導(dǎo)彈防熱套車磨復(fù)合機床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種針對導(dǎo)彈防熱套等大型薄壁錐形結(jié)構(gòu)的車磨復(fù)合機床，屬于機械制造領(lǐng)域。工件與夾具之間通過真空泵吸附，形成真空，從而使得錐形套筒與防熱套之間緊密結(jié)合，通過裝夾錐形套筒實現(xiàn)防熱套的裝夾定位。車刀實現(xiàn)防熱套的車削加工和砂輪的修磨，角磨機夾緊占用四工位刀架的一個刀位，其沿著防熱套軸向移動實現(xiàn)防熱套的對稱剖分，通過刀盤旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)車削與對稱剖分功能的轉(zhuǎn)換。磨削刀架位于車刀架對側(cè)，通過磨削刀架的移動，帶動砂輪實現(xiàn)防熱套的磨削精加工。本發(fā)明集快速裝夾、車削、磨削、對稱剖分及砂輪修磨多功能集于一體，通過一次裝夾實現(xiàn)導(dǎo)彈防熱套的車、磨削等多工序加工，提高加工速度和減少工位的多次轉(zhuǎn)換帶來的誤差。
【專利說明】導(dǎo)彈防熱套車磨復(fù)合機床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種錐形薄壁回轉(zhuǎn)件的復(fù)合機床，特別涉及一種導(dǎo)彈防熱套的車磨復(fù)合機床，屬于機械制造領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]防熱套為導(dǎo)彈頭錐的保護結(jié)構(gòu)，保護鈦合金骨架不受高速氣流沖刷，阻隔外部的氣動摩擦熱，為導(dǎo)彈提供適宜的工作環(huán)境。目前導(dǎo)彈生產(chǎn)所使用的防熱套為錐型回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料構(gòu)件，薄壁錐形零件車外圓工序在實施過程中，裝夾的繁瑣，對刀、測量、調(diào)整等輔助時間多，生產(chǎn)效率低下，滿足不了批量生產(chǎn)的要求，而且由于這種薄壁錐形零件壁厚度較為薄，裝夾時極易產(chǎn)生變形，經(jīng)常會出現(xiàn)卸夾后尺寸發(fā)生變化，造成尺寸超出偏差的問題。車削完成后需要進行外表面的磨削工作，磨削完成后，需要沿著錐形軸線進行對稱剖分。車削、磨削以及對稱剖分之間的工位變換，導(dǎo)致裝夾誤差增大，增加了裝夾時間。并且由于生產(chǎn)中的精度依靠人工操作的熟練程度保證，導(dǎo)致產(chǎn)品加工對工人技術(shù)水平的依賴性強，生產(chǎn)效率低下。因此急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)彈防熱套快速裝夾定位，并且車削、磨削以及對稱剖分一體的復(fù)合機床，從而減少薄壁結(jié)構(gòu)的繁瑣裝夾，降低不同工藝間的反復(fù)調(diào)整輔助時間，提高導(dǎo)彈防熱套加工精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可實現(xiàn)導(dǎo)彈防熱套的快速裝夾、車削、磨削以及對稱剖分于一體的車磨復(fù)合機床。在傳統(tǒng)數(shù)控車床上添加磨削刀架，實現(xiàn)車削和磨削在同一機床上的集成；在傳統(tǒng)四刀位數(shù)控車刀架上，添加了角磨機和對刀塊，實現(xiàn)了導(dǎo)彈防熱套磨削精加工后的沿軸線的對稱剖分，以及對磨削刀架上砂輪的矯正和修磨。針對導(dǎo)彈防熱套的大型薄壁錐形結(jié)構(gòu)，設(shè)計了真空吸附夾具，采用帶有小孔的錐形內(nèi)套增加薄壁結(jié)構(gòu)剛度，采用真空泵抽取內(nèi)套的氣體，使得導(dǎo)彈防熱套吸附在錐形內(nèi)套上的夾具設(shè)計。該夾具一端與車床主軸的三爪卡盤連接，一端通過中心定位架支撐和軸向定位。
[0004]該機床基于現(xiàn)有的數(shù)控車床提出了導(dǎo)彈放熱套車磨復(fù)合機床，實現(xiàn)了磨削刀架在車床上的集成，并且結(jié)合導(dǎo)彈防熱套的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了專用的真空吸附夾具，并且集成了砂輪修磨和對稱剖分功能。本發(fā)明通過一次裝夾，可實現(xiàn)車削粗加工和磨削精加工，以及精加工后的對稱剖分功能，并且可實現(xiàn)砂輪的修磨。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0006]導(dǎo)彈防熱套車磨復(fù)合機床由三部分構(gòu)成:以四刀位數(shù)控車刀架[13]為主體的車肖IJ、對稱剖分和砂輪修磨復(fù)合機構(gòu)；以磨削刀架[5]為主體的磨削機構(gòu)；以真空吸附夾具
[6]為主體的導(dǎo)彈防熱套裝夾定位機構(gòu)。
[0007]以四刀位數(shù)控車刀架[13]為主體的車削、對稱剖分和砂輪修磨復(fù)合機構(gòu)如圖6所示。滑動工作臺[13-1]可沿著車床上的Z向?qū)к塠10]實現(xiàn)Z向平移，滑動工作臺[13-1]坐落在拖板[12]上，在絲桿[11]作用下，四刀位數(shù)控車刀架[13]可沿著X向?qū)к塠9]實現(xiàn)X向平移。電機[13-6]帶動刀盤[13-3]，可實現(xiàn)刀盤[13-3]在刀盤基座[13_2]上的回轉(zhuǎn)運動，刀盤[13-3]上安裝有車刀[13-5]和角磨機[13-4]，其中角磨機[13_4]占用一個刀位。利用角磨機[13-4]在X向的移動實現(xiàn)導(dǎo)彈防熱套[4]的軸向剖分，在電機[13-6]的帶動下，刀盤[13-3]可實現(xiàn)換刀以及車刀[13-5]和角磨機[13-4]的互換。
[0008]以磨削刀架[5]為主體的磨削機構(gòu)，如圖3所示?；剞D(zhuǎn)工作臺[5-1]可沿著車床上的Z向?qū)к塠10]實現(xiàn)Z向平移，滑動工作臺[13-1]坐落在拖板[12]上，在絲桿[11]作用下，磨削刀架[5]可沿著X向?qū)к塠9]實現(xiàn)X向平移。砂輪箱[5-2]坐落在回轉(zhuǎn)工作臺[5-1]上，因此砂輪箱[5-2]可相對回轉(zhuǎn)工作臺[5-1]實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，便于與砂輪箱[5-2]相連的砂輪[5-3]轉(zhuǎn)動。
[0009]以真空吸附夾具[6]為主體的導(dǎo)彈防熱套裝夾定位機構(gòu)，如圖4所示。真空吸附夾具[6]由三部分構(gòu)成:以錐形套筒[6-2]和密封圈[6-3]為主體的錐形內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，用于工件的定位和夾緊；以三爪卡盤[3]和固定端蓋[6-1]的大端夾持結(jié)構(gòu)；以中心架[6-4]、支承爪[6-5]、旋轉(zhuǎn)連桿[6-7]、法蘭[7]、尾架[8]等構(gòu)成的小端軸向定位結(jié)構(gòu)，用于夾具的定位和夾緊。錐形套筒[6-2]周向開有小孔，這些小孔于與導(dǎo)彈防熱套[4]表面的小孔錯開避免相通。同時，錐形套筒[6-2]表面開有一系列圓周凹槽，凹槽部位安裝密封圈[6-3]，錐形套筒[6-2]細端螺紋連接旋轉(zhuǎn)接頭端蓋[6-1]，真空泵在旋轉(zhuǎn)接頭端蓋[6-1]吸氣時，在兩個密封圈[6-3]及錐形套筒[6-2]與導(dǎo)彈防熱套[4]之間形成真空型腔，從而保證錐形套筒[6-2]與導(dǎo)彈防熱套[4]緊密結(jié)合。錐形套筒[6-2]和旋轉(zhuǎn)連桿[6-7]螺紋連接旋轉(zhuǎn)，所以在機床主軸帶動下，旋轉(zhuǎn)連桿[6-7]與旋轉(zhuǎn)接頭閥體[6-8]實現(xiàn)相對周向轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的錐形套筒[6-2]與不旋轉(zhuǎn)的真空泵之間的連接。為了防止導(dǎo)彈防熱套[4]受徑向切削力的作用而產(chǎn)生彎曲變形，采用中心架[6-4]作為輔助支承，將中心架[6-4]與法蘭固定套[6-6]螺栓進行連接，調(diào)整三個支承爪[6-5]，使之與錐形套筒[6-2]的小端圓柱凸臺外圓表面接觸，并調(diào)整至松緊適宜，實現(xiàn)真空夾具的輔助支撐。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為導(dǎo)彈防熱套示意圖；
[0011]圖2為車磨復(fù)合機床軸測圖；
[0012]圖3為磨削刀架軸測圖；
[0013]圖4為導(dǎo)彈防熱套夾具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5為導(dǎo)彈防熱套夾具局部放大圖；
[0015]圖6為四刀位數(shù)控車刀架軸測圖；
[0016]圖7為車磨復(fù)合機床主視圖；
[0017]圖8為裝夾后車磨復(fù)合機床俯視圖；
[0018]圖9為車削過程車磨復(fù)合機床俯視圖；
[0019]圖10為磨削過程車磨復(fù)合機床俯視圖；
[0020]圖11為剖分過程車磨復(fù)合機床俯視圖。
[0021]圖中，I為床身、2為主軸、3為三抓卡盤、4為導(dǎo)彈防熱套、5為磨削刀架(5_1為回轉(zhuǎn)工作臺、5-2為砂輪箱、5-3為砂輪)、6為真空吸附夾具(6-1為端蓋、6-2為錐形套筒、6_3為密封圈、6-4為中心架、6-5為支承爪、6-6為法蘭固定套、6-7為旋轉(zhuǎn)連桿、6-8為旋轉(zhuǎn)接頭閥體、6-9為定位銷、6-10為旋轉(zhuǎn)接頭端蓋)、7為法蘭、8為尾架、9為x向?qū)к墶?0為Z向?qū)к墶?1為絲桿、12為拖板、13為四刀位數(shù)控車刀架(13-1為滑動工作臺、13-2為刀盤基座、13_3為刀盤、13-4為角磨機、13-5為車刀、13-6為電機)。

【具體實施方式】
[0022]導(dǎo)彈防熱套車磨復(fù)合機床圖8-圖11所示。下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0023]首先進行導(dǎo)彈防熱套[4]的裝夾定位。錐形套筒[6-2]的大端圓柱形凸臺在機床的三爪卡盤[3]上進行夾持。采用中心架[6-4]作為輔助支承，調(diào)節(jié)中心架[6-4]上的三個獨立移動的支承爪[6-5]，使之與錐形套筒[6-2]的小端圓柱凸臺外圓表面接觸，調(diào)節(jié)錐形套筒[6-2]與車床主軸[2]的同軸度。真空泵吸氣，帶動旋轉(zhuǎn)連桿[6-7]往真空泵一側(cè)軸向滑移(X正方向)，并且在兩密封圈[6-3]、錐形套筒[6-2]與導(dǎo)彈防熱套[4]之間形成真空型腔，從而保證錐形套筒[6-2]與導(dǎo)彈防熱套[4]緊密結(jié)合。尾架[8]帶動真空夾具進行X向移動，實現(xiàn)導(dǎo)彈防熱套[4]的軸向定位(X向)，如圖4、圖5所示。
[0024]其次進行導(dǎo)彈防熱套[4]的車削加工。導(dǎo)彈防熱套[4]在復(fù)合機床上裝夾后如圖8所示?；瑒庸ぷ髋_[13-1]可沿著車床上的Z向?qū)к塠10]實現(xiàn)Z向平移，帶動四刀位數(shù)控車刀架[13]整體Z向平移，實現(xiàn)車刀的Z向進給。絲桿[11]帶動滑動工作臺[13-1]，實現(xiàn)車刀的X向進給，車削過程如圖9所示。
[0025]車削完畢后，進行磨削精加工。砂輪箱[5-2]里面的電機帶動砂輪[5-3]高速，回轉(zhuǎn)工作臺[5-1]沿著車床上的z向?qū)к塠10]實現(xiàn)Z向平移，實現(xiàn)砂輪[5-3]的z向進給?；瑒庸ぷ髋_[13-1]坐落在拖板[12]上，在絲桿[11]作用下，磨削刀架[5]可沿著X向?qū)к塠9]實現(xiàn)X向平移，實現(xiàn)砂輪[5-3]的X向進給，磨削過程如圖10所示。磨削完成后，回轉(zhuǎn)工作臺[5-1]沿著車床上的z向?qū)к塠10]進行z向退讓。
[0026]磨削完畢后，進行導(dǎo)彈防熱套[4]軸向(X向)的對稱剖分。對稱剖分利用四刀位數(shù)控車刀架[13]上的角磨機[13-4]實現(xiàn)，開動角磨機[13-4]的電源，帶動角磨機[13-4]帶動的砂輪高速旋轉(zhuǎn)。四刀位數(shù)控車刀架[13]上的刀盤[13-3]，在電機[13-6]的帶動下實現(xiàn)與刀盤基座[13-2]的相對轉(zhuǎn)動，將角磨機[13-4]切換到車削工位，滑動工作臺[13-1]沿著車床上的Z向?qū)к塠10]進行Z向平移，實現(xiàn)車刀的Z向進給，絲桿[11]帶動滑動工作臺[13-1]，實現(xiàn)車刀的X向進給，從而實現(xiàn)導(dǎo)彈防熱套[4]的軸向剖分(X方向)，如圖11所示。切割完畢后，滑動工作臺[13-1]沿著車床上的Z向?qū)к塠10]進行Z向平移，實現(xiàn)車刀的Z向退讓,絲桿[11]帶動滑動工作臺[13-1],實現(xiàn)車刀的X向退讓。
[0027]對于砂輪[5-3]的修磨，不安裝真空吸附夾具[6]，調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)工作臺[5-1]沿著車床上的z向?qū)к塠10]實現(xiàn)Z向平移，當(dāng)砂輪[5-3]外邊緣平移至機床中心位置后，固定回轉(zhuǎn)工作臺[5-1]。打開砂輪[5-3]電源，使之高速旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)四刀位數(shù)控車刀架[13]，在X向?qū)к塠9]和Z向?qū)к塠10]作用下，滑動工作臺[13-1]帶動車刀進行X向、z向進給，進而對磨削刀架[5]上的砂輪[5-3]進行修磨。在回轉(zhuǎn)工作臺[5-1]的作用下、可實現(xiàn)砂輪[5-3]的相對轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)砂輪[5-3]的局部細節(jié)修磨。
[0028]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改造，或未經(jīng)改進直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種針對導(dǎo)彈防熱套等大型薄壁錐形結(jié)構(gòu)的真空吸附車磨復(fù)合機床，集快速裝夾、車削、磨削、對稱剖分及砂輪修磨多功能集于一體，通過一次裝夾實現(xiàn)導(dǎo)彈防熱套的車、磨削等多工序加工，提高加工速度和減少工位的多次轉(zhuǎn)換帶來的誤差。機床由三部分構(gòu)成:以四刀位數(shù)控車刀架[13]為主體的車削、對稱剖分和砂輪修磨復(fù)合機構(gòu)；以磨削刀架[5]為主體的磨削機構(gòu)；以真空吸附夾具[6]為主體的導(dǎo)彈防熱套裝夾定位機構(gòu)。四刀位數(shù)控車刀架[13]的刀盤[13-3]，角磨機[13-4]占用一個刀位，車刀[13-5]實現(xiàn)防熱套[4]的車削加工和砂輪[5-3]的修磨，角磨機[13-4]沿著防熱套軸向移動實現(xiàn)防熱套[4]的對稱剖分，通過刀盤[13-3]旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)車削與對稱剖分功能的轉(zhuǎn)換。磨削刀架位于刀架對側(cè)，通過磨削刀架的移動，帶動砂輪實現(xiàn)防熱套的磨削精加工。三爪卡盤[3]帶動真空吸附夾具轉(zhuǎn)動，中心架[6-4]與錐形套筒[6-2]的小端圓柱凸臺外圓表面接觸形成輔助支撐。錐形套筒[6-2]作為防熱套[4]的里襯增加結(jié)構(gòu)剛度，真空泵在旋轉(zhuǎn)接頭端蓋[6-10] —側(cè)吸氣，帶動旋轉(zhuǎn)連桿[6-7]往真空泵一側(cè)軸向滑移，氣體通過圓孔完成錐形套筒[6-2]與導(dǎo)彈防熱套[4]之間的真空抽氣，使得帶動錐形套筒[6-2]與導(dǎo)彈防熱套[4]緊密結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)彈防熱套車磨復(fù)合機床，其特征在于，四刀位數(shù)控車刀架[13]上，角磨機[13-4]占用一個刀位，車刀[13-5]實現(xiàn)防熱套[4]的車削加工和砂輪[5-3]的修磨，角磨機[13-4]沿著防熱套軸向移動實現(xiàn)防熱套[4]的對稱剖分，通過刀盤[13-3]旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)車削與對稱剖分功能的轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)彈防熱套車磨復(fù)合機床，其特征在于磨削刀架[5]位于四刀位數(shù)控車刀架[13]對側(cè)，四刀位數(shù)控車刀架[13]與磨削刀架[5]互不干涉，通過磨削刀架平移，帶動砂輪實現(xiàn)防熱套的磨削精加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)彈防熱套車磨復(fù)合機床，其特征在于，錐形套筒[6-2]作為防熱套[4]的里襯增加結(jié)構(gòu)剛度，真空泵抽氣帶動旋轉(zhuǎn)連桿[6-7]往真空泵一側(cè)軸向滑移，氣體通過徑向圓孔完成錐形套筒[6-2]與導(dǎo)彈防熱套[4]之間的真空抽氣，使得帶動錐形套筒[6-2]與導(dǎo)彈防熱套[4]緊密結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)彈防熱套車磨復(fù)合機床，其特征在于，集真空吸附快速裝夾、車削、磨削、對稱剖分及砂輪修磨多功能集于一體，通過一次裝夾實現(xiàn)導(dǎo)彈防熱套的車、磨削等多工序加工。
【文檔編號】B23P23/02GK104191251SQ201410469607
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】張虎, 黃曉亞, 強歡, 周嚴 申請人:北京理工大學(xué)