一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床的制作方法

1.本发明属于磨削加工技术领域，尤其涉及一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床。


背景技术：

2.龙门式铣床为床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上，通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。常用于大件加工，大型模具加工等。
3.目前我们所采用的加工机床，床身通常为普通立式的床身结构，主轴箱及主轴系统刚性较差，机床精度提升难度大，同时所采用的主轴摆动机构和工件摆动机构都采用了复杂的机械传动方式，中心矩调整难度大，各主轴耦合严重，不利于维修，为此本发明提出一种叶片数控加工用龙门型阵列机床。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，解决了背景技术中提出的技术问题。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，包括底座、主轴箱和直排刀库组件，所述底座的上方设置有横梁，所述底座的左右两侧外壁分别固定连接有左立柱和右立柱，所述横梁下表面的左右两端分别与左立柱、右立柱的上端固定连接，所述横梁的外壁固定连接有侧导轨，所述主轴箱的外壁固定连接有侧导轨滑块，所述侧导轨滑块的外壁与侧导轨的内壁滑动连接，所述主轴箱上设置有机床b轴，所述主轴箱的底部设置有电主轴，所述电主轴的下端设置有刀具件；
6.所述底座的顶部设置有滑座，所述滑座的底部外壁固定连接有下导轨滑块，所述底座的顶部固定连接有下导轨，所述下导轨滑块的外壁与下导轨的内壁滑动连接，所述滑座的上方设置有工作台；
7.所述直排刀库组件包括两个对称连接在横梁底部的连接板，两个所述连接板的内壁均固定连接有第三导轨滑块，所述第三导轨滑块的内壁滑动连接有第三导轨，所述第三导轨的底部固定连接有平台，所述平台的内壁开设有凹槽，所述凹槽内设置有刀具，所述横梁的后侧壁固定连接有刀库电机座，所述刀库电机座上固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有驱动齿轮，所述刀库电机座上固定连接有毛毡齿轮，所述平台上设置有齿条。
8.优选的，所述机床b轴包括摆头箱和若干螺钉，所述摆头箱上固定连接有活齿减速机总成一，所述活齿减速机总成一上固定连接有直驱电机总成一，所述活齿减速机总成一内部设置有前端轴承座，所述前端轴承座上设置有键，所述摆头箱的内部设置有旋转轴，所述直驱电机总成一的输出端通过键与旋转轴固定连接，所述旋转轴与前端轴承座之间通过螺钉固定连接。
9.优选的，所述摆头箱上固定连接有后端轴承座，所述旋转轴的外壁与后端轴承座
的内壁转动连接，所述旋转轴远离直驱电机总成一的一端设置有光栅尺。
10.优选的，所述电主轴与旋转轴之间通过螺钉固定连接，所述电主轴的底端设置有刀柄，所述刀柄与电主轴之间通过螺钉固定连接，所述刀柄的底部固定连接有砂轮。
11.优选的，所述滑座的顶部固定连接有上导轨，所述工作台的底部固定连接有上导轨滑块，所述上导轨滑块的外壁与上导轨的内壁滑动连接。
12.优选的，所述工作台的顶部固定连接有机床c轴，所述机床c轴上固定连接有r夹具，所述r夹具上设置有叶片，所述r夹具上设置有锁紧片。
13.优选的，所述机床c轴包括支撑座，所述支撑座的数量为两个，两个所述支撑座的底部均固定连接有固定板，所述固定板的底部外壁与工作台的顶部外壁固定连接，右侧所述支撑座的外壁固定连接有减速机支座，所述减速机支座上固定连接有活齿减速机总成二。
14.优选的，两个所述支撑座上均设置有交叉滚子轴承，所述交叉滚子轴承的内壁转动连接有连接轴，右侧所述支撑座的内壁转动连接有连接座，所述连接座的右侧外壁固定连接有摆杆，所述活齿减速机总成二的外壁固定连接有直驱电机总成二，所述直驱电机总成二的输出端固定连接有输入齿轮轴，所述输入齿轮轴的左端与摆杆转动连接。
15.优选的，两个所述连接轴之间固定连接有u型架，所述u型架的顶部固定连接有工件夹具。
16.本发明的有益效果是：
17.1、本发明提供一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，通过采用多支主轴同时加工多片叶片的方法，大幅度提高了叶片加工的效率，降低了叶片的加工成本，与采用立式加工中心结构相比，采用龙门机床结构可减小主轴箱的悬臂量，大幅度提高主轴系统的刚性。
18.2、本发明提供一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，摆头和转台采用多个分离式直驱电机与活齿减速机组成的转台结构，通过独立的转台，以便于转台中心距的快速调整，大幅度降低维修难度，使机床中心距更易于调整。
19.3、本发明提供一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，采用龙门结构机床可易于实现多支主轴同步换刀，大幅度降低换刀难度，解决了矩形阵列机床的难以快速换刀的难题。
20.4、本发明提供一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，直驱电机的输出端通过光栅尺能够将实际旋转的角度反馈到数控系统内，数控系统对比实际旋转角度和理论旋转角度之间的差值，便于调整后续数据，使实际转角和理论转角一致。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明的左视图；
23.图3为本发明的机床b轴处主视图；
24.图4为本发明的机床b轴处左视图；
25.图5为本发明的部分结构示意图；
26.图6为本发明的u型架处主视图；
27.图7为本发明的u型架处俯视图；
28.图8为本发明的摆杆处结构示意图；
29.图9为本发明的直排刀库组件处主视图；
30.图10为本发明的直排刀库组件处侧视图；
31.图11为本发明的刀具处结构示意图。图12为本发明的图9中a处放大图。
32.图中：1、机床b轴；101、直驱电机总成一；102、活齿减速机总成一；103、前端轴承座；104、摆头箱；105、后端轴承座；106、光栅尺；107、键；108、旋转轴；109、刀柄；110、砂轮；2、机床c轴；201、减速机支座；202、活齿减速机总成二；203、输入齿轮轴；204、摆杆；205、连接座；206、支撑座；207、交叉滚子轴承；208、连接轴；209、直驱电机总成二；210、u型架；211、工件夹具；212、固定板；3、工作台；4、滑座；5、底座；6、左立柱；7、右立柱；8、横梁；9、主轴箱；10、电主轴；11、刀具件；12、叶片；13、锁紧片；14、3r夹具；15、上导轨滑块；16、上导轨；17、下导轨滑块；18、下导轨；19、侧导轨；20、侧导轨滑块；21、直排刀库组件；2101、连接板；2102、第三导轨滑块；2103、第三导轨；2104、平台；2105、刀具；2106、刀库电机座；2107、电机；2108、驱动齿轮；2109、毛毡齿轮；2110、齿条。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例一：
35.请参阅图1-8所示，本发明提供一种技术方案：一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，包括底座5、主轴箱9和直排刀库组件21，底座5的上方设置有横梁8，底座5的左右两侧外壁分别固定连接有左立柱6和右立柱7，横梁8下表面的左右两端分别与左立柱6、右立柱7的上端固定连接，横梁8的外壁固定连接有侧导轨19，主轴箱9的外壁固定连接有侧导轨滑块20，侧导轨滑块20的外壁与侧导轨19的内壁滑动连接，主轴箱9上设置有机床b轴1，主轴箱9的底部设置有电主轴10，电主轴10的下端设置有刀具件11；
36.底座5的顶部设置有滑座4，滑座4的底部外壁固定连接有下导轨滑块17，底座5的顶部固定连接有下导轨18，下导轨滑块17的外壁与下导轨18的内壁滑动连接，滑座4的上方设置有工作台3，滑座4的顶部固定连接有上导轨16，工作台3的底部固定连接有上导轨滑块15，上导轨滑块15的外壁与上导轨16的内壁滑动连接；
37.本实施方案中，底座5是整个机床的基础，安装在地面上，左立柱6和右立柱7用来支撑横梁8，通过横梁8上安装的侧导轨19能够带动主轴箱9上下运动，机床b轴1通过螺钉固定在主轴箱9上，并随着主轴箱9做z轴直线运动，(z轴直线运动从机床主视图看是上下运动)，进而通过机床b轴1做左右摇摆运动，带动电主轴10左右摆动，电主轴10带动刀具件11加工叶片曲面左右侧不同部位，机床c轴2通过螺钉固定在工作台3上，并随着工作台3做x轴直线运动和y轴直线运动(x轴直线运动从机床主视图看是左右运动，y轴直线运动从机床主视图看是前后运动)，机床c轴2以c轴轴线(c轴轴线与z轴平行)为中心做旋转运动，3r夹具
14通过螺钉固定在机床c轴2上，3r夹具14通过锁紧片13把叶片12固定在3r夹具14上，使得叶片12随着c轴做旋转运动；工作台3是机床x轴直线轴，(x轴直线运动从机床主视图看是左右运动)，工作台3通过螺钉固定在上导轨滑块15上面，通过上导轨滑块15能够带动工作台3沿件上导轨16做x轴直线运动；滑座4是机床y轴直线轴，(y轴直线运动从机床主视图看是前后运动)，滑座4通过螺钉固定在下导轨滑块17上面，通过下导轨滑块17能够带动滑座4沿下导轨18做y轴直线运动；机床通过b轴旋转轴，c轴旋转轴，x轴直线轴，y轴直线轴，z轴直线轴共同形成了五轴五联动机床，五轴同时相互联动，加工曲面叶片，大幅度提高了叶片的加工效率；
38.直排刀库组件21包括两个对称连接在横梁8底部的连接板2101，两个连接板2101的内壁均固定连接有第三导轨滑块2102，第三导轨滑块2102的内壁滑动连接有第三导轨2103，第三导轨2103的底部固定连接有平台2104，平台2104的内壁开设有凹槽，凹槽内设置有刀具2105，横梁8的后侧壁固定连接有刀库电机座2106，刀库电机座2106上固定连接有电机2107，电机2107的输出端固定连接有驱动齿轮2108，刀库电机座2106上固定连接有毛毡齿轮2109，平台2104上设置有齿条2110；
39.本实施方案中，直排刀库组件21在使用时，通过电机2107带动驱动齿轮2108转动，进而传动齿条2110移动，通过齿条2110传动平台2104移动，进而由平台2104带动刀具2105移动，当刀具2105移动到换刀点位置后停止，此时主轴箱9往下移动，当移动到电主轴10下端面与主轴刀柄下端面重合时，电主轴10内部传感器会接收到夹刀信号，电主轴10通过气缸往回拉刀柄，把刀具2105固定在电主轴10上，之后主轴箱9往上移动，通过电机2107带动驱动齿轮2108转动，传动齿条2110移动，通过齿条2110再带动平台2104移动实现复位，之后主轴箱9通过往下移动进行加工。
40.机床b轴1包括摆头箱104和若干螺钉，摆头箱104上固定连接有活齿减速机总成一102，活齿减速机总成一102上固定连接有直驱电机总成一101，活齿减速机总成一102内部设置有前端轴承座103，前端轴承座103上设置有键107，摆头箱104的内部设置有旋转轴108，直驱电机总成一101的输出端通过键107与旋转轴108固定连接，旋转轴108与前端轴承座103之间通过螺钉固定连接，摆头箱104上固定连接有后端轴承座105，旋转轴108的外壁与后端轴承座105的内壁转动连接，旋转轴108远离直驱电机总成一101的一端设置有光栅尺106；
41.本实施方案中，直驱电机总成一101是动力源，活齿减速机总成一102能够降低直驱电机总成一101的转速，增加直驱电机总成一101扭矩，直驱电机总成一101通过旋转轴108带动电主轴10一起往复摆动，摆头箱104用于支撑旋转轴108，后端轴承座105用螺钉固定在摆头箱104上，后端轴承座105用于支撑旋转轴108的另外一端，光栅尺106包括外壳和转子，光栅尺106外壳用螺钉固定在摆头箱104上，光栅尺106转子与旋转轴连108接在一块并随旋转轴108旋转，光栅尺106把旋转轴108实际旋转的角度反馈到数控系统内，数控系统对比实际旋转角度和理论旋转角度之间的差值，从而调整后续数据，使实际转角和理论转角一致。
42.电主轴10与旋转轴108之间通过螺钉固定连接，电主轴10的底端设置有刀柄109，刀柄109与电主轴10之间通过螺钉固定连接，刀柄109的底部固定连接有砂轮110。
43.本实施方案中，刀柄109固定在电主轴10上，刀柄109用来安装砂轮110，在电主轴
10转动的条件下，通电主轴10带动刀柄109和砂轮110一块转动，并随着旋转轴108往复摆动来加工叶片曲面。
44.实施例二：
45.请参阅图1-8所示，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：工作台3的顶部固定连接有机床c轴2，机床c轴2上固定连接有3r夹具14，3r夹具14上设置有叶片12，3r夹具14上设置有锁紧片13；
46.机床c轴2包括支撑座206，支撑座206的数量为两个，两个支撑座206的底部均固定连接有固定板212，固定板212的底部外壁与工作台3的顶部外壁固定连接，右侧支撑座206的外壁固定连接有减速机支座201，减速机支座201上固定连接有活齿减速机总成二202，两个支撑座206上均设置有交叉滚子轴承207，交叉滚子轴承207的内壁转动连接有连接轴208，右侧支撑座206的内壁转动连接有连接座205，连接座205的右侧外壁固定连接有摆杆204，活齿减速机总成二202的外壁固定连接有直驱电机总成二209，直驱电机总成二209的输出端固定连接有输入齿轮轴203，输入齿轮轴203的左端与摆杆204转动连接，两个连接轴208之间固定连接有u型架210，u型架210的顶部固定连接有工件夹具211。
47.本实施方案中，机床c轴2通过固定板212固定在机床工作台3上，支撑座206为u型架210以及减速机支座201提供支撑，直驱电机总成二209通过输入齿轮轴203带动摆杆204摆动，进而带动u型架210摆动，u型架210安装在两个支撑座206之间，用来安装工件夹具211，减速机支座201内部安装一个消隙齿轮和消隙齿轮密珠套，消隙齿轮转动时消除了齿轮间背隙，提高传动精度，密珠套安装在输入齿轮轴203上，通过密珠套可以提高消隙齿轮和传动输入齿轮轴203的同轴度，便于消隙齿轮角相旋转。
48.工作原理：机床通过b轴旋转轴、c轴旋转轴、x轴直线轴、y轴直线轴和z轴直线轴共同组成了五轴联动机床，加工叶片时，五轴之间相互联动，进行曲面叶片的加工，大幅度提高了叶片的加工效率，且加工工具在工作时，由直驱电机输出轴端部连接的光栅尺106能够将输出轴实际旋转的角度反馈到数控系统内，数控系统对比实际旋转角度和理论旋转角度之间的差值，便于调整后续数据，使实际转角和理论转角一致。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，包括底座(5)、主轴箱(9)和直排刀库组件(21)，其特征在于：所述底座(5)的上方设置有横梁(8)，所述底座(5)的左右两侧外壁分别固定连接有左立柱(6)和右立柱(7)，所述横梁(8)下表面的左右两端分别与左立柱(6)、右立柱(7)的上端固定连接，所述横梁(8)的外壁固定连接有侧导轨(19)，所述主轴箱(9)的外壁固定连接有侧导轨滑块(20)，所述侧导轨滑块(20)的外壁与侧导轨(19)的内壁滑动连接，所述主轴箱(9)上设置有机床b轴(1)，所述主轴箱(9)的底部设置有电主轴(10)，所述电主轴(10)的下端设置有刀具件(11)；所述底座(5)的顶部设置有滑座(4)，所述滑座(4)的底部外壁固定连接有下导轨滑块(17)，所述底座(5)的顶部固定连接有下导轨(18)，所述下导轨滑块(17)的外壁与下导轨(18)的内壁滑动连接，所述滑座(4)的上方设置有工作台(3)；所述直排刀库组件(21)包括两个对称连接在横梁(8)底部的连接板(2101)，两个所述连接板(2101)的内壁均固定连接有第三导轨滑块(2102)，所述第三导轨滑块(2102)的内壁滑动连接有第三导轨(2103)，所述第三导轨(2103)的底部固定连接有平台(2104)，所述平台(2104)的内壁开设有凹槽，所述凹槽内设置有刀具(2105)，所述横梁(8)的后侧壁固定连接有刀库电机座(2106)，所述刀库电机座(2106)上固定连接有电机(2107)，所述电机(2107)的输出端固定连接有驱动齿轮(2108)，所述刀库电机座(2106)上固定连接有毛毡齿轮(2109)，所述平台(2104)上设置有齿条(2110)。2.根据权利要求1所述的一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，其特征在于：所述机床b轴(1)包括摆头箱(104)和若干螺钉，所述摆头箱(104)上固定连接有活齿减速机总成一(102)，所述活齿减速机总成一(102)上固定连接有直驱电机总成一(101)，所述活齿减速机总成一(102)内部设置有前端轴承座(103)，所述前端轴承座(103)上设置有键(107)，所述摆头箱(104)的内部设置有旋转轴(108)，所述直驱电机总成一(101)的输出端通过键(107)与旋转轴(108)固定连接，所述旋转轴(108)与前端轴承座(103)之间通过螺钉固定连接。3.根据权利要求2所述的一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，其特征在于：所述摆头箱(104)上固定连接有后端轴承座(105)，所述旋转轴(108)的外壁与后端轴承座(105)的内壁转动连接，所述旋转轴(108)远离直驱电机总成一(101)的一端设置有光栅尺(106)。4.根据权利要求2所述的一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，其特征在于：所述电主轴(10)与旋转轴(108)之间通过螺钉固定连接，所述电主轴(10)的底端设置有刀柄(109)，所述刀柄(109)与电主轴(10)之间通过螺钉固定连接，所述刀柄(109)的底部固定连接有砂轮(110)。5.根据权利要求3所述的一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，其特征在于：所述滑座(4)的顶部固定连接有上导轨(16)，所述工作台(3)的底部固定连接有上导轨滑块(15)，所述上导轨滑块(15)的外壁与上导轨(16)的内壁滑动连接。6.根据权利要求1所述的一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，其特征在于：所述工作台(3)的顶部固定连接有机床c轴(2)，所述机床c轴(2)上固定连接有3r夹具(14)，所述3r夹具(14)上设置有叶片(12)，所述3r夹具(14)上设置有锁紧片(13)。7.根据权利要求6所述的一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，其特征在于：
所述机床c轴(2)包括支撑座(206)，所述支撑座(206)的数量为两个，两个所述支撑座(206)的底部均固定连接有固定板(212)，所述固定板(212)的底部外壁与工作台(3)的顶部外壁固定连接，右侧所述支撑座(206)的外壁固定连接有减速机支座(201)，所述减速机支座(201)上固定连接有活齿减速机总成二(202)。8.根据权利要求7所述的一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，其特征在于：两个所述支撑座(206)上均设置有交叉滚子轴承(207)，所述交叉滚子轴承(207)的内壁转动连接有连接轴(208)，右侧所述支撑座(206)的内壁转动连接有连接座(205)，所述连接座(205)的右侧外壁固定连接有摆杆(204)，所述活齿减速机总成二(202)的外壁固定连接有直驱电机总成二(209)，所述直驱电机总成二(209)的输出端固定连接有输入齿轮轴(203)，所述输入齿轮轴(203)的左端与摆杆(204)转动连接。9.根据权利要求8所述的一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，其特征在于：两个所述连接轴(208)之间固定连接有u型架(210)，所述u型架(210)的顶部固定连接有工件夹具(211)。

技术总结
本发明公开了一种叶片数控磨削抛光用龙门型矩形阵列机床，涉及磨削加工技术领域。包括底座和主轴箱，所述底座的上方设置有横梁，所述底座的左右两侧外壁分别固定连接有左立柱和右立柱，所述横梁下表面的左右两端分别与左立柱、右立柱的上端固定连接，所述横梁的外壁固定连接有侧导轨，所述主轴箱的外壁固定连接有侧导轨滑块，所述侧导轨滑块的外壁与侧导轨的内壁滑动连接，所述主轴箱上设置有机床B轴，所述主轴箱的底部设置有电主轴，所述电主轴的下端设置有刀具件。通过采用多支主轴同时加工多片叶片的方法，大幅度提高了叶片加工的效率，降低了加工成本，与采用立式加工中心结构相比，采用龙门机床结构可减小主轴箱的悬臂量，提高了主轴系统的刚性。提高了主轴系统的刚性。提高了主轴系统的刚性。


技术研发人员：陈志同 陈荣成 高开斌 高星
受保护的技术使用者：枣庄北航机床创新研究院有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/23