本發(fā)明涉及一種適用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)金屬殼體的自動(dòng)打磨設(shè)備，尤其是采用分段焊接工藝制造，殼體不能采用噴砂工藝進(jìn)行表面糙化處理的小開(kāi)口、大長(zhǎng)徑比發(fā)動(dòng)機(jī)金屬殼體的自動(dòng)打磨設(shè)備。

背景技術(shù)：

作為導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的動(dòng)力推進(jìn)裝置，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量是保障導(dǎo)彈武器系統(tǒng)整體性能實(shí)現(xiàn)的重要因素，其中，燃燒室殼體/絕熱層界面（Ⅰ界面）粘接質(zhì)量是決定發(fā)動(dòng)機(jī)能否正常工作的關(guān)鍵技術(shù)之一。粘接界面的打磨質(zhì)量是影響發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室Ⅰ界面粘接質(zhì)量的主要因素之一，對(duì)于有焊縫的金屬殼體設(shè)計(jì)上不允許采用噴砂工藝進(jìn)行表面糙化處理，目前，殼體/絕熱層粘接界面主要采用手工打磨的方式進(jìn)行，但該方式存在如下缺點(diǎn)：1）打磨均勻性差；2）對(duì)表面氧化層處理不徹底，人工手持砂紙打磨力度較??；3）打磨質(zhì)量穩(wěn)定性難以控制；4）適用范圍窄，受限于人員臂長(zhǎng)因素，較難進(jìn)行距殼體端口較大深度范圍內(nèi)界面的打磨；5）生產(chǎn)效率低下。現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)金屬殼體手工打磨工藝已不能滿(mǎn)足目前及未來(lái)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)金屬殼體的自動(dòng)打磨設(shè)備，以解決為克服現(xiàn)有固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)管狀金屬殼體的手工打磨工藝的諸多缺點(diǎn)及滿(mǎn)足目前及未來(lái)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展需求的問(wèn)題。

為解決存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)金屬殼體的自動(dòng)打磨設(shè)備，由承載系統(tǒng)、移動(dòng)控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和打磨系統(tǒng)組成，

所述的承載系統(tǒng)為支撐架，支撐架的一側(cè)安裝有架輪，用于發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的支撐；動(dòng)力系統(tǒng)和移動(dòng)控制系統(tǒng)安裝在支撐架的另一側(cè)；

所述的移動(dòng)控制系統(tǒng)包括直線(xiàn)滑臺(tái)、可編程步進(jìn)電機(jī)控制器和步進(jìn)電機(jī)，直線(xiàn)滑臺(tái)通過(guò)緊固螺栓固定在支撐架上，直線(xiàn)滑臺(tái)上安裝滑塊，滑塊與步進(jìn)電機(jī)之間通過(guò)皮帶連接，可編程步進(jìn)電機(jī)控制器與步進(jìn)電機(jī)連接，可編程步進(jìn)電機(jī)控制器控制步進(jìn)電機(jī)工作并通過(guò)皮帶帶動(dòng)滑塊在直線(xiàn)滑臺(tái)上直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

所述的動(dòng)力系統(tǒng)由異步電機(jī)和異步電機(jī)變頻控制器組成，異步電機(jī)和異步電機(jī)變頻控制器安裝在滑塊上，異步電機(jī)變頻控制器用于控制異步電機(jī)的工作，異步電機(jī)上安裝打磨系統(tǒng)；

所述的打磨系統(tǒng)包括紗布絲輪、打磨桿和剛性聯(lián)軸器，紗布絲輪由前后兩片法蘭盤(pán)、弧狀長(zhǎng)方形樹(shù)脂紗布條組成，紗布條固定在兩片法蘭盤(pán)上，紗布絲輪的兩片法蘭盤(pán)安裝在打磨桿前端，并通過(guò)固定裝置將紗布絲輪 固定打磨桿上；打磨桿后端安裝有剛性聯(lián)軸器，打磨桿通過(guò)剛性聯(lián)軸器與異步電機(jī)安裝連接。

本發(fā)明的技術(shù)原理是：自動(dòng)打磨設(shè)備采用紗布絲輪打磨技術(shù)，利用電機(jī)帶動(dòng)紗布絲輪高速旋轉(zhuǎn)，使砂條在離心力作用下，由柔性變成向心的剛性狀態(tài)，通過(guò)移動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)速率及運(yùn)動(dòng)范圍的精確控制，實(shí)現(xiàn)紗布絲輪在殼體內(nèi)軸向方向移動(dòng)控制，完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)表面的自動(dòng)化打磨處理。本發(fā)明中，采用殼體固定，紗布絲輪在高速自轉(zhuǎn)的同時(shí)，沿發(fā)動(dòng)機(jī)軸向方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式進(jìn)行打磨。

本發(fā)明的系統(tǒng)組成：該自動(dòng)打磨設(shè)備主要由打磨系統(tǒng)、承載系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、移動(dòng)控制系統(tǒng)等4部分組成。

打磨系統(tǒng)主要由紗布絲輪、固定裝置、打磨桿、剛性聯(lián)軸器等4部分組成。紗布絲輪由前后兩片法蘭盤(pán)、弧狀長(zhǎng)方形樹(shù)脂紗布條組成，紗布絲輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，紗布條在離心力作用下，變成向心的剛性狀態(tài)，紗布條間有較大的空間，有利于排屑、冷卻，并能有效避免被打磨發(fā)動(dòng)機(jī)殼體表面燒傷；紗布條以氧化鋁等高硬度顆粒為磨料，以布基材料為承載介質(zhì)加工而成，在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速下，紗布條的磨料和布基材料同步消耗，使得參與打磨的砂粒始終保持鋒利狀態(tài)，具有自銳作用，同時(shí)，較窄紗布條能實(shí)現(xiàn)對(duì)殼體復(fù)雜內(nèi)型面的自適應(yīng)打磨處理；磨料粒度范圍為60目~600目，紗布絲輪的外徑范圍為100mm~300mm，可用于不同端口直徑殼體的表面粗化處理工作。

打磨頭固定裝置主要用于將紗布絲輪固定于打磨桿上，保證在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，打磨頭與打磨桿保持同步轉(zhuǎn)速，不產(chǎn)生脫落、滑扣等問(wèn)題。打磨桿是動(dòng)力傳輸傳輸裝置，主要用于將異步電機(jī)動(dòng)力同步傳輸至打磨頭，其長(zhǎng)度決定了該設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的打磨范圍，即打磨桿越長(zhǎng)，該設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的打磨深度（打磨頭距發(fā)動(dòng)機(jī)殼體端口距離）越大，但存在打磨桿越長(zhǎng)，遠(yuǎn)離電機(jī)端（打磨頭端）離心震顫越大的問(wèn)題；剛性聯(lián)軸器指連接打磨桿與異步電機(jī)的裝置，主要用于緩解高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，遠(yuǎn)離電機(jī)端的離心震顫現(xiàn)象，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

承載系統(tǒng)為支撐架。支撐架主要用于承載發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、動(dòng)力系統(tǒng)以及移動(dòng)控制系統(tǒng)，以滿(mǎn)足不同長(zhǎng)度發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)備上的固定需求。

動(dòng)力系統(tǒng)主要由異步電機(jī)和異步電機(jī)變頻控制器組成，用于向打磨系統(tǒng)提供動(dòng)力輸出。異步電機(jī)具有小型輕量化、高可靠性、寬泛的速度控制、低成本等特點(diǎn)，符合發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)打磨設(shè)備的動(dòng)力系統(tǒng)選擇要求。異步電機(jī)變頻控制器通過(guò)調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要提供其所需的電源電壓，實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)調(diào)速以及節(jié)能的目的，同時(shí)，變頻控制器還具有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載保護(hù)功能，保障設(shè)備運(yùn)行安全。

移動(dòng)控制系統(tǒng)主要由步進(jìn)電機(jī)、可編程步進(jìn)電機(jī)控制器、直線(xiàn)滑臺(tái)組成，用于精確控制動(dòng)力系統(tǒng)的移動(dòng)速率與移動(dòng)范圍。步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，為移動(dòng)控制系統(tǒng)提供動(dòng)力輸出，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置可由控制器控制；可編程步進(jìn)電機(jī)控制器能夠發(fā)出均勻脈沖信號(hào)，該信號(hào)進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器后，會(huì)由驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)所需強(qiáng)電流信號(hào)，帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)工作的精確控制；直線(xiàn)滑臺(tái)是能提供直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可在其滑塊上安裝動(dòng)力系統(tǒng)的相關(guān)工件，配合步進(jìn)電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)控制器可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的目的，實(shí)現(xiàn)設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的自動(dòng)化打磨功能。同時(shí)，在該系統(tǒng)中采用齒條導(dǎo)軌進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)向承載工件的動(dòng)力傳輸，相比鏈條導(dǎo)軌具有安全性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：

通過(guò)采用自動(dòng)化打磨技術(shù)替代手工打磨工藝，可有效改善打磨界面質(zhì)量、提升打磨質(zhì)量控制水平、提高生產(chǎn)效率，同時(shí)通過(guò)砂布絲輪直徑的選擇還可適用于不同直徑的金屬圓管打磨，同時(shí)適用于帶有焊縫的管狀金屬殼體，通過(guò)更換砂布絲輪為其他打磨頭還可推廣應(yīng)用于木材等行業(yè)的打磨、拋光。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例打磨設(shè)備俯視結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例打磨系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是移動(dòng)控制系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)側(cè)視圖；

圖中，包括緊固螺栓1、支撐架2、砂布絲輪3、打磨桿4、剛性聯(lián)軸器5、異步電機(jī)6、架輪7、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體8、直線(xiàn)滑臺(tái)9、皮帶10、固定裝置11、異步電機(jī)變頻控制器12、可編程步進(jìn)電機(jī)控制器13、步進(jìn)電機(jī)14、滑塊15。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)金屬殼體自動(dòng)打磨設(shè)備俯視結(jié)構(gòu)圖，

承載系統(tǒng)為支撐架2，移動(dòng)控制系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)14、可編程步進(jìn)電機(jī)控制器13、直線(xiàn)滑臺(tái)9組成，滑塊15與步進(jìn)電機(jī)14之間以皮帶10連接，動(dòng)力系統(tǒng)主要由異步電機(jī)6和異步電機(jī)變頻控制器12組成。直線(xiàn)滑臺(tái)9通過(guò)緊固螺栓1固定在支撐架2上，砂布絲輪3通過(guò)固定裝置11固定在打磨桿4前端，打磨桿4與異步電機(jī)6之間以剛性聯(lián)軸器5連接，發(fā)動(dòng)機(jī)殼體8放置在架輪7上方。架輪7分為兩組，兩組架輪7分別安裝在支撐架2上方，并通過(guò)調(diào)整兩組架輪7之間的間距，滿(mǎn)足不同發(fā)動(dòng)機(jī)殼體8的打打打磨。

如圖2，本發(fā)明固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)金屬殼體自動(dòng)打磨設(shè)備打磨系統(tǒng)主要由紗布絲輪3、固定裝置11、打磨桿4、剛性聯(lián)軸器5組成。

圖3是移動(dòng)控制系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)側(cè)視圖，異步電機(jī)6安裝在滑塊15上，滑塊15是直線(xiàn)滑臺(tái)9的組成部分。

在實(shí)際工作中，操作人員將待打磨的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)金屬殼體放置在架輪7上，打開(kāi)設(shè)備，通過(guò)異步電機(jī)變頻控制器12設(shè)置異步電機(jī)6的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)打磨頭砂布絲輪3轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，直線(xiàn)滑臺(tái)9是提供直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在其滑塊15上安裝動(dòng)力系統(tǒng)的相關(guān)工件，滑塊15與步進(jìn)電機(jī)14之間以皮帶10傳送的方式連接，配合步進(jìn)電機(jī)14以及可編程步進(jìn)電機(jī)控制器13，設(shè)置滑塊軸向的位移速度及距離，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體打磨速率和打磨深度的控制。