双主轴八坐标联动整体叶盘加工机床

1.本发明涉及整体叶盘加工技术领域，具体为一种整体叶盘对称双主轴同步铣削加工专用机床。


背景技术：

2.随着航空发动机设计与制造技术的发展，航空发动机整体叶盘的应用越来越多，整体叶盘的加工方式也由传统的普通数控机床加工向专业化智能化方向发展。目前，市场上的整体叶盘加工专用机床主要以liechti和starrag等国外机床品牌为主，且都是单主轴五坐标加工机床，不仅市场价格非常高，且提供的单主轴铣削加工整体叶盘存在成本高和效率低的问题，尤其是在大批量整体叶盘生产时，已经难以满足高效率低成本的市场需求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种能够在提高整体叶盘加工生产效率的基础上，保证叶盘加工质量，亦可显著降低加工成本的双主轴八坐标联动整体叶盘加工机床。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种双主轴八坐标联动整体叶盘加工机床，包括床身，在床身的机床z轴导轨上设有旋转工作台a，旋转工作台a上安装有支撑底座，支撑底座上设置有旋转工作台b，整体叶盘通过叶盘夹具安装在旋转工作台b上；在所述的机床z轴导轨上对应整体叶盘设有一对支撑框架，一对机床主轴通过机床x和y轴向运动装置安装在所述的支撑框架上，一对机床主轴的轴线均与所述机床z轴导轨的轴线平行，在一对机床主轴的端部安装有用于在所述整体叶盘相对两侧进行加工的加工刀具；
5.还包括数控装置，所述的机床与数控装置电连接，所述的数控装置用于输入控制数控程序并分别控制所述旋转工作台a和旋转工作台b的旋转运动、所述一对支撑框架的机床y轴向运动、所述机床主轴的机床x和y的轴向运动，实现整体叶盘的机床双侧主轴同步对称铣削加工。
6.进一步的，在所述一对支撑框架上均设有机床x和y轴向运动装置，且结构相同；所述的机床x和y轴向运动装置包括：
7.用于带动所述机床主轴沿机床x轴运动加工的主轴导轨框架，在所述的支撑框架上设有的机床x轴导轨，在主轴导轨框架上对应机床x轴导轨设有第一滑槽，主轴导轨框架通过机床x轴导轨和第一滑槽配合滑动设置在支撑框架上，还包括用于驱动所述主轴导轨框架在机床x轴导轨滑动的第一滚珠丝杠，第一滚珠丝杠平行设置在所述机床x轴导轨之间的支撑框架上，第一滚珠丝杠由伺服电机驱动，实现了所述机床主轴在机床x轴向的加工运动；
8.还包括用于带动机床主轴沿机床y轴运动加工的主轴基座，在所述的主轴导轨框架上设有机床y轴导轨，在主轴基座上对应机床y轴导轨设有第二滑槽，所述主轴基座通过机床y轴导轨和第二滑槽配合滑动设置在支撑框架上，还包括用于驱动所述主轴基座在机
床y轴导轨滑动的第二滚珠丝杠，第二滚珠丝杠平行设置在所述机床y轴导轨之间的主轴导轨框架上，第二滚珠丝杠由伺服电机驱动，实现了所述机床主轴在机床y轴向的加工运动；
9.所述的伺服电机均与所述的数控装置连接，所述的数控装置用于输入数控程序并分别控制所述的伺服电机，从而实现所述机床主轴的机床x、y轴方向的加工运动。
10.进一步的，所述的一对支撑框架结构相同，且支撑框架是通过第三滑槽配合设置在所述机床z轴导轨上；
11.还包括用于驱动所述一对支撑框架在机床z轴导轨滑动的第三滚珠丝杠，第三滚珠丝杠与机床z轴导轨平行设置在床身上，第三滚珠丝杠由伺服电机设驱动，实现了所述机床主轴在机床z轴向的加工运动。
12.进一步的，所述的支撑底座的一端安装在所述的旋转工作台a上，所述的旋转工作台b安装在所述支撑底座的另一端上，且旋转工作台b与所述的整体叶盘同轴设置，并与所述旋转工作台a的轴线相垂直设置。
13.进一步的，所述的支撑底座垂直安装在旋转工作台a的工作面上，所述支撑底座的一端安装在旋转工作台a上，且支撑底座的轴线距离所述旋转工作台a边缘0-50mm。
14.进一步的，所述的整体叶盘叶片绕着整体叶盘的回转中心轴线等角度分布，在所述数控装置输入整体叶盘单个叶片或通道的数控加工程序，数控装置即可计算旋转给定角度后的另一侧数控加工程序，实现对所述整体叶盘的双侧同步对称铣削加工。
15.进一步的，所述机床用于加工整体叶盘上对称位置或近似对称位置的两个叶片或通道；所述整体叶盘为偶数个叶片，两主轴的运动相差180
°
，为对称位置；或所述的整体叶盘为奇数个叶片，两主轴的运动相差接近180
°
，为近似对称位置。
16.本发明的有益效果是：本发明提供的双主轴八坐标联动整体叶盘加工机床，利用各向进给机构为主轴提供的沿x，y和z三个直线坐标轴方向的运动，两个旋转工作台组合，实现整体叶盘零件绕至少两个直线坐标轴的旋转运动，可满足双侧主轴同步对称铣削加工整体叶盘。
17.同时，基于单侧主轴加工实现五坐标联动加工，通过共用两个旋转轴坐标，配合对面侧的三轴运动，从而实现双侧主轴同步加工的八坐标联动加工，尤其是用于整体叶盘的精加工阶段，针对偶数个叶片及奇数个叶片的整体叶盘结构，可通过单个叶片或通道的数控加工程序的旋转操作均可得到对称(或近似对称)叶片或通道的加工程序，从而实现双主轴对称(或近似对称)同步铣削加工。本发明不仅可以用于粗加工，而且特别适用于精加工。大大提高了整体叶盘生产加工效率，加工效率提升95％以上，显著提高经济效益。
附图说明
18.图1为本发明的等轴侧视结构示意图；
19.图2为本发明的右视结构示意图；
20.图3为本发明的主视结构示意图。
21.图中：1-床身；11-机床z轴导轨；12-支撑框架；13-第三滑槽；14-第三滚珠丝杠；2-旋转工作台a；3-支撑底座盘；4-旋转工作台b；5-整体叶盘；6-机床主轴；7-加工刀具；8-数控装置；91-主轴导轨框架；92-机床x轴导轨；93-第一滑槽；94-第一滚珠丝杠；95-主轴基座；96-机床y轴导轨；97-第二滑槽；98-第二滚珠丝杠。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
23.为了实现上述目的，本发明提供一下具体实施方式：
24.实施例1：如图1-3所示，一种双主轴八坐标联动整体叶盘加工机床，包括床身1，在床身1的机床z轴导轨11上设有旋转工作台a，旋转工作台a上安装有支撑底座3，支撑底座3上设置有旋转工作台b，整体叶盘5通过叶盘夹具安装在旋转工作台b上；在机床z轴导轨11上对应整体叶盘5设有一对支撑框架12，一对机床主轴6通过机床x和y轴向运动装置安装在支撑框架12上，一对机床主轴6的轴线均与机床z轴导轨12的轴线平行，在一对机床主轴6的端部设有用于在整体叶盘5相对两侧进行加工的加工刀具7；
25.还包括数控装置8，机床1与数控装置8电连接，数控装置8用于输入控制数控程序并分别控制旋转工作台a和旋转工作台b的旋转运动、一对支撑框架12的机床y轴向运动、机床主轴6的机床x和y的轴向运动，实现整体叶盘5的机床双侧主轴同步对称铣削加工。
26.在一对支撑框架12上均设有机床x和y轴向运动装置，且结构相同；机床x和y轴向运动装置包括：
27.用于带动机床主轴6沿机床x轴运动加工的主轴导轨框架91，在支撑框架12上设有一对机床x轴导轨92，在主轴导轨框架91上对应机床x轴导轨92设有一对第一滑槽93，主轴导轨框架91通过机床x轴导轨92和第一滑槽93配合滑动设置在支撑框架12上，还包括用于驱动主轴导轨框架91在机床x轴导轨92滑动的第一滚珠丝杠93，第一滚珠丝杠94平行设置在一对机床x轴导轨92之间的支撑框架12上，第一滚珠丝杠94由伺服电机驱动，实现了机床主轴6在机床x轴向的加工运动；
28.还包括用于带动机床主轴6沿机床y轴运动加工的主轴基座95，在主轴导轨框架91上设有一对机床y轴导轨96，在主轴基座95上对应机床y轴导轨96设有一对第二滑槽97，主轴基座94通过机床y轴导轨96和第二滑槽97配合滑动设置在支撑框架12上，还包括用于驱动主轴基座95在机床y轴导轨96滑动的第二滚珠丝杠98，第二滚珠丝杠98平行设置在一对机床y轴导轨96之间的主轴导轨框架91上，第二滚珠丝杠98由伺服电机驱动，实现了机床主轴6在机床y轴向的加工运动；
29.伺服电机均与数控装置8连接，数控装置8用于输入数控程序并分别控制伺服电机，从而实现机床主轴6的机床x、y轴方向的加工运动。
30.一对支撑框架12结构相同，且支撑框架12是通过第三滑槽13配合安装在机床z轴导轨11上；
31.还包括用于驱动一对支撑框架12在机床z轴导轨11滑动的第三滚珠丝杠14，第三滚珠丝杠14与一对机床z轴导轨11平行设置在床身1上，第三滚珠丝杠14由伺服电机驱动，实现了机床主轴6在机床z轴向的加工运动。
32.支撑底座3的一端安装在旋转工作台a上，旋转工作台b安装在支撑底座3的另一端上，且旋转工作台b与整体叶盘5同轴设置，并与旋转工作台a的轴线相垂直设置。
33.所述的支撑底座3垂直安装在旋转工作台a的工作面上，所述支撑底座3的一端安装在旋转工作台a上，且支撑底座3的轴线距离所述旋转工作台a边缘0-50mm。
34.整体叶盘5的叶片绕着整体叶盘5的回转中心轴线等角度分布，在数控装置8输入
整体叶盘单个叶片或通道的数控加工程序，数控装置8即可计算旋转给定角度后的另一侧数控加工程序，实现对整体叶盘5的双侧同步对称铣削加工。
35.机床用于加工整体叶盘5上对称位置或近似对称位置的两个叶片或通道；整体叶盘5为偶数个叶片，两主轴的运动相差180
°
，为对称位置；或整体叶盘5为奇数个叶片，两主轴的运动相差接近180
°
，为近似对称位置。
36.本发明提供了一种整体叶盘对称双主轴同步铣削精加工机床，如图1所示，将整体叶盘5通过叶盘夹具4固定在床身1上，机床主轴6通过机床z轴导轨(11)和机床x和y轴向运动装置实现了一对机床主轴6在机床x、y、z轴向上及整体叶盘5相对两侧的自由运动，两个旋转工作台分别为旋转工作台a和旋转工作台b，两者组合，实现了整体叶盘5零件绕旋转工作台a和旋转工作台b的两个直线坐标轴的旋转运动，数控装置8控制数控加工程序实现所述机床八坐标的联动运动，进而实现整体叶盘5的机床双侧主轴同步对称铣削加工。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。