一种航空整体叶盘超高压水切割机

技术领域

本发明涉及航空叶盘加工领域，尤其涉及一种航空整体叶盘超高压水切割机。

背景技术

由于航空发动机整体叶盘存在结构复杂、材料坚硬及加工要求高等原因，使得整体叶盘的加工变得更困难的，成了当前整体叶盘加工的一个难点。

以往飞机发动机整体叶盘的传统数控铣削加工方法由于刀具层层进给的步骤，必须是一点点地逐层去除整体叶盘构件的余量，加上材料的高硬度、高脆性、高强度等特点，导致其可加工性极差、效率低、质量保证困难，并影响构件最终使役性能。

传统的铣削工艺对刀具损耗极大，单件刀具费用为十万元以上，而且加工周期长。以直径500mm左右的叶盘为例，加工时间为400小时左右，耗时过长。

发明内容

本发明的目的是提供一种航空整体叶盘超高压水切割机，加工费用低，而且加工效率大幅提高。

为实现上述目的，本发明提供一种航空整体叶盘超高压水切割机，包括水箱和水刀喷嘴，水箱与水刀喷嘴之间连接有平移机构总成，水箱的内腔中部设有与工件相配合的回转台，回转台与水箱之间通过回转驱动总成连接。

作为本发明的进一步改进，所述回转驱动总成包括与水箱连接的固定座，固定座上连接有伺服电机和谐波减速机，固定座上还转动连接有回转轴，伺服电机、谐波减速机、回转轴和回转台四者依次联动。

作为本发明的更进一步改进，所述固定座包括其底部与水箱底部连接的回转底座，还包括上盖；回转底座的内壁与回转轴中部外壁之间套设有双列圆锥滚子轴承和深沟球轴承；上盖连接在回转底座的顶部，回转轴上端穿出上盖并与回转台连接；上盖内壁与回转轴外壁之间套设有机械密封套和密封圈。

作为本发明的更进一步改进，所述深沟球轴承位于双列圆锥滚子轴承的下方，位于双列圆锥滚子轴承和深沟球轴承之间的回转轴外壁套设有隔套。

作为本发明的更进一步改进，所述固定座还包括连接座和法兰；连接座顶部的边缘与回转底座连接，连接座的底部边缘、谐波减速机外侧、法兰和伺服电机外壳四者由上往下依次连接；谐波减速机的输出端与回转轴的下端之间通过连接件连接。

作为本发明的更进一步改进，所述回转台上设有至少一种规格的安装槽。

作为本发明的更进一步改进，所述平移机构总成包括依次连接的Y轴平移机构、横梁、X轴平移机构和吊架，吊架与水刀喷嘴之间还设有Z轴升降机构。

作为本发明的更进一步改进，还包括C1轴旋转机构和A轴旋转机构，所述升降机构、C1轴旋转机构、A轴旋转机构和水刀喷嘴依次连接。

有益效果

与现有技术相比，本发明的航空整体叶盘超高压水切割机的优点为：

1、采用水射流于五轴铣削结合工艺，水刀费用降至六万元左右，加工费用降低40％左右；以直径500mm左右的叶盘为例，采用水射流于五轴铣削结合工艺，时间从原来的400小时左右减少至270小时左右，加工效率明显提升20％以上。

2、水射流技术可以通过超高压的水射流集束来切割叶盘，虽然叶盘材料大多为难加工的高温合金材料，但是水射流与传统铣削加工方式不同，水射流的最大优点是可以加工各种难加工材料，且属于冷态加工，加工表面无热影响层，不会产生加工应力。但由于水射流是一把线性刀具，只能用于加工直纹面，因此对于叶盘加工来说不得不留有加工余量，尽管如此，可以通过三维CAM软件来加工复杂曲面，从而减少精加工的余量。因此，水射流工艺能够极大地提高整体加工效率。

3、利用水下转盘固定好并定位叶盘，来解决叶盘加工前定位困难的问题，固定好叶盘安装定位销来定位，相对简单且方便操作，可提高加工效率。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为航空整体叶盘超高压水切割机的立体图之一；

图2为航空整体叶盘超高压水切割机立体图之二；

图3为航空整体叶盘超高压水切割机的剖视图；

图4为回转驱动总成和回转台的立体图；

图5为回转驱动总成和回转台的剖视图；

图6为C1轴旋转机构、A轴旋转机构和水刀喷嘴的立体图；

图7为爪盘与B轴旋转驱动装置的立体图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例。

实施例

本发明的具体实施方式如图1至图7所示，一种航空整体叶盘超高压水切割机，包括水箱1和水刀喷嘴6，水箱1与水刀喷嘴6之间连接有平移机构总成，水箱1的内腔中部设有与工件相配合的回转台7，回转台7与水箱1之间通过回转驱动总成8连接。

回转驱动总成8包括与水箱1连接的固定座81，固定座81上连接有伺服电机83和谐波减速机88，固定座81上还转动连接有回转轴82，伺服电机83、谐波减速机88、回转轴82和回转台7四者依次联动。

固定座81包括其底部与水箱1底部连接的回转底座811，还包括上盖812。回转底座811的内壁与回转轴82中部外壁之间套设有双列圆锥滚子轴承85和深沟球轴承89。上盖812与回转底座811的顶部通过螺钉连接，回转轴82上端穿出上盖812并与回转台7连接。上盖812内壁与回转轴82外壁之间套设有机械密封套84和密封圈841。其中，密封圈841位于机械密封套84的顶部和上盖812之间。

深沟球轴承89位于双列圆锥滚子轴承85的下方，位于双列圆锥滚子轴承85和深沟球轴承89之间的回转轴82外壁套设有隔套86。隔套86的顶部顶在位于回转轴82外壁的阶梯状凸起的底部，隔套86底部支撑在深沟球轴承89的内圈上。深沟球轴承89的外圈支撑在回转底座811的内部台阶上。

双列圆锥滚子轴承85可保障其轴向称重能力，深沟球轴承89可保障其旋转的同心度，谐波减速机88的大速比可保障其旋转扭力，伺服电机83可保障其旋转精度。

固定座81还包括连接座813和法兰814。连接座813顶部的边缘与回转底座811通过螺钉连接，连接座813的底部边缘、谐波减速机88外侧、法兰814和伺服电机83外壳四者由上往下依次通过螺钉连接。谐波减速机88的输出端与回转轴82的下端之间通过连接件87连接。伺服电机83的输出轴与谐波减速机88的输入端连接。

回转台7上设有至少一种规格的安装槽。本实施例中，安装槽包括第一安装槽71和第二安装槽72，以适配不同规格的工件，本实施例中，工件即叶盘。叶盘上穿设有固定螺钉，固定螺钉穿过第一安装槽71或第二安装槽72，从而将叶盘固定在回转台7上。

平移机构总成包括依次连接的Y轴平移机构11、横梁2、X轴平移机构21和吊架3，吊架3与水刀喷嘴6之间还设有Z轴升降机构31。

航空整体叶盘超高压水切割机还包括C1轴旋转机构4和A轴旋转机构5，升降机构31、C1轴旋转机构4、A轴旋转机构5和水刀喷嘴6依次连接。

水箱1上设有爪盘9，爪盘9与水箱1之间连接有B轴旋转驱动装置91。爪盘9可以采用三爪卡盘，用于固定圆柱形材料，再通过B轴旋转驱动装置91驱动器旋转，然后利用水刀喷嘴6的射流对圆柱形材料进行切割切割。B轴旋转驱动装置91的旋转轴线与Y轴平行。连接在床身上，B旋转轴线与Y轴平行。

当伺服电机83启动时，通过谐波减速机88带动回转台7和叶盘转动相应的角度，同时通过平移机构总成控制水刀喷嘴6的射流角度，即完成对叶盘的切割。进行切割作业时，回转台7和叶盘没入水面以下。水箱里面的水中含有大量的石榴砂与水切割工件产生的废料，因此固定座81中需要采用机械密封套84和密封圈841来保障其旋转密封性，降低砂粒和废料进入固定座81内并对部件造成磨损的几率。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。