一種高效恒壓差間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流拋光裝置制造方法
【專利摘要】一種高效恒壓差間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流拋光裝置，屬于針對表面質(zhì)量要求均一性較高的大尺寸復(fù)雜曲面類零件的間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流的自動拋光【技術(shù)領(lǐng)域】。該磨料流拋光裝置由液壓馬達(dá)驅(qū)動齒輪并與負(fù)游隙轉(zhuǎn)盤軸承相嚙合的旋轉(zhuǎn)磨拋裝置，并通過在各個結(jié)合面處安裝密封圈實現(xiàn)高壓磨料的靜態(tài)密封，以及在旋轉(zhuǎn)摩擦處安裝易磨損密封環(huán)密封和在活塞擠壓磨料處安裝專用組合高壓磨料密封圈及高壓磨料封的形式實現(xiàn)高壓磨料的動態(tài)密封，并最終實現(xiàn)高壓磨料的間歇式旋轉(zhuǎn)磨拋。解決了傳統(tǒng)擠壓磨料流存在的“過拋”、“倒圓”現(xiàn)象，實現(xiàn)了對氣動性能及表面均一性要求較高的葉輪、葉片等復(fù)雜曲面的高效精密均勻化拋光。對各種復(fù)雜零件可使其表面粗糙度Ra值降低到0.8以下。
【專利說明】一種高效恒壓差間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流拋光裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高效恒壓差間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流拋光裝置，屬于針對表面質(zhì)量要求均一性較高的大尺寸復(fù)雜曲面類零件的間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流的自動拋光【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]諸如航空發(fā)動機(jī)整體葉盤、葉輪、葉片、薄壁件、泵閥體和細(xì)長孔等具有復(fù)雜曲面的機(jī)械產(chǎn)品在磨削、銑削、電火花加工或其他特種加工后，需要通過超精研加工來實現(xiàn)被加工工件表面的均勻、低粗糙度光滑表面加工要求。目前企業(yè)主要采用油石或手工拋光工藝，而采用傳統(tǒng)的擠壓磨料流技術(shù)又會產(chǎn)生“倒圓”、“過拋”現(xiàn)象，極大的影響了產(chǎn)品表面的均勻性。這主要是由于:(1)由于干涉、軌跡復(fù)雜等原因，砂輪頭或砂帶等剛性拋光工具效率低且成本高，很難實現(xiàn)高效的復(fù)雜曲面的拋光；(2)傳統(tǒng)“傳膛過”式擠壓磨料流及回轉(zhuǎn)類零件的旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流在拋光復(fù)雜曲面時，由于進(jìn)出口壓差的存在，很容易使被加工后的工件出現(xiàn)壓力大處去除材料多，壓力小處去除材料少的不均勻性；(3)由泵閥作為動力源進(jìn)行控制的“抽吸”式旋轉(zhuǎn)磨料流加工，相比較液壓系統(tǒng)作為供料傳動系統(tǒng)的擠壓磨料流加工方法，雖然由于其本身壓力低而在流體磨料拋光過程中無壓力差產(chǎn)生，但其提供的壓力小，磨料粘度低，磨粒松散，當(dāng)磨拋加工到一定階段后，加工效果并不明顯。
[0003]采用擠壓磨料流工藝對模具內(nèi)表面、小孔、閥腔等復(fù)雜曲面是一種高效的拋光方法，但是企業(yè)中所應(yīng)用的傳統(tǒng)擠壓磨料流工藝，主要應(yīng)用在氣動性能要求不高的空調(diào)葉輪、液壓閥腔，細(xì)長孔等對產(chǎn)生“倒圓”，“過拋”后影響不大的零部件中；而對于氣動性能要求較高的航空發(fā)動機(jī)葉輪、葉片，高物理性能的螺桿等表面均一性要求一致的復(fù)雜曲面，由于傳統(tǒng)擠壓磨料流在磨料擠壓加工工件過程中，進(jìn)出口壓差不等，以致于在流過被加工工件密封腔體內(nèi)形成不均勻的壓力場，從而極易導(dǎo)致被加工工件表面在磨料擠壓流入和流出處產(chǎn)生“過拋”、“倒圓”等表面不均勻現(xiàn)象，而依靠泵閥抽吸式的松散低粘度的旋轉(zhuǎn)磨料流拋光，提供壓力小，磨粒粘度低，作為超精拋應(yīng)用較為理想，而不宜應(yīng)用與粗拋、半精拋和精拋階段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為實現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)葉盤、葉輪等大型復(fù)雜曲面零件的自動化拋光加工，達(dá)到表面拋光均勻、紋理規(guī)則、粗糙度小于Ra0.8以下的設(shè)計要求，并顯著提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強(qiáng)度和改善作業(yè)環(huán)境，本發(fā)明提供了一種高效恒壓差間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流拋光裝置，該擠壓磨料流拋光裝置應(yīng)采用實現(xiàn)恒壓差控制的密封腔體內(nèi)半固態(tài)流體磨料雙向擠壓的液壓傳動系統(tǒng)，由液壓馬達(dá)提供動力的齒輪外嚙合轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)與裝置本體，半固態(tài)流體磨料的高壓動態(tài)和靜態(tài)密封系統(tǒng)，以及大尺寸復(fù)雜曲面類零件的定位、夾緊裝置等。在液壓傳動系統(tǒng)的回油路上設(shè)置背壓裝置，使半固態(tài)流體磨料在擠壓過程中壓力場恒定，防止擠壓磨料流由于壓力不均所發(fā)生過拋、倒圓現(xiàn)象；當(dāng)半固態(tài)流體磨料在進(jìn)行定時交變雙向循環(huán)流動拋光零件表面的同時，零件由液壓馬達(dá)驅(qū)動齒輪帶動負(fù)游隙的外嚙合轉(zhuǎn)盤軸承所固定的被加工工件做等角度的間歇式正反循環(huán)旋轉(zhuǎn)運動以進(jìn)一步提高被加工工件表面的均勻性，防止出現(xiàn)拋光死角等質(zhì)量問題；在高壓流體磨料料缸內(nèi)及裝置本體的旋轉(zhuǎn)及結(jié)合面處設(shè)計專門用于密封高壓磨料的動態(tài)及靜態(tài)密封裝置，防止高壓流體磨料的泄漏及對被非加工零件表面的磨損與保護(hù)。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種高效恒壓差間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流拋光裝置，它包括恒壓差控制的液壓傳動雙向供料系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)與固定結(jié)合面處流體磨料的高壓密封系統(tǒng)；它還包括保證恒壓差液壓夾緊加工下的滑動導(dǎo)軌系統(tǒng)和正反間歇式旋轉(zhuǎn)的由PLC控制液壓馬達(dá)驅(qū)動齒輪外嚙合負(fù)游隙轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)；
[0006]所述液壓傳動雙向供料系統(tǒng)采用液壓泵泵出高壓油通過第一三位四通換向閥經(jīng)第一單向閥進(jìn)入下擠壓油缸，通過位于下擠壓油缸和下料缸中的第一聯(lián)動推料活塞推動磨料穿過被加工工件和夾具體形成的密封腔體，并擠向位于上擠壓油缸和上料缸中第二聯(lián)動推料活塞的擠壓磨拋裝置，通過第二聯(lián)動推料活塞驅(qū)動上擠壓油缸回油，回油經(jīng)調(diào)整系統(tǒng)背壓的第一溢流閥后通過第一三位四通換向閥流回油箱的回油油路，上擠壓油缸9和下擠壓油缸4的有桿腔同時與油箱連通；第一三位四通換向閥換向后，液壓泵泵出高壓油通過第一三位四通換向閥經(jīng)第二單向閥進(jìn)入上擠壓油缸，通過位于上擠壓油缸和上料缸中的第二聯(lián)動推料活塞推動磨料穿過被加工工件和夾具體形成的密封腔體，并擠向位于下擠壓油缸和下料缸中第一聯(lián)動推料活塞的擠壓磨拋裝置，通過第一聯(lián)動推料活塞驅(qū)動下擠壓油缸回油，回油經(jīng)調(diào)整系統(tǒng)背壓的第二溢流閥后通過第一三位四通換向閥流回油箱的回油油路，下擠壓油缸和上擠壓油缸的有桿腔同時與油箱連通；
[0007]所述轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用由液壓泵泵出高壓油通過第二三位四通換向閥采用雙向旋轉(zhuǎn)的調(diào)速油路驅(qū)動液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)軸連接，固定于旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪與外齒式負(fù)游隙轉(zhuǎn)盤軸承相嚙合，驅(qū)動固定于外齒式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承和外齒式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承外圈上的被加工工件及夾具體一起轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)磨拋裝置，并由PLC控制等角度間歇式旋轉(zhuǎn)；
[0008]所述高壓密封系統(tǒng)采用外嚙合式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承、外嚙合式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承外圈分別通過螺栓與上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤相連接，而外嚙合式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈通過螺栓與上料缸的法蘭相連，外嚙合式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈通過螺栓分別與工作臺及下料缸的法蘭相連，易磨損的第一密封環(huán)、第二密封環(huán)通過第一沉頭螺栓、第二沉頭螺栓與上料缸、下料缸相連接，在第一密封環(huán)、第二密封環(huán)外旋轉(zhuǎn)表面與上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤間設(shè)有第一組合密封圈、第二組合密封圈及第一抗磨密封件、第二抗磨密封件，上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤與上夾具體、下夾具體的結(jié)合面處設(shè)有第一密封圈、第二密封圈，由上夾具體、下夾具體和夾具主體包裹的被加工工件間的結(jié)合面處安裝第三密封圈、第四密封圈，由四氟青銅為材質(zhì)的專用第一高壓磨料密封圈、第二高壓磨料密封圈、第一高壓抗磨磨料封和第二高壓抗磨磨料封分別安裝于下料缸、上料缸中的第一聯(lián)動推料活塞、第二聯(lián)動推料活塞上。
[0009]所述滑動導(dǎo)軌系統(tǒng)采用由液壓泵泵出高壓油通過第三三位四通換向閥控制第一夾緊油缸、第二夾緊油缸夾緊和松開的液壓油路，四根立柱一端與固定頂板相連，另一端固定于工作臺的支撐架體上，安裝于固定頂板上的第一夾緊油缸、第二夾緊油缸，通過其活塞桿連接與上擠壓油缸及上料缸結(jié)合為一體的橫梁，四根立柱穿過分別焊接于橫梁上的導(dǎo)套。
[0010]所述轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用負(fù)游隙轉(zhuǎn)盤支承實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)傳動，通過與液壓馬達(dá)帶動的齒輪嚙合使工作轉(zhuǎn)速在0.5轉(zhuǎn)/分至2轉(zhuǎn)/分之間，通過PLC控制實現(xiàn)被加工工件旋轉(zhuǎn)等角度后停止旋轉(zhuǎn)，只進(jìn)行擠壓加工的多工位磨拋，以及邊擠壓加工、邊旋轉(zhuǎn)加工的旋轉(zhuǎn)磨拋。
[0011]采用上述技術(shù)方案的工作原理為:針對傳統(tǒng)擠壓磨料流的半固態(tài)流體磨料在加工細(xì)長孔、薄壁件、大型復(fù)雜曲面時，由于在磨料的進(jìn)口及出口處壓力不均勻，而導(dǎo)致的被加工工件磨料進(jìn)口產(chǎn)生“過拋”，甚至“倒圓”，而出口處去除量小這一問題，在擠壓磨料流的液壓控制油路中增加背壓裝置，在加工前及加工過程中調(diào)整系統(tǒng)背壓，使半固態(tài)流體磨料在流經(jīng)被加工工件的密封腔體內(nèi)壓差恒定，從而實現(xiàn)去除量恒定，并針對被加工工件靜止不動的傳統(tǒng)擠壓磨料流工藝，通過外嚙合式回轉(zhuǎn)支承增加間歇式旋轉(zhuǎn)功能，使半固態(tài)流體磨料磨拋旋轉(zhuǎn)運動的被加工工件，從而增加了磨粒的運動速度，再進(jìn)一步勻勻化的同時，增加了加工效率。
[0012]另一方面，相對于松散低粘度由泵閥控制的抽吸式旋轉(zhuǎn)磨料流的壓力低的特點，一般為0.7MP以下，本擠壓旋轉(zhuǎn)磨料流采用的是半固態(tài)的流體磨料，并采用液壓傳動作為控制系統(tǒng)，并且由于系統(tǒng)背壓的存在，可使系統(tǒng)內(nèi)工作壓力達(dá)到1MP以上，提高了被加工工件在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，半固態(tài)流體磨料中磨粒的擠壓壓力，使磨拋效果更加明顯。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014](I)能夠有效解決各類復(fù)雜曲面的表面高效均勻化拋光問題，包括非對稱曲面、非回轉(zhuǎn)類零件及對表面氣動性能、均勻性較高的復(fù)雜曲面。
[0015](2)通過系統(tǒng)背壓的調(diào)整，提高密封腔體內(nèi)半固態(tài)流體磨料擠壓被加工工件表面的工作壓力，相比較進(jìn)出口壓力較大的磨料流加工，加工效率高而且被加工表面更加均勻。
[0016](3)通過PLC控制的間歇式的旋轉(zhuǎn)功能，實現(xiàn)等角度旋轉(zhuǎn)后，不同流場形態(tài)下，對被加工工件進(jìn)行靜止時與旋轉(zhuǎn)運動時的恒壓差擠壓磨拋加工，提高磨拋均勻性。
[0017](4)相比于高壓液壓油，及非旋轉(zhuǎn)的靜態(tài)擠壓磨料流密封裝置，通過增加易磨損件，及以四氟青銅為材質(zhì)的專用高壓磨料密封圈、高壓抗磨磨料封的組合密封，實現(xiàn)了高壓磨料的動態(tài)密封。
[0018](5)對各種復(fù)雜零件，通過專用上下夾具體及夾具主體的設(shè)計可使其表面粗糙度Ra值降低到0.8以下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是恒壓差旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流液壓油路控制圖。
[0020]圖2是間歇式旋轉(zhuǎn)磨拋結(jié)合面處靜密封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是間歇式旋轉(zhuǎn)磨拋擠壓過程中動密封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是恒壓差旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流工作臺主體及夾緊、支撐架體結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖5是恒壓差旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流工作臺A向視圖。
[0024]圖中:1、液壓泵，2、第一三位四通換向閥，3、第一單向閥，4、下擠壓油缸，5、下料缸，6、第一聯(lián)動推料活塞，7、上料缸，8、第二聯(lián)動推料活塞，9、上擠壓油缸，10、第一溢流閥，11、第二單向閥，12、第二溢流閥，13、第二三位四通換向閥，14、液壓馬達(dá)，15、聯(lián)軸器，16、旋轉(zhuǎn)軸，17、齒輪，18、外齒式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承，19、外齒式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承，20、第一密封環(huán)，21、第二密封環(huán)，22、第一沉頭螺栓，23、第二沉頭螺栓，24、第一組合密封圈，25、第二組合密封圈，26、第一抗磨密封件，27、第二抗磨密封件，28、上轉(zhuǎn)盤，29、下轉(zhuǎn)盤，30、工作臺，
31、下夾具體，32、上夾具體，33、第一密封圈，34、第二密封圈，35、第三密封圈，36、第四密封圈，37、夾具主體，38、被加工工件，39、第一高壓抗磨磨料封，40、第一高壓磨料密封圈，41、半固態(tài)高壓流體磨料，42、立柱，43、固定頂板，44、第一夾緊缸，45、第二夾緊缸，46、橫梁，47、導(dǎo)套，48、大螺母，49、第一壓力表，50、第二壓力表，51、第三三位四通換向閥，52、第二高壓抗磨磨料封，53、第二高壓磨料密封圈。

【具體實施方式】
[0025]上述的磨料流拋光裝置包括液壓傳動雙向供料系統(tǒng)、轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、高壓密封系統(tǒng)以及滑動導(dǎo)軌系統(tǒng)。
[0026]液壓傳動雙向供料系統(tǒng)采用液壓泵I泵出高壓油通過第一三位四通換向閥2經(jīng)第一單向閥3進(jìn)入下擠壓油缸4，通過位于下擠壓油缸4和下料缸5中的第一聯(lián)動推料活塞6推動磨料穿過被加工工件38和夾具體形成的密封腔體，并擠向位于上擠壓油缸9和上料缸7中第二聯(lián)動推料活塞8的擠壓磨拋裝置，通過第二聯(lián)動推料活塞8驅(qū)動上擠壓油缸9回油，回油經(jīng)調(diào)整系統(tǒng)背壓的第一溢流閥10后通過第一三位四通換向閥2流回油箱的回油油路，上擠壓油缸9和下擠壓油缸4的有桿腔同時與油箱連通；第一三位四通換向閥2換向后，液壓泵I泵出高壓油通過第一三位四通換向閥2經(jīng)第二單向閥11進(jìn)入上擠壓油缸9，通過位于上擠壓油缸9和上料缸7中的第二聯(lián)動推料活塞8推動磨料穿過被加工工件38和夾具體形成的密封腔體，并擠向位于下擠壓油缸4和下料缸5中第一聯(lián)動推料活塞6的擠壓磨拋裝置，通過第一聯(lián)動推料活塞6驅(qū)動下擠壓油缸4回油，回油經(jīng)調(diào)整系統(tǒng)背壓的第二溢流閥12后通過第一三位四通換向閥2流回油箱的回油油路，下擠壓油缸4和上擠壓油缸9的有桿腔同時與油箱連通；
[0027]轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用由液壓泵I泵出高壓油通過第二三位四通換向閥13采用雙向旋轉(zhuǎn)的調(diào)速油路驅(qū)動液壓馬達(dá)14，液壓馬達(dá)14的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器15與旋轉(zhuǎn)軸16連接，固定于旋轉(zhuǎn)軸16上的齒輪17與外齒式負(fù)游隙轉(zhuǎn)盤軸承18相哨合,驅(qū)動固定于外齒式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承18和外齒式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承19外圈上的被加工工件及夾具體一起轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)磨拋裝置，并由PLC控制等角度間歇式旋轉(zhuǎn)；
[0028]高壓密封系統(tǒng)采用外嚙合式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承19、外嚙合式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承
18外圈分別通過螺栓與上轉(zhuǎn)盤28、下轉(zhuǎn)盤29相連接，而外嚙合式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承19內(nèi)圈通過螺栓與上料缸7的法蘭相連，外嚙合式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承18內(nèi)圈通過螺栓分別與工作臺30及下料缸5的法蘭相連，易磨損的第一密封環(huán)20、第二密封環(huán)21通過第一沉頭螺栓22、第二沉頭螺栓23與上料缸7、下料缸5相連接，在第一密封環(huán)20、第二密封環(huán)21外旋轉(zhuǎn)表面與上轉(zhuǎn)盤28、下轉(zhuǎn)盤29間設(shè)有第一組合密封圈24、第二組合密封圈25及第一抗磨密封件26、第二抗磨密封件27，上轉(zhuǎn)盤28、下轉(zhuǎn)盤29與上夾具體32、下夾具體31的結(jié)合面處設(shè)有第一密封圈33、第二密封圈34，由上夾具體32、下夾具體31和夾具主體37包裹的被加工工件38間的結(jié)合面處安裝第三密封圈35、第四密封圈36，由四氟青銅為材質(zhì)的專用第一高壓磨料密封圈40、第二高壓磨料密封圈53、第一高壓抗磨磨料封39和第二高壓抗磨磨料封52分別安裝于下料缸5、上料缸7中的第一聯(lián)動推料活塞6、第二聯(lián)動推料活塞8上。
[0029]滑動導(dǎo)軌系統(tǒng)采用由液壓泵I泵出高壓油通過第三三位四通換向閥51控制第一夾緊油缸44、第二夾緊油缸45夾緊和松開的液壓油路，四根立柱42 —端與固定頂板43相連，另一端固定于工作臺30的支撐架體上，安裝于固定頂板43上的第一夾緊油缸44、第二夾緊油缸45，通過其活塞桿連接與上擠壓油缸9及上料缸7結(jié)合為一體的橫梁46，四根立柱42穿過分別焊接于橫梁46上的導(dǎo)套47。
[0030]轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用負(fù)游隙轉(zhuǎn)盤支承實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)傳動，通過與液壓馬達(dá)帶動的齒輪嚙合使工作轉(zhuǎn)速在0.5轉(zhuǎn)/分至2轉(zhuǎn)/分之間，通過PLC控制實現(xiàn)被加工工件旋轉(zhuǎn)等角度后停止旋轉(zhuǎn)，只進(jìn)行擠壓加工的多工位磨拋，以及邊擠壓加工、邊旋轉(zhuǎn)加工的旋轉(zhuǎn)磨拋。
[0031]以下結(jié)合附圖介紹磨料流拋光裝置的工作原理和結(jié)構(gòu):
[0032]圖1示出了恒壓差旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流液壓油路控制圖。圖中，由液壓泵I所泵出的高壓油通過第二三位四通換向閥13帶動液壓馬達(dá)14，通過聯(lián)軸器15與固定于工作臺30內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸16相連接，并將齒輪17固定于旋轉(zhuǎn)軸16上，齒輪17與將夾具體及被加工工件38固定為一體的外齒式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承18的外圈相嚙合，進(jìn)而帶動夾具體及被加工工件38固定為一體的外齒式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承19的外圈完成系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運動，其中可通過液壓馬達(dá)14實現(xiàn)雙向正反變速。而外齒式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承18、外齒式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承
19內(nèi)圈分別與工作臺30及上料缸7法蘭相連，以保證靜止。
[0033]圖2示出了間歇式旋轉(zhuǎn)磨拋結(jié)合面處靜密封結(jié)構(gòu)示意圖。在上轉(zhuǎn)盤28與上夾具體32及下轉(zhuǎn)盤29與下夾具體31的結(jié)合面處，分別安裝第一密封圈33，第二密封圈34，以及夾具主體37與下夾具體31的結(jié)合面處安裝第三密封圈35、及夾具主體37與上夾具體32的結(jié)合面處安裝第四密封圈36，以阻止高壓流體磨料在擠壓過程中在結(jié)合面處的泄漏。
[0034]圖3示出了間歇式旋轉(zhuǎn)磨拋擠壓過程中動密封結(jié)構(gòu)示意圖。半固態(tài)流體磨料在高壓旋轉(zhuǎn)磨拋的擠壓過程中，將易磨損第一密封環(huán)20通過第一沉頭螺栓22與圖1中的下料缸7相連接、而將易磨損第二密封環(huán)21通過第二沉頭螺栓23與圖1中的上料缸5相連接；將圖2中上轉(zhuǎn)盤28與圖1中外齒式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承19的外圈通過螺栓相連接、而下轉(zhuǎn)盤29與外齒式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承18外圈通過螺栓相連接，其中在上轉(zhuǎn)盤28與易磨損第二密封環(huán)21，下轉(zhuǎn)盤29與易磨損第一密封環(huán)20相對運動處，分別在上轉(zhuǎn)盤28、下轉(zhuǎn)盤29內(nèi)表面開凹槽，以安裝第一組合密封圈24、以及第二組合密封圈25及第一抗磨密封件26、第二抗磨密封件27以阻止高壓流體磨料旋轉(zhuǎn)過程中的泄漏并減少料缸缸體本身的磨損?’另外上料缸7、下料缸5內(nèi)第二聯(lián)動推料活塞8、第一聯(lián)動推料活塞6推動半固態(tài)高壓流體磨料41，在由被加工工件表面、夾具體型腔、上料缸7及下料缸5所形成的密封腔體內(nèi)作擠壓運動，在第二聯(lián)動推料活塞8、第一聯(lián)動推料活塞6上開凹槽，并分別安裝以四氟青銅為材質(zhì)的第一高壓磨料密封圈40、第二高壓磨料密封圈53以及第一高壓抗磨磨料封39、第二高壓抗磨磨料封52實現(xiàn)高壓流體磨料的擠壓動態(tài)密封。
[0035]圖4、5示出了恒壓差旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流工作臺主體及夾緊、支撐架體結(jié)構(gòu)圖。將四根立柱42以上料缸7、下料缸5為中心，一端均勻固定于工作臺30上，另一端通過大螺母48與固定頂板43相連，第一夾緊油缸44、第二夾緊油缸45通過法蘭固定于固定頂板43上，為保證運動的同步，將兩夾緊油缸活塞桿、上擠壓油缸9及上料缸7分別與橫梁46相連接，并為保證運動的準(zhǔn)確性，將四個相同的滑動導(dǎo)套47分別焊接于橫梁46的四個邊角處，并套裝在四個立柱42上，以便使夾緊油缸活塞驅(qū)動與橫梁46相連接的上擠壓油缸9，上料缸7在夾緊或松開被加工工件38時，以四個立柱42為導(dǎo)軌導(dǎo)向，實現(xiàn)精確的上下運動。
[0036]下面以航空發(fā)動機(jī)整體葉盤類零件為例介紹恒壓差旋轉(zhuǎn)磨料流拋光裝置的工作過程。
[0037]首先將上料缸7、下料缸5的第二聯(lián)動推料活塞8、第一聯(lián)動推料活塞6分別運行至最底端，使下料缸5容積最大而上料缸7容積最小，并將下料缸5填滿半固態(tài)流體磨料41。其次夾緊油缸活塞帶動上料缸7及其組件向上移動，并將被加工工件38用上夾具體
32、下夾具體31及夾具主體37包裹為一體，放于與外齒式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承18外圈相連接的下轉(zhuǎn)盤29上。夾緊油缸活塞推動連接的上料缸7及上擠壓油缸9的橫梁46及其導(dǎo)套47沿著四個立柱42向下運動并壓緊上夾具體32、下夾具體31及夾具主體37所包裹的被加工工件38，而其夾緊、松開過程通過PLC控制液壓系統(tǒng)中第三三位四通換向閥51實現(xiàn)。
[0038]再次在預(yù)先調(diào)節(jié)第一溢流閥10、第二溢流閥12的基礎(chǔ)上，由液壓泵I泵出高壓油使下擠壓油缸4的第一聯(lián)動推料活塞6上移，推動半固態(tài)流體磨料41擠壓被加工工件38，即航空發(fā)動機(jī)整體葉盤各個葉片表面，并且在擠壓過程中，通過上擠壓油缸9、下擠壓油缸4無桿腔處的第一壓力表49、第二壓力表50觀察系統(tǒng)內(nèi)壓力值，若存在壓差較大，則調(diào)整第一溢流閥10、第二溢流閥12調(diào)定彈簧，進(jìn)一步調(diào)整回油壓力，增大背壓，并最終使上料缸7、下料缸5出口處的壓差恒定。然后通過PLC與觸摸屏相結(jié)合的方式設(shè)定上下擠壓循環(huán)次數(shù)，每次的旋轉(zhuǎn)角度，及液壓系統(tǒng)中第二三位四通換向閥13控制液壓馬達(dá)14的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)正反、多級旋轉(zhuǎn)運動，以及液壓系統(tǒng)中第一三位四通換向閥2實現(xiàn)雙向恒壓差流體磨料反復(fù)擠壓磨拋。
[0039]最后旋轉(zhuǎn)擠壓磨拋結(jié)束后，液壓馬達(dá)14停轉(zhuǎn)，下擠壓油缸4、上擠壓油缸9卸荷并停止工作，然后第一夾緊缸44、第二夾緊缸45卸荷并松開被加工工件及夾具體組件，并帶動與上料缸7及上擠壓油缸9相連的橫梁46沿著立柱42向上運動，騰出拆卸空間，最終將上夾具體32、下夾具體31及所包裹的被加工工件38 —同取下，最后打開夾具體，取出被加工工件38并擦拭干凈。
【權(quán)利要求】
1.一種高效恒壓差間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流拋光裝置，它包括恒壓差控制的液壓傳動雙向供料系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)與固定結(jié)合面處流體磨料的高壓密封系統(tǒng)；其特征在于:它還包括保證恒壓差液壓夾緊加工下的滑動導(dǎo)軌系統(tǒng)和正反間歇式旋轉(zhuǎn)的由PLC控制液壓馬達(dá)驅(qū)動齒輪外嚙合負(fù)游隙轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)； 所述液壓傳動雙向供料系統(tǒng)采用液壓泵(I)泵出高壓油通過第一三位四通換向閥(2)經(jīng)第一單向閥(3)進(jìn)入下擠壓油缸(4)，通過位于下擠壓油缸(4)和下料缸(5)中的第一聯(lián)動推料活塞(6)推動磨料穿過被加工工件(38)和夾具體形成的密封腔體，并擠向位于上擠壓油缸(9)和上料缸(7)中第二聯(lián)動推料活塞(8)的擠壓磨拋裝置，通過第二聯(lián)動推料活塞(8)驅(qū)動上擠壓油缸(9)回油，回油經(jīng)調(diào)整系統(tǒng)背壓的第一溢流閥(10)后通過第一三位四通換向閥(2)流回油箱的回油油路，上擠壓油缸(9)和下擠壓油缸(4)的有桿腔同時與油箱連通；第一三位四通換向閥(2)換向后，液壓泵(I)泵出高壓油通過第一三位四通換向閥(2)經(jīng)第二單向閥(11)進(jìn)入上擠壓油缸(9)，通過位于上擠壓油缸(9)和上料缸(7)中的第二聯(lián)動推料活塞(8)推動磨料穿過被加工工件(38)和夾具體形成的密封腔體，并擠向位于下擠壓油缸(4)和下料缸(5)中第一聯(lián)動推料活塞￠)的擠壓磨拋裝置，通過第一聯(lián)動推料活塞(6)驅(qū)動下擠壓油缸(4)回油，回油經(jīng)調(diào)整系統(tǒng)背壓的第二溢流閥(12)后通過第一三位四通換向閥(2)流回油箱的回油油路，下擠壓油缸(4)和上擠壓油缸(9)的有桿腔同時與油箱連通； 所述轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用由液壓泵(I)泵出高壓油通過第二三位四通換向閥(13)采用雙向旋轉(zhuǎn)的調(diào)速油路驅(qū)動液壓馬達(dá)(14)，液壓馬達(dá)(14)的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器(15)與旋轉(zhuǎn)軸(16)連接，固定于旋轉(zhuǎn)軸(16)上的齒輪(17)與外齒式負(fù)游隙轉(zhuǎn)盤軸承(18)相嚙合，驅(qū)動固定于外齒式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承(18)和外齒式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承(19)外圈上的被加工工件及夾具體一起轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)磨拋裝置，并由PLC控制等角度間歇式旋轉(zhuǎn)； 所述高壓密封系統(tǒng)采用外嚙合式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承(19)、外嚙合式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承(18)外圈分別通過螺栓與上轉(zhuǎn)盤(28)、下轉(zhuǎn)盤(29)相連接，而外嚙合式負(fù)游隙上轉(zhuǎn)盤軸承(19)內(nèi)圈通過螺栓與上料缸(7)的法蘭相連，外嚙合式負(fù)游隙下轉(zhuǎn)盤軸承(18)內(nèi)圈通過螺栓分別與工作臺(30)及下料缸(5)的法蘭相連，易磨損的第一密封環(huán)(20)、第二密封環(huán)(21)通過第一沉頭螺栓(22)、第二沉頭螺栓(23)與上料缸(7)、下料缸(5)相連接，在第一密封環(huán)(20)、第二密封環(huán)(21)外旋轉(zhuǎn)表面與上轉(zhuǎn)盤(28)、下轉(zhuǎn)盤(29)間設(shè)有第一組合密封圈(24)、第二組合密封圈(25)及第一抗磨密封件(26)、第二抗磨密封件(27)，上轉(zhuǎn)盤(28)、下轉(zhuǎn)盤(29)與上夾具體(32)、下夾具體(31)的結(jié)合面處設(shè)有第一密封圈(33)、第二密封圈(34)，由上夾具體(32)、下夾具體(31)和夾具主體(37)包裹的被加工工件(38)間的結(jié)合面處安裝第三密封圈(35)、第四密封圈(36)，由四氟青銅為材質(zhì)的專用第一高壓磨料密封圈(40)、第二高壓磨料密封圈(53)、第一高壓抗磨磨料封(39)和第二高壓抗磨磨料封(52)分別安裝于下料缸(5)、上料缸(7)中的第一聯(lián)動推料活塞￠)、第二聯(lián)動推料活塞(8)上。 所述滑動導(dǎo)軌系統(tǒng)采用由液壓泵(I)泵出高壓油通過第三三位四通換向閥(51)控制第一夾緊油缸(44)、第二夾緊油缸(45)夾緊和松開的液壓油路，四根立柱(42) —端與固定頂板(43)相連，另一端固定于工作臺(30)的支撐架體上，安裝于固定頂板(43)上的第一夾緊油缸(44)、第二夾緊油缸(45)，通過其活塞桿連接與上擠壓油缸(9)及上料缸(7)結(jié)合為一體的橫梁(46)，四根立柱(42)穿過分別焊接于橫梁(46)上的導(dǎo)套(47)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效恒壓差間歇式旋轉(zhuǎn)擠壓磨料流拋光裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用負(fù)游隙轉(zhuǎn)盤支承實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)傳動，通過與液壓馬達(dá)帶動的齒輪嚙合使工作轉(zhuǎn)速在0.5轉(zhuǎn)/分至2轉(zhuǎn)/分之間，通過PLC控制實現(xiàn)被加工工件旋轉(zhuǎn)等角度后停止旋轉(zhuǎn)，只進(jìn)行擠壓加工的多工位磨拋，以及邊擠壓加工、邊旋轉(zhuǎn)加工的旋轉(zhuǎn)磨拋。
【文檔編號】B24B1/00GK104440414SQ201410742611
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月7日
【發(fā)明者】陸穎 申請人:陸穎