CN114131499B - 一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***及其处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***及其处理工艺，包括底座，所述底座顶部两侧分别设置有控制箱和支架，所述筒体的内部设置有贯穿的驱动轴，所述驱动轴中心处的外壁上设置有多个环形均匀分布的连接座，所述连接座的两侧均设置有驱动部，所述驱动部由夹持机构和导向机构组成，所述筒体的上下两侧分别设置有上磁极机构和下磁极机构。本发明中，通过在筒体中设置驱动部以带动叶片移动，并且通过固定磁极和活动磁极的相互配合使叶片和磨料之间的相对运动方式多样化，通过增加运动的无序性，使磨料中的模块始终可以以较大的压力摩擦叶片表面，进而使叶片表面完全处理，同时提高表面处理的效率。

Description

一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***及其处理工艺
技术领域
本发明涉及机械零件表面加工技术领域，尤其涉及一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***及其处理工艺。
背景技术
发动机是飞机的心脏部件，叶片又是发动机的重要部件。叶片型面为自由曲面，叶片的加工质量对航空发动机的可靠性有着重要的影响，而叶片的表面质量直接影响到叶片的气动性能，进而影响到航空发动机的性能。
滚磨光整加工技术具有整体加工、表面完整性特征参数综合改善、经济可承受的特征。目前，对于叶片的光整加工有手工抛光、砂带抛光、磨粒流抛光、喷丸强化、激光冲击强化等方式，现有技术中已有采用旋流式滚磨光整加工技术对叶片进行光整加工的方法。其通过将工件、磨块和磨剂按一定混合比装入滚筒中，当滚筒运动时，在工件和磨块间产生强大的挤压力和强制流动力，迫使磨块对工件产生碰撞、滚压、滑擦和刻划，从而实现对工件表面的光整加工。但是由于常规的滚筒运动方式单一，工件和磨块在一端时间后的运动状态较为稳定，故导致二者之间的挤压力降低，从而使工件的表面加工不完全。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***及其处理工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，包括底座，所述底座顶部两侧分别设置有控制箱和支架，且二者之间设置有筒体，所述控制箱与筒体固定连接，所述控制箱的内部设置有PLC控制器和驱动装置，所述筒体的内部设置有贯穿的驱动轴，所述驱动轴的一端与驱动装置的输出端固定连接，另一端与支架转动连接，所述驱动轴中心处的外壁上设置有多个环形均匀分布的连接座，所述连接座的两侧均设置有驱动部，所述驱动部由夹持机构和导向机构组成，所述筒体的上下两侧分别设置有上磁极机构和下磁极机构；所述导向机构包括伸缩件，所述伸缩件的伸缩端固定连接有连接块，所述连接块远离驱动轴的一侧固定连接有连接板，所述连接块靠近驱动轴的一侧具有凸起，所述驱动轴的外侧设置有套筒，所述套筒的表面设置有与凸起配合的导向槽，所述伸缩件的外侧固定连接有齿条，所述夹持机构的底部设置有第二齿轮，且第二齿轮与齿条相互啮合；所述上磁极机构由多个固定磁极组成，所述多个固定磁极沿驱动轴的轴向方向等间距分布；所述下磁极机构包括壳体，所述壳体的底部设置有驱动件，所述壳体的内部设置有多个与固定磁极对应的旋转升降组件，且旋转升降组件的顶部设置有多个活动磁极；
所述处理***的处理工艺包括以下步骤：
S1、安装叶片，将叶片固定在夹持机构上，再将磁流变液、磨块和磨剂组成的磨料倒入筒体内；
S2、叶片运动，启动控制装置，带动驱动轴旋转，使叶片绕驱动轴旋转，同时自转，并且沿驱动轴的轴向方向往复运动；
S3、磨料流动，启动驱动件，带动活动磁极转动并且上下往复移动，在活动磁极和固定磁极之间产生变化的磁场，使磨料旋转以及磨料挤压工件；
S4、取出叶片，通过排料口将磨料排出筒体。
优选地，所述夹持机构包括安装座，所述安装座与连接板转动连接，所述第二齿轮固定连接在安装座的底部，所述安装座的顶部设置有两个夹持块，所述夹持块通过支撑组件与安装座活动连接，并且夹持块的侧面具有多个卡槽。
优选地，所述支撑组件包括第一齿轮，所述第一齿轮的两侧均设置有两个摆动杆，所述两个摆动杆中的一个与第一齿轮固定连接，另一个与安装座转动连接，所述两个摆动杆均与夹持块转动连接，并且两个摆动杆与夹持块以及安装座构成平行四边形结构，一个所述摆动杆与安装座之间设置有弹簧，且弹簧始终处于压缩状态，所述两个夹持块的支撑组件的两个所述第一齿轮相互啮合。
优选地，所述夹持机构设置有至少三个，并且沿驱动轴的轴向方向等间距分布。
优选地，所述升降组件包括凸轮，所述凸轮的顶部固定连接有导向柱，所述导向柱的外壁具有沿轴向方向延伸的凹槽，所述导向柱的外侧设置有与凹槽配合的滑套，所述滑套的外侧固定连接有转盘，所述多个活动磁极环形均匀分布在转盘的顶部，所述壳体内部的侧壁上转动连接有调节杆，所述调节杆的顶端以及靠近凸轮的侧面均嵌设有滚珠。
优选地，所述调节杆顶端的滚珠与转盘的顶部滚动接触，所述调节杆侧面的滚珠设有多个，并且均与凸轮滚动接触，所述凸轮的外周为圆弧形结构。
优选地，所述活动磁极为扇形结构，所述固定磁极为矩形结构，并且固定磁极的面积大于转盘的面积。
优选地，所述筒体的侧面设置有密封门，所述密封门的两侧均设置有支撑件，所述支撑件为弹性伸缩杆，所述筒体靠近支架的一侧设置有加料口和出料口。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本申请通过在筒体中设置驱动部以带动叶片移动，并且通过固定磁极和活动磁极的相互配合使叶片和磨料之间的相对运动方式多样化，通过增加运动的无序性，使磨料中的模块始终可以以较大的压力摩擦叶片表面，进而使叶片表面完全处理，同时提高表面处理的效率。
2、本申请通过设置驱动部可以带动叶片环绕驱动轴旋转的同时沿驱动轴的轴向方向做往复运动以及自转，驱动部设置有导向柱和套筒，套筒上设置导向槽，导向槽的下半部分为弧形结构，导向柱可以顺着导向槽往驱动轴的轴向方向往复移动，同时驱动部还设置有第二齿轮和齿条，在导向柱往复移动的同时，使第二齿轮沿着齿条往复移动，进而使第二齿轮往复转动，通过驱动部的设置使叶片可以在多个自转、公转并且沿直线往复运动，增加了运动形式，使叶片的表面各处均可以与磨料充分接触，有助于提高表面处理的均匀性，同时驱动部的结构紧凑，节省空间，故可以安装较多数量的叶片，从而提高加工效率。
3、本申请通过设置的固定磁极和活动磁极可以在磁场的作用下使磨料旋转以及挤压，从而实现多方向的移动，使叶片可以充分与磨料接触，从而提高表面处理的效果，磨料中包含磁流变液、磨块和磨剂，活动磁极设置在转盘上，转盘底部设置调节杆和凸轮，转盘和凸轮同步旋转，随着凸轮的旋转改变调节杆的角度，进而使转盘上下移动，进而实现磨料的旋转以及挤压运动。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的处理***整体结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供的驱动部结构示意图；
图3示出了根据本发明实施例提供的驱动部局部第一视角结构示意图；
图4示出了根据本发明实施例提供的驱动部局部第二视角结构示意图；
图5示出了根据本发明实施例提供的夹持机构与叶片配合结构示意图；
图6示出了根据本发明实施例提供的夹持机构结构示意图；
图7示出了根据本发明实施例提供的壳体内部结构示意图；
图8示出了根据本发明实施例提供的凸轮与转盘连接结构示意图；
图9示出了本发明的处理工艺流程图。
图例说明：
1、底座；2、控制箱；3、支架；4、筒体；5、密封门；6、支撑件；7、驱动轴；8、连接座；9、伸缩件；10、连接块；11、连接板；12、安装座；13、第一齿轮；14、摆动杆；15、夹持块；16、卡槽；17、弹簧；18、第二齿轮；19、齿条；20、凸起；21、套筒；22、导向槽；23、固定磁极；24、壳体；25、驱动件；26、凸轮；27、导向柱；28、滑套；29、转盘；30、活动磁极；31、调节杆；32、滚珠。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：
一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，包括底座1，底座1顶部两侧分别设置有控制箱2和支架3，且二者之间设置有筒体4，控制箱2与筒体4固定连接，控制箱2的内部设置有PLC控制器和驱动装置，筒体4的内部设置有贯穿的驱动轴7，驱动轴7的一端与驱动装置的输出端固定连接，另一端与支架3转动连接，驱动轴7中心处的外壁上设置有多个环形均匀分布的连接座8，连接座8的两侧均设置有驱动部，驱动部由夹持机构和导向机构组成，筒体4的上下两侧分别设置有上磁极机构和下磁极机构；导向机构包括伸缩件9，伸缩件9的伸缩端固定连接有连接块10，连接块10远离驱动轴7的一侧固定连接有连接板11，连接块10靠近驱动轴7的一侧具有凸起20，驱动轴7的外侧设置有套筒21，套筒21的表面设置有与凸起20配合的导向槽22，伸缩件9的外侧固定连接有齿条19，夹持机构的底部设置有第二齿轮18，且第二齿轮18与齿条19相互啮合；上磁极机构由多个固定磁极23组成，多个固定磁极23沿驱动轴7的轴向方向等间距分布；下磁极机构包括壳体24，壳体24的底部设置有驱动件25，壳体24的内部设置有多个与固定磁极23对应的旋转升降组件，且旋转升降组件的顶部设置有多个活动磁极30；夹持机构包括安装座12，安装座12与连接板11转动连接，第二齿轮18固定连接在安装座12的底部，安装座12的顶部设置有两个夹持块15，夹持块15通过支撑组件与安装座12活动连接，并且夹持块15的侧面具有多个卡槽16。支撑组件包括第一齿轮13，第一齿轮13的两侧均设置有两个摆动杆14，两个摆动杆14中的一个与第一齿轮13固定连接，另一个与安装座12转动连接，两个摆动杆14均与夹持块15转动连接，并且两个摆动杆14与夹持块15以及安装座12构成平行四边形结构，一个摆动杆14与安装座12之间设置有弹簧17，且弹簧17始终处于压缩状态，两个夹持块15的支撑组件的两个第一齿轮13相互啮合。夹持机构设置有至少三个，并且沿驱动轴7的轴向方向等间距分布。升降组件包括凸轮26，凸轮26的顶部固定连接有导向柱27，导向柱27的外壁具有沿轴向方向延伸的凹槽，导向柱27的外侧设置有与凹槽配合的滑套28，滑套28的外侧固定连接有转盘29，多个活动磁极30环形均匀分布在转盘29的顶部，壳体24内部的侧壁上转动连接有调节杆31，调节杆31的顶端以及靠近凸轮26的侧面均嵌设有滚珠32。调节杆31顶端的滚珠32与转盘29的顶部滚动接触，调节杆31侧面的滚珠32设有多个，并且均与凸轮26滚动接触，凸轮26的外周为圆弧形结构。活动磁极30为扇形结构，固定磁极23为矩形结构，并且固定磁极23的面积大于转盘29的面积。筒体4的侧面设置有密封门5，密封门5的两侧均设置有支撑件6，支撑件6为弹性伸缩杆，筒体4靠近支架3的一侧设置有加料口和出料口。
处理***的处理工艺包括以下步骤：
S1、安装叶片，将叶片固定在夹持机构上，再将磁流变液、磨块和磨剂组成的磨料倒入筒体4内；
S2、叶片运动，启动控制装置，带动驱动轴7旋转，使叶片绕驱动轴7旋转，同时自转，并且沿驱动轴7的轴向方向往复运动；
S3、磨料流动，启动驱动件25，带动活动磁极30转动并且上下往复移动，在活动磁极30和固定磁极23之间产生变化的磁场，使磨料旋转以及磨料挤压工件；
S4、取出叶片，通过排料口将磨料排出筒体4。
具体的，如图2、图3和图4所示，筒体4的内部设置有贯穿的驱动轴7，驱动轴7的一端与驱动装置的输出端固定连接，另一端与支架3转动连接，驱动轴7中心处的外壁上设置有多个环形均匀分布的连接座8，连接座8的两侧均设置有驱动部，驱动部由夹持机构和导向机构组成，导向机构包括伸缩件9，伸缩件9的伸缩端固定连接有连接块10，连接块10远离驱动轴7的一侧固定连接有连接板11，连接块10靠近驱动轴7的一侧具有凸起20，驱动轴7的外侧设置有套筒21，套筒21的表面设置有与凸起20配合的导向槽22，伸缩件9的外侧固定连接有齿条19，夹持机构的底部设置有第二齿轮18，且第二齿轮18与齿条19相互啮合。
驱动轴7的轴向两端均设置多个夹持机构，可以安装多个叶片，故本装置在运行时可以进行同时对多个叶片进行表面抛光处理，提高加工效率。驱动轴7通过驱动装置带动旋转，夹持机构随之绕驱动轴7旋转，由于凸起20卡在导向槽22内，故夹持机构随着凸起20而移动，导向槽22下半部分往驱动轴7的轴向两端均延伸至少一次，使夹持机构沿着驱动轴7的轴向做往复运动，在夹持机构移动的同时在第二齿轮18和齿条19的作用下，夹持机构绕自身自转，故叶片通过驱动部具有三种运动形式，使叶片具有多种运行方式，从而与磨料充分接触。
具体的，如图5和图6所示，夹持机构包括安装座12，安装座12与连接板11转动连接，第二齿轮18固定连接在安装座12的底部，安装座12的顶部设置有两个夹持块15，夹持块15通过支撑组件与安装座12活动连接，并且夹持块15的侧面具有多个卡槽16。支撑组件包括第一齿轮13，第一齿轮13的两侧均设置有两个摆动杆14，两个摆动杆14中的一个与第一齿轮13固定连接，另一个与安装座12转动连接，两个摆动杆14均与夹持块15转动连接，并且两个摆动杆14与夹持块15以及安装座12构成平行四边形结构，一个摆动杆14与安装座12之间设置有弹簧17，且弹簧17始终处于压缩状态，两个夹持块15的支撑组件的两个第一齿轮13相互啮合。夹持机构设置有至少三个，并且沿驱动轴7的轴向方向等间距分布。
弹簧17与安装座12的连接处位于安装座12的中轴线处，弹簧17处于压缩状态，其会释放弹力推动两个夹持块15相互靠拢，进而实现叶片的夹持，同时随着驱动轴7的旋转，在离心力的作用下，夹持块15具有沿驱动轴7径向远离的趋势，进一步提高夹持块15夹持的稳定性，降低叶片松脱的风险，第一齿轮13的设置使两个夹持块15可以同步移动，并且夹持块15、摆动杆14和安装座12组成的平行四边形结构，使夹持块15的侧面与叶片平行，保证夹持块15的夹持面紧密贴合叶片，进一步提高夹持稳定性。通过本结构使叶片的拆装方便，有利于加工效率的提高。
具体的，如图1、图7和图8所示，筒体4的上下两侧分别设置有上磁极机构和下磁极机构。上磁极机构由多个固定磁极23组成，多个固定磁极23沿驱动轴7的轴向方向等间距分布。下磁极机构包括壳体24，壳体24的底部设置有驱动件25，壳体24的内部设置有多个与固定磁极23对应的旋转升降组件，且旋转升降组件的顶部设置有多个活动磁极30。升降组件包括凸轮26，凸轮26的顶部固定连接有导向柱27，导向柱27的外壁具有沿轴向方向延伸的凹槽，导向柱27的外侧设置有与凹槽配合的滑套28，滑套28的外侧固定连接有转盘29，多个活动磁极30环形均匀分布在转盘29的顶部，壳体24内部的侧壁上转动连接有调节杆31，调节杆31的顶端以及靠近凸轮26的侧面均嵌设有滚珠32。调节杆31顶端的滚珠32与转盘29的顶部滚动接触，调节杆31侧面的滚珠32设有多个，并且均与凸轮26滚动接触，凸轮26的外周为圆弧形结构。活动磁极30为扇形结构，固定磁极23为矩形结构，并且固定磁极23的面积大于转盘29的面积。
驱动件25可以带动凸轮26和转盘29旋转，使活动磁极30旋转，进一步使磨料旋转，在凸轮26旋转的同时推动调节杆31在竖直面内来回摆动，从而实现转盘29上下往复移动，当转盘29往上移动时，磨料在变化的磁场作用下受到挤压，当转盘29往下移动时，磨料受重力作用往下移动，故增加了磨料的运动方式，从而使磨料与叶片间的相对运动不规则，使磨料对叶片之间始终存在较大的压力，从而有助于提高表面处理的效果。滚珠32的设置用于减小调节杆31与凸轮26以及转盘29的摩擦，以滚动的方式减小摩擦。
综上所述，本实施例所提供的一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***及其处理工艺，第一，安装叶片，将叶片固定在夹持机构上，再将磁流变液、磨块和磨剂组成的磨料倒入筒体4内；第二，叶片运动，启动控制装置，带动驱动轴7旋转，使叶片绕驱动轴7旋转，同时自转，并且沿驱动轴7的轴向方向往复运动；第三、磨料流动，启动驱动件25，带动活动磁极30转动并且上下往复移动，在活动磁极30和固定磁极23之间产生变化的磁场，使磨料旋转以及磨料挤压工件；第四，取出叶片，通过排料口将磨料排出筒体4。
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)顶部两侧分别设置有控制箱(2)和支架(3)，且二者之间设置有筒体(4)，所述控制箱(2)与筒体(4)固定连接，所述控制箱(2)的内部设置有PLC控制器和驱动装置，所述筒体(4)的内部设置有贯穿的驱动轴(7)，所述驱动轴(7)的一端与驱动装置的输出端固定连接，另一端与支架(3)转动连接，所述驱动轴(7)中心处的外壁上设置有多个环形均匀分布的连接座(8)，所述连接座(8)的两侧均设置有驱动部，所述驱动部由夹持机构和导向机构组成，所述筒体(4)的上下两侧分别设置有上磁极机构和下磁极机构；
所述导向机构包括伸缩件(9)，所述伸缩件(9)的伸缩端固定连接有连接块(10)，所述连接块(10)远离驱动轴(7)的一侧固定连接有连接板(11)，所述连接块(10)靠近驱动轴(7)的一侧具有凸起(20)，所述驱动轴(7)的外侧设置有套筒(21)，所述套筒(21)的表面设置有与凸起(20)配合的导向槽(22)，所述伸缩件(9)的外侧固定连接有齿条(19)，所述夹持机构的底部设置有第二齿轮(18)，且第二齿轮(18)与齿条(19)相互啮合；
所述上磁极机构由多个固定磁极(23)组成，所述多个固定磁极(23)沿驱动轴(7)的轴向方向等间距分布；
所述下磁极机构包括壳体(24)，所述壳体(24)的底部设置有驱动件(25)，所述壳体(24)的内部设置有多个与固定磁极(23)对应的旋转升降组件，且旋转升降组件的顶部设置有多个活动磁极(30)；
所述处理***的处理工艺包括以下步骤：
S1、安装叶片，将叶片固定在夹持机构上，再将磁流变液、磨块和磨剂组成的磨料倒入筒体(4)内；
S2、叶片运动，启动控制装置，带动驱动轴(7)旋转，使叶片绕驱动轴(7)旋转，同时自转，并且沿驱动轴(7)的轴向方向往复运动；
S3、磨料流动，启动驱动件(25)，带动活动磁极(30)转动并且上下往复移动，在活动磁极(30)和固定磁极(23)之间产生变化的磁场，使磨料旋转以及磨料挤压工件；
S4、取出叶片，通过排料口将磨料排出筒体(4)。
2.根据权利要求1所述的一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，其特征在于，所述夹持机构包括安装座(12)，所述安装座(12)与连接板(11)转动连接，所述第二齿轮(18)固定连接在安装座(12)的底部，所述安装座(12)的顶部设置有两个夹持块(15)，所述夹持块(15)通过支撑组件与安装座(12)活动连接，并且夹持块(15)的侧面具有多个卡槽(16)。
3.根据权利要求2所述的一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，其特征在于，所述支撑组件包括第一齿轮(13)，所述第一齿轮(13)的两侧均设置有两个摆动杆(14)，所述两个摆动杆(14)中的一个与第一齿轮(13)固定连接，另一个与安装座(12)转动连接，所述两个摆动杆(14)均与夹持块(15)转动连接，并且两个摆动杆(14)与夹持块(15)以及安装座(12)构成平行四边形结构，一个所述摆动杆(14)与安装座(12)之间设置有弹簧(17)，且弹簧(17)始终处于压缩状态，所述两个夹持块(15)的支撑组件的两个所述第一齿轮(13)相互啮合。
4.根据权利要求1所述的一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，其特征在于，所述夹持机构设置有至少三个，并且沿驱动轴(7)的轴向方向等间距分布。
5.根据权利要求1所述的一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，其特征在于，所述升降组件包括凸轮(26)，所述凸轮(26)的顶部固定连接有导向柱(27)，所述导向柱(27)的外壁具有沿轴向方向延伸的凹槽，所述导向柱(27)的外侧设置有与凹槽配合的滑套(28)，所述滑套(28)的外侧固定连接有转盘(29)，所述多个活动磁极(30)环形均匀分布在转盘(29)的顶部，所述壳体(24)内部的侧壁上转动连接有调节杆(31)，所述调节杆(31)的顶端以及靠近凸轮(26)的侧面均嵌设有滚珠(32)。
6.根据权利要求5所述的一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，其特征在于，所述调节杆(31)顶端的滚珠(32)与转盘(29)的顶部滚动接触，所述调节杆(31)侧面的滚珠(32)设有多个，并且均与凸轮(26)滚动接触，所述凸轮(26)的外周为圆弧形结构。
7.根据权利要求5所述的一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，其特征在于，所述活动磁极(30)为扇形结构，所述固定磁极(23)为矩形结构，并且固定磁极(23)的面积大于转盘(29)的面积。
8.根据权利要求1所述的一种飞机发动机对开叶片表面精密处理***，其特征在于，所述筒体(4)的侧面设置有密封门(5)，所述密封门(5)的两侧均设置有支撑件(6)，所述支撑件(6)为弹性伸缩杆，所述筒体(4)靠近支架(3)的一侧设置有加料口和出料口。
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