一种高精度航空叶片立式加工中心双主轴吊装调节机构

技术领域

本申请涉及叶片加工技术的技术领域，尤其是涉及一种高精度航空叶片立式加工中心双主轴吊装调节机构。

背景技术

高精度航空叶片是指航空发动机中具有关键作用的叶片类零件，高精度航空叶片多为薄壁异形曲面结构。

立式加工中心是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，适用于复杂零件加工。立式加工中心能完成铣削、镗削、钻削、攻丝和切削螺纹等工序。

立式加工中心的结构形式多为固定立柱式，工作台为长方形，无分度回转功能。它一般具有三个直线运动坐标轴，分别为X、Y和Z轴，沿着这三个轴可以实现水平和垂直的切削运动。

现有技术中存在一种五轴联动叶片加工中心，其包括床身、工作台及X1、X2、Y、Z1、Z2五个直线轴和A轴、副A轴、B轴三个回转轴，在床身上方设有X1轴拖板，X1轴拖板上方设有Y轴拖板，在Y轴拖板上固定安装B轴，铣削主轴通过支架与B轴联接在一起，在床身前方设有Z1轴拖板、Z2轴拖板。这种布局方式各轴动态性能良好，可以有效地避免叶片加工过程中的“过切”现象。该五轴联动叶片加工中心的Y、Z、B轴都布置在工件上方，X、A、U轴布置在工件下方。刀具通过Z轴滑板、Y轴滑板、主轴等部件实现Z、Y、B轴运动，从而带动刀具相对于工作台进行运动，从而切削设置于工作台上的工件。

针对上述中的相关技术，现有技术结构中Z轴运动通过座体移动，且座体往往悬空，于是在进行对主轴操作刀具移动的过程中，存在轻微的抖动，但在高精度航空叶片的加工中，该中轻微的抖动会导致产品最终产生微小误差。

发明内容

为了改善现有技术在加工时存在不稳定的问题，本申请提供一种高精度航空叶片立式加工中心双主轴吊装调节机构。

采用如下的技术方案：

一种高精度航空叶片立式加工中心双主轴吊装调节机构，包括基座、工作台和刀具组件，所述基座上设置有第一支架和第二支架，所述工作台连接于所述第一支架上，所述第二支架上设置有沿重力方向上下滑动的滑移座，所述刀具组件设置于所述滑移座上，所述滑移座上设置有驱动所述刀具组件相对工件沿X轴Y轴方向移动的多轴联动件，所述第二支架设置有驱动所述滑移座向靠近或远离所述工作台方向移动的移动组件，所述第二支架还设置有随所述滑移座运动而调节对所述滑移座支撑的稳定组件。

通过采用上述技术方案，移动组件控制滑移座的移动，使得刀具组件及其多轴联动件能够相对工件移动至合适位置，稳定组件使得滑移座在移动时更加的稳定，使得整机的结构能够满足主轴结构以及主轴支撑结构在使用过程中有效的支撑效果，进而使滑移座以及多轴联动件进行调节时，能达到预期的使用效果，稳定组件在使用过程中可以保障平衡确保多轴联动件在前进后退过程中不会因为重心偏移从而影响加工精度。

可选的，所述第二支架包括两根支柱，所述支柱垂直地面设置，所述支柱相对的两侧沿长度开设有滑槽，所述移动组件包括第一驱动件、第一螺杆和滑块，所述滑块设置于所述滑移座与所述支柱对应的两端，所述第一螺杆转动连接于所述滑槽中，所述滑块滑动连接于所述滑槽中，所述滑槽截面为多边形，所述滑块与所述滑槽截面形状对应，所述第一螺杆穿设过所述滑块并与所述滑块螺纹连接，所述第一驱动件设置于所述支柱的一端，所述第一驱动件输出端连接所述第一螺杆并驱动所述第一螺杆转动。

通过采用上述技术方案，通过第一驱动件带动第一螺杆转动使得与第一螺杆螺纹连接的滑块沿第一螺杆的长度方向动，从而带动滑移座沿重力方向进行移动。

可选的，所述稳定组件包括第二螺杆、支撑杆、支撑块和滑套，所述滑移座靠近地面的一侧沿垂直所述支柱的方向开设有两条平行的凹槽，所述支撑块通过两个凸块滑动连接于所述凹槽中，所述支撑杆一端铰接所述支撑块靠近地面的一侧，另一端铰接所述支柱，所述第二螺杆穿设过所述滑套并与所述滑套螺纹连接，所述滑套一侧铰接有连杆，所述连杆末端铰接有套管，所述套管滑动连接于所述支撑杆上，所述第二螺杆设置有从动齿轮，所述第一螺杆设置有主动齿轮，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述第一螺杆与所述第二螺杆螺纹方向相同但螺距不同，所述套管靠近地面的一侧铰接有滑杆，所述滑杆末端连接有并排的至少两个滑轮，所述滑轮抵接地面，所述滑杆为伸缩杆，所述滑杆内设置有令所述滑杆始终具有伸长趋势的第一弹性件。

通过采用上述技术方案，滑块通过螺纹连接的第一螺杆移动，滑套通过螺纹连接的第二螺杆移动，第一螺杆转动时第二螺杆相对转动，滑块与滑套相互远离，使得滑移座在远离地面时，滑套能够通过连杆带动套管以推动支撑杆向远离，从而支撑滑移座，反之亦然，同时滑轮将支撑杆的力传递至地面，从而增加稳定性。

可选的，所述凹槽竖切截面为T型，所述支撑块一端设置有与所述凹槽形状对应的T型凸块。

可选的，所述工作台包括支撑架和两个旋转台，所述支撑架转动连接于所述第一支架上，所述基座上设置有驱动所述支撑架转动的驱动组件，所述支撑架的转轴垂直重力方向设置，所述旋转台沿平行所述支撑架的转轴转动连接于所述支撑架内，所述驱动组件包括同时驱动所述旋转台进行转动的第一联动组件，所述旋转台转动连接有若干连接柱，所述连接柱的转轴垂直所述旋转台的转轴，所述旋转台内设置有驱动若干所述连接柱进行转动的控制组件，所述驱动组件包括同时控制所述控制组件进行运行的第二联动组件，所述连接柱远离所述旋转台的一端设置有夹具，所述基座设置有第二支架，所述刀具组件设置于所述第二支架上，所述刀具组件可滑动至靠近或远离进入加工范围内的所述夹具。

通过采用上述技术方案，于一侧旋转台上的夹具上安装待加工件，启动驱动组件带动支撑架转动，将工件转移至刀具组件下方，同时，旋转台和若干连接柱同时转动，夹具和待加工件被转动至加工面朝上，且待加工的朝向与安装入夹具内时的朝向相同，即，相当于待加工件进行平移，以此方便刀具组件对待加工件的加工；同时，另一侧的支撑架随之转动至外侧，以便作业人员进行继续的待加工件安放；当待加工件加工完毕后，支撑架再次转动将后置待加工件送入刀具组件加工范围，加工完成后的加工件可被作业人员取出，并再次安放待加工件。

可选的，所述驱动组件包括第二驱动件和变速器，所述第一支架包括两个相互平行的第一支板，所述支撑架转动连接于两个所述第一支板之间，所述第二驱动件设置于所述第一支板的一侧，且所述第二驱动件连接所述变速器，所述变速器的输出端穿设过所述第一支板连接于所述支撑架上。

通过采用上述技术方案，驱动件通过变速器将扭矩调整至合适的范围进行输出，第一支杆支设支撑架并使支撑架可转动，变速器输出端输出扭矩驱动支撑架，使得支撑架进行转动。

可选的，所述第一联动组件包括第一齿轮和第一联动轴，所述第一齿轮连接于所述第一支架上，所述变速器输出端同轴穿设过所述第一齿轮连接所述支撑架，所述第一联动轴一端连接所旋转台，另一端穿设过所述支撑架并设置有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮啮合所述第一齿轮。

通过采用上述技术方案，第一齿轮连接第一支架，变速器输出端穿设过第一齿轮，令第一齿轮与变速器输出端相对转动，使得与第一齿轮啮合的第一从动齿轮随支撑架移动的同时能有相对转动，从而使得支撑架在转动时，旋转台可相对支撑架进行自转。

可选的，所述控制组件包括齿条和控制齿轮，所述连接柱远离所述夹具的一端同轴连接所述控制齿轮，所述齿条滑动连接于所述旋转台内，所述齿条与所述控制齿轮啮合，所述齿条一侧设置有控制其进行往复运动的往复组件，所述往复组件包括转筒和过渡齿轮，所述过渡齿轮同轴连接于所述转筒一端，所述过渡齿轮与所述齿条啮合，所述第二联动组件包括第二齿轮和第二联动轴，所述第一联动轴沿中轴线贯通开设有通孔，所述第二联动轴一端穿设过所述通孔至外界并与所述第一联动轴相对转动，所述第二联动轴设置有第二从动齿轮，所述第二齿轮连接于所述第一支架上，所述变速器输出端同轴穿设过所述第二齿轮连接所述支撑架，所述第二从动齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二联动轴远离所述第二从动齿轮的一端设置有垂直所述第二联动轴的导向杆，所述转筒表面开设有供所述导向杆一端进入并滑动的导槽，所述导槽包括进位段和回程段，所述进位段与所述回程段中部交叉设置，所述进位段与所述回程段均沿所述转筒轴向倾斜设置。

通过采用上述技术方案，齿条通过往复组件进行控制，第二联动组件随支撑架一同运动，使得支撑架在转动时能有触发往复组件，令齿条在一定范围进行来回的运动，从而驱动与齿条啮合控制齿轮进行转动，使得与齿轮同轴连接的连接柱进行转动，使得设置于连接柱上的夹具与工件同步转动至合适的位置，第二联动轴相对第一联动轴转动，在第一联动轴驱动旋转台转动的同时，第二联动轴通过第二从动齿轮与第二齿轮相对运动，触发往复组件，使得若干连接柱均进行运动，支撑架转动从而使得第二联动轴相对第二齿轮的外周侧运动，与第二齿轮啮合的第二从动齿轮进行相对转动，从而驱动第二联动轴进行自转，第二联动轴在一端的导向杆随之在转筒表面的导槽中进行滑动，导向杆抵接导槽内壁，进程时导向杆于进位段中滑动，从而推动转筒进行转动，至相邻导向杆进入回程段中，推动转筒向相反方向进行转动。

可选的，所述第二联动轴上设置有限位杆和支杆，所述支杆垂直所述限位杆长度方向，所述支杆末端连接所述限位杆，所述限位杆为弧形，所述转筒两端均设置有外沿，所述外沿上开设有供所述限位杆移动后穿入的限位槽。

通过采用上述技术方案，当导向杆随第二联动轴转动至离开导槽后，限位杆进入限位槽中，以对转筒形成限制，防止转筒进行转动，从而提高工件在加工时的稳定性。

可选的，所述支撑架沿转动路径的直径方向设置有用于分隔两个所述旋转台的隔板。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.通过控制组件和稳定组件的配合，使得整机的结构能够满足主轴结构以及主轴支撑结构在使用过程中有效的支撑效果，从而保证加工精度；

2.提供一种采用两面工作台，在实施过程中能够满足一侧加工，另一边工件装夹、拆卸，缩短加工时间和提高工作效率。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是控制组件和稳定组件的结构示意图；

图3是稳定组件剖示结构示意图；

图4是工作台结构示意图；

图5是工作台俯视剖示结构示意图；

图6是A处放大结构示意图；

图7是往复组件结构示意图。

附图标记说明：1、基座；11、第一支架；111、第一支板；12、第二支架；121、支柱；122、滑槽；13、移动组件；131、第一驱动件；132、第一螺杆；133、滑块；2、工作台；21、支撑架；22、旋转台；23、连接柱；24、夹具；25、隔板；3、刀具组件；4、驱动组件；41、第二驱动件；42、变速器；421、输出轴；5、第一联动组件；51、第一齿轮；511、连接套；52、第一联动轴；521、通孔；53、第一从动齿轮；6、控制组件；61、齿条；62、控制齿轮；7、第二联动组件；71、第二齿轮；72、第二联动轴；721、导向杆；722、限位杆；723、支杆；73、第二从动齿轮；8、往复组件；81、转筒；811、外沿；812、限位槽；82、导槽；821、进位段；822、回程段；83、过渡齿轮；9、滑移座；91、凹槽；92、多轴联动件；93、支撑杆；94、支撑块；941、凸块；95、滑套；951、连杆；96、套管；961、滑杆；962、第一弹性件；97、滑轮；98、第二螺杆。

具体实施方式

以下结合附图1至附图7对本申请作进一步详细说明。

参照图1，本申请实施例公开一种高精度航空叶片立式加工中心双主轴吊装调节机构，包括基座1、工作台2和刀具组件3。基座1为平行地面的平台，基座1设置有第一支架11和第二支架12，第一支架11用于转动连接工作台2，第二支架12用于安装刀具组件3，工作台2用于放置工件，刀具组件3相对工件移动并对工件进行加工。

参照图1至图3，第二支架12上设置有沿重力方向上下滑动的滑移座9，刀具组件3设置于滑移座9上，滑移座9上设置有驱动刀具组件3移动的多轴联动件92，多轴联动件92控制刀具组沿水平X轴Y轴方向相对工件移动，由于滑移座9提供Z轴方向的移动，从而实现刀具的XYZ轴空间多程移动。第二支架12设置有驱动滑移座9移动的移动组件13，第二支架12还设置有随滑移座9运动而调节对滑移座9支撑的稳定组件。移动组件13控制滑移座9的移动，使得刀具组件3及其多轴联动件92能够相对工件移动至合适位置，稳定组件使得滑移座9在移动时更加的稳定，使得整机的结构能够满足主轴结构以及主轴支撑结构在使用过程中有效的支撑效果，进而使滑移座9以及多轴联动件92进行调节时，能达到预期的使用效果，稳定组件在使用过程中可以保障平衡确保多轴联动件92在前进后退过程中不会因为重心偏移从而影响加工精度。

参照图1至图3，进一步的，第二支架12包括两根支柱121，支柱121垂直地面设置，支柱121连接于基座1上。第二支架12远离地面的一端为横置杆体将两根支柱121相连形成门型结构，以增加稳定性。所述支柱121相对的两侧沿长度开设有滑槽122，滑槽122为矩形槽，在其他实施例中可为除圆形外的其他多边形槽。移动组件13包括第一驱动件131、第一螺杆132和滑块133。滑块133设置于滑移座9与支柱121对应的两端，使得滑移座能够平稳运动。第一螺杆132转动连接于滑槽122中，滑块133滑动连接于滑槽122中，滑块133与滑槽22截面形状对应，从而避免滑块被第一螺杆带动转动。第一螺杆132穿设过滑块133并与滑块133螺纹连接。第一驱动件131为步进电机。第一驱动件131设置于支柱121的一端，第一驱动件131输出端连接第一螺杆132并驱动第一螺杆132转动。通过第一驱动件131带动第一螺杆132转动使得与第一螺杆132螺纹连接的滑块133沿第一螺杆132的长度方向动，从而带动滑移座9沿重力方向进行移动。

参照图1和图2，进一步的，稳定组件包括第二螺杆98、支撑杆93、支撑块94和滑套95，滑移座9靠近地面的一侧沿垂直支柱121的方向开设有两条平行的凹槽91，支撑块94通过两个凸块941滑动连接于凹槽91中，支撑杆93一端铰接支撑块94靠近地面的一侧，另一端铰接支柱121，第二螺杆98穿设过滑套95并与滑套95螺纹连接，滑套95一侧铰接有连杆951，连杆951末端铰接有套管96，套管96滑动连接于支撑杆93上，第二螺杆98设置有从动齿轮，第一螺杆132设置有主动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，第一螺杆132与第二螺杆98螺纹方向相同但螺距不同，套管96靠近地面的一侧铰接有滑杆961，滑杆961末端连接有并排的至少两个滑轮97，滑轮97抵接地面，滑杆961为伸缩杆，滑杆961内设置有令滑杆961始终具有伸长趋势的第一弹性件962。滑块133通过螺纹连接的第一螺杆132移动，滑套95通过螺纹连接的第二螺杆98移动，第一螺杆132转动时第二螺杆98相对转动，滑块133与滑套95同步移动，但运动距离随时间的改变存在差异，使得滑移座9在远离地面时，滑套95能够通过连杆951带动套管96以推动支撑杆93向远离，从而支撑滑移座9，反之亦然，同时滑轮97将支撑杆93的力传递至地面，从而增加稳定性。凹槽91竖切截面为T型，支撑块94一端设置有与凹槽91形状对应的T型凸块941。

参照图4至图7，具体地，工作台2包括支撑架21和两个旋转台22，支撑架21转动连接于第一支架11上，基座1上设置有驱动支撑架21转动的驱动组件4，支撑架21的转轴垂直重力方向设置，旋转台22沿平行支撑架21的转轴转动连接于支撑架21内，驱动组件4包括同时驱动旋转台22进行转动的第一联动组件5，旋转台22转动连接有若干连接柱23，连接柱23的转轴垂直旋转台22的转轴，旋转台22内设置有驱动若干连接柱23进行转动的控制组件6，驱动组件4包括同时控制控制组件6进行运行的第二联动组件7，连接柱23远离旋转台22的一端设置有夹具24，刀具组件3可滑动至靠近或远离进入加工范围内的夹具24。

进一步的，刀具组件3具有至少X1、X2、Y、Z1、Z2五个直线轴和A轴、副A轴、B轴三个回转轴，第二支架12设有X1轴拖板，X1轴拖板上方设有Y轴拖板，在Y轴拖板上固定安装B轴，刀具组件3的铣削主轴通过支架与B轴联接在一起，在第二支架12前方设有Z1轴拖板、Z2轴拖板。以此，使得切削的刀具通过Z轴滑板、Y轴滑板、主轴等部件实现Z、Y、B轴运动，从而带动刀具相对于工作台2进行运动，从而切削设置于工作台2上的工件。

参照图4至图7，进一步的，支撑件为两片同步转动连接于第一支架11上的圆盘。驱动组件4包括第二驱动件41和变速器42，第二驱动件41为步进电机。第一支架11包括两个相互平行的第一支板111，第一支板111竖直设置于基座1远离地面的一侧。支撑架21转动连接于两个第一支板111之间，第二驱动件41设置于第一支板111的一侧，并通过支架固定于第一支板111上。第二驱动件41输出部连接变速器42，变速器42的输出端为输出轴421，输出轴421穿设过第一支板111连接于支撑架21的圆心上，并驱动支撑架21进行转动。第二驱动件41通过变速器42将扭矩调整至合适的范围进行输出，第一支杆723支设支撑架21并使支撑架21可转动，变速器42输出端输出扭矩驱动支撑架21，使得支撑架21进行转动。

参照图4至图7，进一步的，第一联动组件5包括第一齿轮51和第一联动轴52。第一齿轮51通过连接套511连接于第一支架11上。输出轴421同轴穿设过连接套511与第一齿轮51连接支撑架21。第一联动轴52一端连接旋转台22，另一端穿设过支撑架21并设置有第一从动齿轮53，第一从动齿轮53啮合第一齿轮51。第一齿轮51连接第一支架11，输出轴421穿设过第一齿轮51，令第一齿轮51与变速器42输出端相对转动，使得与第一齿轮51啮合的第一从动齿轮53随支撑架21移动的同时能有相对转动，从而使得支撑架21在转动时，旋转台22可相对支撑架21进行自转。

参照图4至图7，进一步的，控制组件6包括齿条61和控制齿轮62，连接柱23一端设置于旋转台22内，另一端穿设出旋转台22并连接夹具24。连接柱23远离夹具24的一端同轴连接控制齿轮62，齿条61滑动连接于旋转台22内，齿条61与控制齿轮62啮合。齿条61一侧设置有控制其进行往复运动的往复组件8，往复组件8在其他实施例中可使用伸缩气缸、曲轴连杆机构等方式进行实现。往复组件8通过第二联动组件7触发，在其他实施例中第二联动组件7可对伸缩气缸发出运动指令或对曲轴连杆机构进行驱动等方式，触发往复组件8的运动。齿条61通过往复组件8进行控制，第二联动组件7随支撑架21一同运动，使得支撑架21在转动时能有触发往复组件8，令齿条61在一定范围进行来回的运动，从而驱动与齿条61啮合控制齿轮62进行转动，使得与齿轮同轴连接的连接柱23进行转动，使得设置于连接柱23上的夹具24与工件同步转动至合适的位置。

参照图4至图7，进一步的，往复组件8包括转筒81和过渡齿轮83，转筒81转动连接于旋转台22内。过渡齿轮83同轴连接于转筒81一端，过渡齿轮83与齿条61啮合。转筒81的往复转动带动过渡齿轮83转动，过渡齿轮83与齿条61啮合可带动齿条61进行运动。第二联动组件7包括第二齿轮71和第二联动轴72，第一联动轴52沿中轴线贯通开设有通孔521，第二联动轴72一端穿设过通孔521至外界并与第一联动轴52相对转动，第二联动轴72设置有第二从动齿轮73，第二齿轮71同样通过连接套511连接于第一支架11上，变速器42输出端同轴穿设过第二齿轮71连接支撑架21，第二从动齿轮73与第二齿轮71啮合。第二联动轴72相对第一联动轴52转动，在第一联动轴52驱动旋转台22转动的同时，第二联动轴72通过第二从动齿轮73与第二齿轮71相对运动，触发往复组件8，使得若干连接柱23均进行运动。第二联动轴72远离第二从动齿轮73的一端设置有垂直第二联动轴72的导向杆721，转筒81表面开设有供导向杆721一端进入并滑动的导槽82，导槽82包括进位段821和回程段822，进位段821与回程段822中部交叉形成X型的结构，进位段821与回程段822均沿转筒81轴向倾斜设置。支撑架21转动从而使得第二联动轴72相对第二齿轮71的外周侧运动，与第二齿轮71啮合的第二从动齿轮73进行相对转动，从而驱动第二联动轴72进行自转，第二联动轴72在一端的导向杆721随之在转筒81表面的导槽82中进行滑动，导向杆721抵接导槽82内壁，进程时导向杆721于进位段821中滑动，从而推动转筒81进行转动，至相邻导向杆721进入回程段822中，推动转筒81向相反方向进行转动。

参照图4至图7，进一步的，第二联动轴72上设置有限位杆722和支杆723，支杆723垂直限位杆722长度方向，支杆723末端连接限位杆722，限位杆722为弧形，转筒81两端均设置有外沿811，外沿811上开设有供限位杆722移动后穿入的限位槽812。当导向杆721随第二联动轴72转动至离开导槽82后，限位杆722进入限位槽812中，以对转筒81形成限制，防止转筒81进行转动，从而提高工件在加工时的稳定性。

本申请实施例一种高精度航空叶片立式加工中心双主轴吊装调节机构的实施原理为：

移动组件13控制滑移座9的移动，使得刀具组件3及其多轴联动件92能够相对工件移动至合适位置，稳定组件使得滑移座9在移动时更加的稳定，使得整机的结构能够满足主轴结构以及主轴支撑结构在使用过程中有效的支撑效果，进而使滑移座9以及多轴联动件92进行调节时，能达到预期的使用效果，稳定组件在使用过程中可以保障平衡确保多轴联动件92在前进后退过程中不会因为重心偏移从而影响加工精度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。