一种磨粒流精密加工航空叶片的设备

1.本实发明涉及磨粒流加工技术领域，具体为一种磨粒流精密加工航天叶片的设备。


背景技术：

2.随着国内航空事业的高速发展和进步，航空发动机的产品质量和工作效率大幅度提升，作为关键核心部位，叶片部件最终产品的优劣直接关系到整个航空发动机的主要性能指标。
3.目前叶片主要是通过精密铣削保证型面精度，但是由于叶片具有结构刚性弱、材料难加工、型面复杂等特性，铣削加工以后难以保证叶片的真实型面形状，例如，在叶片边缘容易产生削边、平头、缩边、钝变、尖头等形状误差，同时在叶片表面易形成微裂纹、残余拉应力、表面一致性差等缺陷。因此在叶片精密铣削以后必须要经过磨削抛光以保证其形状精度、提高表面完整性。
4.磨粒流加工(abrasive flow machining简称afm)技术是一种新型的机械加工方法，它是以磨料介质(掺有磨粒的一种可流动的混合物)在压力下流过工件所需加工的表面，进行去毛刺、除飞边、磨圆角，以减少工件表面的波纹度和粗糙度，达到精密加工的光洁度的同时,降低了加工成本,提高加工效率以及零件的表面质量和工艺性能。故磨粒流加工的研究在国内外迅速发展起来,并很快应用到航空航天、金属模具、医疗器械、半导体等机械行业中。
5.压气机和涡轮是在发动机的气流通道内实现气流功能转换与改变气流方向的重要零件。因此，压气机叶片具有一定程度的增压效果，空气进入发动机后，压气机叶片可将空气进行压缩，气流压力和温度明显升高，以满足燃烧室需求。涡轮叶片则具有膨胀减压的效果，可使燃气的能量转化为涡轮功。发动机的性能很大程度上取决于叶片型面的设计和制造水平。其材料必须具备良好的热强性、抗高温腐蚀能力和高温疲劳性能，并能保证组织稳定性。因此，提高发动机叶片的表面质量尤为重要。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为解决航空发动机叶片精密加工工序复杂、效率低、生产成本高的问题，提供一种磨粒流精密加工航空叶片的设备，本发明的优点在于：由电机作为驱动力，一个电机用于驱动滚珠丝杠来实现被加工叶片竖直方向的运动，另一电机驱动主轴的运转来实现叶片的旋转，使得磨粒流与被加工叶片充分接触和摩擦，从而实现发动机叶片复杂曲面的充分加工，提高表面的加工效果，整个装置结构简单且稳定，各个装置方便安装和拆卸。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种磨粒流精密加工航空叶片的设备，其特征在于:该设备由驱动部分，叶片夹具部分，加工部分及工作台组成，所述驱动部分由电机、固定架、联轴器、底座轴承、丝杠、移动架、滑轨、主轴、直线轴承及安装架组成，
所述电机分为电机一和电机二，电机一通过螺纹连接固定在连接架上，电机二通过螺纹连接固定在移动架上，所述固定架通过螺纹连接固定在安装台上，所述联轴器分为联轴器一和联轴器二，联轴器一通过过盈配合固定在固定架的孔内，联轴器二通过过盈配合与电机转轴和主轴连接固定，所述底座轴承分为底座轴承一和底座轴承二，底座轴承一通过螺纹连接固定在连接架上，底座轴承二通过螺纹连接固定在安装台上，所述丝杠通过螺纹固定的方式固定在上下端的底座轴承上，所述移动架一端通过螺纹连接的方式固定在滑轨的滑块上，另一端通过螺纹连接的方式固定在螺母上，所述滑轨分为滑轨一和滑轨二，都通过螺纹连接固定在安装台上，所述主轴通上端通过过盈配合与联轴器连接固定，下端通过螺纹连接固定，所述直线轴承通过螺纹连接固定在安装台上，所述安装架用于装配固定架、滑轨、轴承底座二以及直线轴承，且安装架固定在工作台上。
8.进一步，作为优选，所述的一种磨粒流精密加工航空叶片的设备，其特征在于：所述叶片夹具部分由连接板、夹紧器及抓手组成，所述连接板通过螺纹连接与主轴和夹紧器固定，所述夹紧器通过螺纹连接固定在连接板上，所述抓手通过螺纹连接固定在夹紧器上。
9.进一步，作为优选，所述的一种磨粒流精密加工航空叶片的设备，其特征在于：所述工作台由供液箱、抽液泵、加工箱、废液箱、管道、管道接头及阀门开关组成，所述供液箱、加工箱及废液箱通过工作台底板上圆槽固定，所述供液泵通过螺纹连接固定在工作台底板上，所述管道分为供液管、泵管、入液管、出液管和回液管，所述管道接头分为管道接头一和管道接头二，供液管连接供液箱和抽液泵，泵管通过管道接头一和入液管相连，入夜管连接加工箱，出液管连接加工箱并通过管道接头二与回液管连接，回液管连接废液箱，所述阀门开关分为阀门开关一和阀门开关二，阀门开关一固定在固液管上，阀门开关二固定在出液管上。
附图说明
10.图1为本设备轴侧图
11.图2为加工部分示意图图
12.图3为固定架示意图
13.图4为安装架示意图
14.图5为移动架示意图
15.图6为连接板示意图
16.图7为部分夹具示意图
17.图中：1、工作台，2、阀门开关二，3、回液管，4、废液箱，5、供液箱，6、底座轴承一，7、滑轨，8、固定架，8-1、固定架安装孔，8-2、电机一安装孔，8-3、电机轴孔，8-4、底座轴承二安装孔，8-5、联轴器一孔，9、安装架，9-1、固定架安装孔，9-2、滑轨一安装孔，9-3、滑轨二安装孔，9-4、安装架安装孔，9-5、底座轴承二安装孔，9-6、直线轴承安装孔，9-7、直线轴承孔，10、电机一，11、联轴器一，12、底座轴承二，13、滚珠丝杠，14、电机二，15、移动架，15-1、滑轨连接孔，15-2、螺母安装孔，15-3、丝杠孔，15-4、螺母孔，15-5、电机二轴孔，16、联轴器二，17、主轴，18、直线轴承，19、连接板，19-1、安装孔，19-2、主轴连接孔，20、夹具，20-1、抓手安装孔，21、阀门开关一，22、抽液泵，23、送液管，24、加工箱，25、泵管，26、管道接头一，27、入液管，28、出液管，29、管道接头二。
具体实施方式
18.本实发明提供了一种磨粒流精密加工航空叶片的设备，下面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晰、完整的描述，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其他实施例，都属于本发明的保护范围。
19.本发明主要由四部分组成，分别为驱动部分，叶片夹具部分，加工部分及工作台，安装按以下步骤进行：
20.步骤一：将工作台放置在水平面上。
21.步骤二：安装驱动部分，首先将安装架架(9)通过螺纹孔(9-4、1-1)安装在工作台上，然后将滑轨(7)通过螺纹孔(9-2、9-3)安装在安装架上，再将底座轴承二(6)通过螺纹孔(9-4)安装在安装架上，将滚珠丝杠(16)与底座轴承一(6)配合之后再将丝杠轴穿过移动架上的孔(15-3)，然后通过安装架上的孔(15-1、15-2)分别与滑轨(7)和滚珠丝杠(13)上的螺母连接固定，在这之后将丝杠轴与轴承底座二(12)配合固定并将丝杠轴与联轴器一(11)配合，再将联轴器二(11)穿过固定架(8)上的孔(8-5)，然后再通过螺纹孔(9-1)安装固定架(8)，再通过安装孔(8-4、8-2)安装底座轴承一(12)和电机一(10)，且电机一转轴穿过固定架上的孔(8-3)，接下来将电机二(14)通过移动架(15)上螺纹孔(15-4)安装固定，且电机二转轴穿过孔(15-5)，然后将直线轴承通过安装孔(9-6)安装固定且将直线轴承的轴穿过孔(9-7、1-2)，再将主轴(17)与直线轴承配合并通过联轴器二(16)连接主轴(17)与电机二转轴，由此实现驱动部分的安装工作。
22.步骤三：安装夹具部分，首先将连接板通过螺纹孔(19-2)与主轴(17)连接，再通过板上四个螺纹孔(19-1)与夹紧器(20-1)连接，最后再将抓手(20-2)通过螺纹孔(20-3)与夹紧器(20-1)连接，由此实现夹具部分的安装工作。
23.步骤四：安装加工部分，首先将供液箱(5)、加工箱(24)和废液箱(4)通过底部圆槽固定在底板上，然后将抽液泵(22)通过螺纹连接固定，再用供液管(23)连接供液箱(5)和抽液泵(22)，用管道接头一(26)将泵管(25)和入夜管(27)连接之后，再将阀门开关一(21)固定在入液管上(27)，接下来用管道接头二(29)连接出液管(28)和回液管(3)，再将出液管(28)和回液管(3)分别与加工箱(24)和废液箱(4)连接，最后将阀门开关二(2)固定在出液管(28)上，由此实现加工部分的安装工作。
24.本设备在运行时，按以下步骤操作：
25.步骤一：先接通电机一(10)电源，将主轴(17)调整到合适高度后关闭电机一电源，然后将待加工叶片放置到抓手(20-3)合适位置由夹紧器(20-1)夹紧固定。
26.步骤二：打开阀门开关一(21)，关闭阀门开关二(2)，打开抽液泵(22)，使磨料流入加工箱(24)内，磨料达到一定高度后关闭抽液泵(22)且关闭阀门开关一(21)；
27.步骤三：打开电机一(10)和电机二(14)电源，开始加工，加工充分后，将主轴调整到合适高度，关闭电机电源，将工件取出后，再打开阀门开关二(2)，将废液收集之后，加工完毕。
28.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：
1.一种磨粒流精密加工航空叶片的设备，其特征在于:该设备由驱动部分，叶片夹具部分，加工部分及工作台组成，所述驱动部分由电机、固定架、联轴器、底座轴承、丝杠、移动架、滑轨、主轴、直线轴承及安装架组成，所述电机分为电机一和电机二，电机一通过螺纹连接固定在连接架上，电机二通过螺纹连接固定在移动架上，所述固定架通过螺纹连接固定在安装台上，所述联轴器分为联轴器一和联轴器二，联轴器一通过过盈配合固定在固定架的孔内，联轴器二通过过盈配合与电机转轴和主轴连接固定，所述底座轴承分为底座轴承一和底座轴承二，底座轴承一通过螺纹连接固定在连接架上，底座轴承二通过螺纹连接固定在安装台上，所述丝杠通过螺纹固定的方式固定在上下端的底座轴承上，所述移动架一端通过螺纹连接的方式固定在滑轨的滑块上，另一端通过螺纹连接的方式固定在螺母上，所述滑轨分为滑轨一和滑轨二，都通过螺纹连接固定在安装台上，所述主轴通上端通过过盈配合与联轴器连接固定，下端通过螺纹连接固定，所述直线轴承通过螺纹连接固定在安装台上，所述安装架用于装配固定架、滑轨、轴承底座二以及直线轴承，且安装架固定在工作台上。2.根据权利要求1所述的一种磨粒流精密加工航空叶片的设备，其特征在于：所述叶片夹具部分由连接板、夹紧器及抓手组成，所述连接板通过螺纹连接与主轴和夹紧器固定，所述夹紧器通过螺纹连接固定在连接板上，所述抓手通过螺纹连接固定在夹紧器上。3.根据权利要求1所述的一种磨粒流精密加工航空叶片的设备，其特征在于：所述工作台由供液箱、抽液泵、加工箱、废液箱、管道、管道接头及阀门开关组成，所述供液箱、加工箱及废液箱通过工作台底板上圆槽固定，所述供液泵通过螺纹连接固定在工作台底板上，所述管道分为供液管、泵管、入液管、出液管和回液管，所述管道接头分为管道接头一和管道接头二，供液管连接供液箱和抽液泵，泵管通过管道接头一和入液管相连，入夜管连接加工箱，出液管连接加工箱并通过管道接头二与回液管连接，回液管连接废液箱，所述阀门开关分为阀门开关一和阀门开关二，阀门开关一固定在固液管上，阀门开关二固定在出液管上。

技术总结
本发明涉及磨粒流加工技术领域，具体为一种磨粒流精密加工航空叶片的设备。该设备由驱动部分、叶片夹具部分、加工部分及工作台组成组成。本发明的优点在于：由电机作为驱动力，一个电机用于驱动滚珠丝杠来实现被加工叶片竖直方向的运动，另一电机驱动主轴的运转来实现叶片的旋转，从而实现发动机叶片复杂曲面的充分加工，进而提高表面的加工效果，整个装置结构简单且稳定，各个装置方便安装和拆卸。各个装置方便安装和拆卸。各个装置方便安装和拆卸。


技术研发人员：李俊烨 汤家旭 孟庆新 姚世琦 吴海红 张雷 唐超 刘建河
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/7/12