一种叶轮端面齿铣削加工的通用工装的制作方法

1.本发明属于发动机零配件加工技术领域，特别是涉及一种叶轮端面齿铣削加工的通用工装。


背景技术：

2.在常见的各类发动机中，叶轮往往起到重要的结构作用；因此，为了保持叶轮结构的稳定性，常见的叶轮加工方式都为铣削加工，尤其是对于叶轮的端面齿部分，由于其形状结构较为特殊，通常存在各种不规则弧面，因此对于铣削加工的设备要求也较高；而现有的专用于叶轮加工的铣削设备成本较高，小型普通铣削车床又难以对不同种类的叶轮统一加工生产；这对于叶轮端面齿加工工作存在较大的困难；因此，我们针对现有设备的不足，设计了一种叶轮端面齿铣削加工的通用工装，来解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种叶轮端面齿铣削加工的通用工装，解决现有的叶轮铣削加工装置成本高、通用性差的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明为一种叶轮端面齿铣削加工的通用工装，包括驱动工作架、工位调节架和工件安装盘，其中工件安装盘用于安装固定待铣削加工的叶轮；所述工件安装盘上表面焊接有夹持管，所述驱动工作架一端下表面焊接有夹持柱，且夹持柱下端延伸至夹持管内部，并与夹持管旋转配合，当夹持柱插入夹持管内部时，能够辅助固定待加工工件；所述驱动工作架的另一端下表面轴承连接有调节轴管，所述工位调节架一端上表面焊接有工位调节轴，且工位调节轴上端滑动延伸至调节轴管的内部；所述工位调节轴与调节轴管旋转配合，且两者构成液压缸结构，即实现工位调节架与驱动工作架整体结构间的相互滑动配合；所述调节轴管周侧面栓接固定有安装块，安装块一侧面栓接有工作电机；所述工作电机的输出轴一端焊接有驱动蜗杆，驱动蜗杆一端焊接有驱动叉；所述驱动工作架与工位调节架之间设置有从动块，从动块内部轴承连接有工作轴；所述工作轴相对两端均贯穿从动块，且其中一端焊接有从动叉；所述从动叉与驱动叉结构相同，且两者之间安装有十字连轴，所述十字连轴的轴端分别与驱动叉和从动叉旋转轴接，且驱动叉、从动叉和十字连轴三者共同构成万向节联轴器结构；其中，所述工作轴的另一端安装有铣刀刀头，在实际工作时，能够实现工作电机在固定状态下调节铣刀刀头的偏角，从而适应不同角度或弧面的开槽工作；所述驱动工作架下表面焊接有转向节，其中转向节为万向节结构，其下端焊接有调节缸，调节缸的输出轴下端与从动块焊接固定；所述调节缸为液压缸结构，且调节缸与调节轴管之间焊接连通有传动连通管；所述传动连通管为三通管结构，其进液端延伸连通至驱动工作架的外部；所述传动连通管的进液端外接电动液压缸，即在外接的电动液压缸的工作带动下，调节缸带动从动块上下滑动的动作与工位调节轴带动工位调节架上下滑动的
动作同步进行，确保铣刀刀头与工位调节架位置同步，避免损伤设备。
5.优选地，所述调节轴管的周侧面还焊接有转向蜗轮；所述驱动工作架一侧面栓接有调节电机，调节电机的输出轴一端焊接有转向蜗杆，且转向蜗杆与转向蜗轮啮合；其中调节电机在工作时利用转向蜗杆带动转向蜗轮旋转，进而使调节轴管带动工作电机偏转，而后利用万向节联轴器结构带动工作轴反向偏转，从而适应不同开槽的铣削角度。
6.优选地，所述工位调节架上表面开设有调节滑槽，所述从动块下表面旋转轴接有限位滑块，且限位滑块设置于调节滑槽内部，并与调节滑槽滑动卡合；所述工位调节架内部开设有轨道腔和传动腔，且轨道腔与传动腔相互连通；所述限位滑块一侧面焊接固定有导向杆，且导向杆一端延伸至轨道腔内部；所述传动腔内表面栓接有导向电机，导向电机的输出轴一端焊接有驱动轮；所述轨道腔与传动腔之间旋转轴接有传动轴，传动轴一端焊接有从动轮，且从动轮与驱动轮之间通过安装传动皮带联动；所述轨道腔内表面旋转卡合有从动齿套，传动轴周侧面焊接有传动齿轮；所述传动齿轮与从动齿套构成齿轮啮合联动结构；所述从动齿套嵌套于导向杆外部，且两者之间通过开设螺纹槽构成丝杠结构；结合上述结构，在实际工作时，导向电机运行过程中依次通过皮带轮传动结构、齿轮啮合结构和丝杠结构使导向杆推动限位滑块滑动，由于从动块与限位滑块之间为相互旋转的结构，再与万向节联轴器结构配合，当从动块与限位滑块一同滑动时，工作轴能够进行偏转。
7.优选地，所述驱动工作架相对两侧面均焊接有安装板，两所述安装板之间旋转轴接有鼓风轴；所述鼓风轴相对两端均鼓风盒，其中鼓风盒内置鼓风涡轮扇；所述鼓风轴周侧面焊接有从动蜗轮，且从动蜗轮与驱动蜗杆啮合；所述鼓风盒一侧面焊接连通有清屑排气管，所述清屑排气管通过与驱动工作架栓接而延伸至工件安装盘的上方，且排气口正对工件安装盘的外缘；结合前述结构，在铣削工作进行时，驱动蜗杆旋转带动从动蜗轮和鼓风轴旋转，进而带动鼓风盒中的鼓风涡轮扇将外部的空气吸入，并利用清屑排气管排出；在实际安装时，清屑排气管的排气口正对待加工叶轮端面齿，能够将铣削工作产生的废屑吹离工作台面。
8.优选地，所述夹持管周侧面开设有若干滑槽口，滑槽口内表面滑动卡合有夹持滑块；所述夹持滑块为梯形块结构，其斜面设置于夹持管的内部；所述夹持柱下端与夹持滑块相互配合；在安装固定待加工叶轮时，先将叶轮中心轴孔嵌套于夹持管的外部，通过下调夹持柱，利用夹持柱挤压夹持滑块使其抵紧叶轮中心轴孔内壁，便于固定安装待加工工件；其中传动连通管、调节轴管和调节缸的内部均填充有液压油；所述工件安装盘下表面外接步进电机，且电动液压缸、工作电机、步进电机、导向电机和调节电机均电性连接；而为了实现设备工作的自动化，在驱动工作架中还设置有微控制器，且电动液压缸、工作电机、步进电机、导向电机和调节电机均与其电性连接并受其控制。
9.本发明具有以下有益效果：本发明通过设置驱动工作架、工位调节架和工件安装盘，分别从驱动机构、调节机构和夹持机构三个角度对铣削工装进行设计；其中工位调节架与驱动工作架之间能够实现自由旋转和伸缩，在实际工作时可以适应不同尺寸的叶轮加工工作；同时驱动工作架设置的夹持柱能够直接作用在工件安装盘的夹持管内，在安装待加工工件时能够对工件进行高效夹持；另外，通过设置万向节联轴器结构，分别利用工作电极、调节电机和导向电机对工
作轴和铣刀刀头进行三维调节，从而实现不同角度的铣削工作。
10.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。
12.图1为本发明的一种叶轮端面齿铣削加工的通用工装的组装结构图；图2为图1中a部分的局部展示图；图3为本发明的一种叶轮端面齿铣削加工的通用工装的俯视图；图4为图3中剖面b-b 的结构示意图；图5为图4中c部分的局部展示图；图6为图4中剖面d-d的结构示意图；图7为图6中f部分的局部展示图；图8为图4中剖面e-e的结构示意图。
13.附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、驱动工作架；2、工位调节架；3、工件安装盘；4、夹持管；5、夹持柱；6、调节轴管；7、工位调节轴；8、安装块；9、工作电机；10、驱动蜗杆；11、驱动叉；12、从动块；13、工作轴；14、从动叉；15、十字连轴；16、转向节；17、调节缸；18、传动连通管；19、转向蜗轮；20、调节电机；21、转向蜗杆；22、调节滑槽；23、限位滑块；24、轨道腔；25、传动腔；26、导向杆；27、导向电机；28、驱动轮；29、传动轴；30、从动轮；31、从动齿套；32、传动齿轮；33、安装板；34、鼓风轴；35、鼓风盒；36、从动蜗轮；37、清屑排气管；38、滑槽口；39、夹持滑块。
具体实施方式
14.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。
15.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
16.请参阅图1-图8所示，本发明为一种叶轮端面齿铣削加工的通用工装，包括驱动工作架1、工位调节架2和工件安装盘3，其中工件安装盘3用于安装固定待铣削加工的叶轮；工件安装盘3上表面焊接有夹持管4，驱动工作架1一端下表面焊接有夹持柱5，且夹持柱5下端延伸至夹持管4内部，并与夹持管4旋转配合，当夹持柱5插入夹持管4内部时，能够辅助固定待加工工件；驱动工作架1的另一端下表面轴承连接有调节轴管6，工位调节架2一端上表面焊接有工位调节轴7，且工位调节轴7上端滑动延伸至调节轴管6的内部；工位调节轴7与调节轴管6旋转配合，且两者构成液压缸结构，即实现工位调节架2与驱动工作架1整体结构间
的相互滑动配合；调节轴管6周侧面栓接固定有安装块8，安装块8一侧面栓接有工作电机9；工作电机9的输出轴一端焊接有驱动蜗杆10，驱动蜗杆10一端焊接有驱动叉11；驱动工作架1与工位调节架2之间设置有从动块12，从动块12内部轴承连接有工作轴13；工作轴13相对两端均贯穿从动块12，且其中一端焊接有从动叉14；从动叉14与驱动叉11结构相同，且两者之间安装有十字连轴15，十字连轴15的轴端分别与驱动叉11和从动叉14旋转轴接，且驱动叉11、从动叉14和十字连轴15三者共同构成万向节联轴器结构；其中，工作轴13的另一端安装有铣刀刀头，在实际工作时，能够实现工作电机9在固定状态下调节铣刀刀头的偏角，从而适应不同角度或弧面的开槽工作；驱动工作架1下表面焊接有转向节16，其中转向节16为万向节结构，其下端焊接有调节缸17，调节缸17的输出轴下端与从动块12焊接固定；调节缸17为液压缸结构，且调节缸17与调节轴管6之间焊接连通有传动连通管18；传动连通管18为三通管结构，其进液端延伸连通至驱动工作架1的外部；传动连通管18的进液端外接电动液压缸，即在外接的电动液压缸的工作带动下，调节缸17带动从动块12上下滑动的动作与工位调节轴7带动工位调节架2上下滑动的动作同步进行，确保铣刀刀头与工位调节架2位置同步，避免损伤设备。
17.优选地，调节轴管6的周侧面还焊接有转向蜗轮19；驱动工作架1一侧面栓接有调节电机20，调节电机20的输出轴一端焊接有转向蜗杆21，且转向蜗杆21与转向蜗轮19啮合；其中调节电机20在工作时利用转向蜗杆21带动转向蜗轮19旋转，进而使调节轴管6带动工作电机9偏转，而后利用万向节联轴器结构带动工作轴13反向偏转，从而适应不同开槽的铣削角度。
18.优选地，工位调节架2上表面开设有调节滑槽22，从动块12下表面旋转轴接有限位滑块23，且限位滑块23设置于调节滑槽22内部，并与调节滑槽22滑动卡合；工位调节架2内部开设有轨道腔24和传动腔25，且轨道腔24与传动腔25相互连通；限位滑块23一侧面焊接固定有导向杆26，且导向杆26一端延伸至轨道腔24内部；传动腔25内表面栓接有导向电机27，导向电机27的输出轴一端焊接有驱动轮28；轨道腔24与传动腔25之间旋转轴接有传动轴29，传动轴29一端焊接有从动轮30，且从动轮30与驱动轮28之间通过安装传动皮带联动；轨道腔24内表面旋转卡合有从动齿套31，传动轴29周侧面焊接有传动齿轮32；传动齿轮32与从动齿套31构成齿轮啮合联动结构；从动齿套31嵌套于导向杆26外部，且两者之间通过开设螺纹槽构成丝杠结构；结合上述结构，在实际工作时，导向电机27运行过程中依次通过皮带轮传动结构、齿轮啮合结构和丝杠结构使导向杆26推动限位滑块23滑动，由于从动块12与限位滑块23之间为相互旋转的结构，再与万向节联轴器结构配合，当从动块12与限位滑块23一同滑动时，工作轴13能够进行偏转。
19.优选地，驱动工作架1相对两侧面均焊接有安装板33，两安装板33之间旋转轴接有鼓风轴34；鼓风轴34相对两端均鼓风盒35，其中鼓风盒35内置鼓风涡轮扇；鼓风轴34周侧面焊接有从动蜗轮36，且从动蜗轮36与驱动蜗杆10啮合；鼓风盒35一侧面焊接连通有清屑排气管37，清屑排气管37通过与驱动工作架1栓接而延伸至工件安装盘3的上方，且排气口正对工件安装盘3的外缘；结合前述结构，在铣削工作进行时，驱动蜗杆10旋转带动从动蜗轮36和鼓风轴34
旋转，进而带动鼓风盒35中的鼓风涡轮扇将外部的空气吸入，并利用清屑排气管37排出；在实际安装时，清屑排气管37的排气口正对待加工叶轮端面齿，能够将铣削工作产生的废屑吹离工作台面。
20.优选地，夹持管4周侧面开设有若干滑槽口38，滑槽口38内表面滑动卡合有夹持滑块39；夹持滑块39为梯形块结构，其斜面设置于夹持管4的内部；夹持柱5下端与夹持滑块39相互配合；在安装固定待加工叶轮时，先将叶轮中心轴孔嵌套于夹持管4的外部，通过下调夹持柱5，利用夹持柱5挤压夹持滑块39使其抵紧叶轮中心轴孔内壁，便于固定安装待加工工件；其中传动连通管18、调节轴管6和调节缸17的内部均填充有液压油；工件安装盘3下表面外接步进电机，且电动液压缸、工作电机9、步进电机、导向电机27和调节电机20均电性连接；而为了实现设备工作的自动化，在驱动工作架1中还设置有微控制器，且电动液压缸、工作电机9、步进电机、导向电机27和调节电机20均与其电性连接并受其控制。
21.一种叶轮端面齿铣削加工的通用工装的实际工作流程及部分工作原理：在工作前，先将待加工叶轮固定安装在工件安装盘3表面，具体的安装步骤为，将叶轮中心轴孔嵌套于夹持管4的外侧，而后启动电动液压缸，利用驱动工作架1下压夹持柱5，再利用夹持柱5下压夹持滑块39使其向外滑动，支撑夹持叶轮，实现固定效果；安装完毕后，根据待加工叶轮的实际结构特征，通过控制工作电机9、步进电机、导向电机27和调节电机20对叶轮端面齿进行铣削加工工作；其中调节电机20控制转向蜗轮19旋转，调节工作电机9的轴偏角，利用万向节联轴器结构使工作轴13反向偏转，从而适应不同角度的开槽工作；导向电机27控制导向杆26推动从动块12滑动，调节铣刀刀头的铣削深度；工作电机9控制工作轴13和铣刀刀头的旋转，同时利用驱动蜗杆10带动鼓风轴34旋转，利用鼓风盒35中的鼓风涡轮扇将外部空气增压排放至铣削工位，使铣削工位保持清洁；步进电机用于控制调节工件安装盘3旋转，以调节不同的端面齿工位。
22.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
23.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。