被加工部位布置在距離旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸 較遠(yuǎn)處。所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，還要求在加工過程中被加工工 件相對(duì)于光整加工介質(zhì)在沿工件自轉(zhuǎn)軸方向上有軸向往復(fù)動(dòng)作；被加工工件在裝有光整加 工介質(zhì)的料箱4中運(yùn)動(dòng)，具體要求是主軸頻率30 80Hz，料箱振動(dòng)頻率50 60Hz ；主軸公轉(zhuǎn)/工件自傳=1/1. 2，兩 旋轉(zhuǎn)軸之間的距離180 360mm ；光整介質(zhì)硅剛玉、陶瓷；光整加工介質(zhì)規(guī)格2 IOmm球形磨料，粒度為80 120# ；150# ；300#。所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，工件最大回轉(zhuǎn)直徑為600 1200mm,工件長度范圍< 400mm，工件厚度范圍厚度< 600mm，料箱4總?cè)莘e為500 1200L。 設(shè)備說明詳見表1。表 權(quán)利要求
1.一種整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，其特征在于使用帶有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái) 的專用設(shè)備進(jìn)行加工；所述帶有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的專用設(shè)備有固定的旋轉(zhuǎn)軸；所述整體葉盤雙 驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法具體是被加工工件相對(duì)于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上繞自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸平行 但不重合；被加工工件在自傳的同時(shí)繞旋轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸公轉(zhuǎn)；在此種運(yùn)動(dòng)條件下使 用平面磨具或/和粉狀或者膏狀磨料對(duì)被加工工件進(jìn)行復(fù)合光整加工操作。
2.按照權(quán)利要求1所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，其特征在于所述 整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，被加工工件的旋轉(zhuǎn)方向與工作平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方 向相反。
3.按照權(quán)利要求1或2所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，其特征在于 所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，其所使用的光整加工的具體加工介質(zhì)是 設(shè)置在料箱中的光整加工介質(zhì)，加工時(shí)被加工工件全部沒入光整介質(zhì)中從而對(duì)被加工 工件全部外表面進(jìn)行光整加工。
4.按照權(quán)利要求3所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，其特征在于所述 整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，當(dāng)要求對(duì)齒輪類零件齒面及齒輪邊緣的毛刺 時(shí)，將被加工件的被加工部位布置在距離旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸較近處，當(dāng)要求對(duì)齒輪類零件 進(jìn)行較高要求的光整加工是將其被加工部位布置在距離旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸較遠(yuǎn)處。
5.按照權(quán)利要求3所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，其特征在于所述 整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，還要求在加工過程中被加工工件相對(duì)于光整 加工介質(zhì)在沿工件自轉(zhuǎn)軸方向上有軸向往復(fù)動(dòng)作；被加工工件在裝有光整加工介質(zhì)的料箱 (4)中運(yùn)動(dòng)，具體要求是主軸頻率30 80Hz，料箱振動(dòng)頻率50 60Hz ；主軸公轉(zhuǎn)/工件自傳=1/1. 2，兩旋轉(zhuǎn) 軸之間的距離180 360mm ；光整介質(zhì)硅剛玉、陶瓷；光整加工介質(zhì)規(guī)格2 IOmm球形磨料，粒度為80 120# ； 150# ；300#。
6.按照權(quán)利要求5所述整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法，其特征在于所述 整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法中，工件最大回轉(zhuǎn)直徑為600 1200mm，工件長度范圍彡400mm，工件厚度范圍厚度 彡600mm，料箱(4)總?cè)莘e為500 1200L。
全文摘要
一種整體葉盤雙驅(qū)動(dòng)軸復(fù)合自動(dòng)光整加工方法使用帶有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的專用設(shè)備進(jìn)行加工；所述設(shè)備有固定旋轉(zhuǎn)軸；被加工工件相對(duì)于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上繞自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸平行但不重合；被加工工件在自傳的同時(shí)繞旋轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸公轉(zhuǎn)；在此種運(yùn)動(dòng)條件下使用平面磨具或/和粉狀或者膏狀磨料對(duì)被加工工件進(jìn)行復(fù)合光整加工操作。本發(fā)明所述的專用設(shè)備可以對(duì)不同形狀、不同材質(zhì)的大型盤齒類零件進(jìn)行光整加工。這對(duì)形狀復(fù)雜、表面質(zhì)量要求高的大型零件表面質(zhì)量的提高走出了一條全新工藝的解決之路。在大批量人工打磨的零件光亮加工中尋求出了一個(gè)機(jī)械加工的替代辦法。本發(fā)明具有較大的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)B24B1/04GK102107377SQ200910248649
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者吳志新, 張森棠, 李冬梅, 趙恒 申請(qǐng)人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司