一種用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備，包括支撐座、X軸移動機構、Y軸移動機構、Z軸移動機構、主軸電機和刀具，X軸移動機構包括X軸龍門支架、X軸導軌、X軸伺服電機和X軸滾珠絲杠機構；Y軸移動機構包括Y軸支架、Y軸導軌、Y軸伺服電機和Y軸滾珠絲杠機構；Z軸移動機構包括Z軸支架、Z軸導軌、Z軸伺服電機和Z軸滾珠絲杠機構；主軸電機安裝在所述Z軸支架上，所述刀具通過所述主軸電機驅動旋轉，并且所述刀具內設置有冷卻風通道，以用于在切削加工時冷卻刀具。本實用新型可以使得藥柱整形時的危險因素可檢測、可控制，使得生產比較安全，也提高了整形的精度和生產效率，降低了人工成本。
【專利說明】
一種用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備
技術領域
[0001 ]本實用新型屬于數控裝備領域，更具體地，涉及一種數控裝備。
【背景技術】
[0002]固體火箭發動機的運用領域較廣，主要運用于航空、航天、導彈、火箭、大型飛機等領域，市場需求量較大。目前我國固體火箭發動機的大部分生產工序已經實現自動化，但大直徑的發動機推進劑藥柱的最后一道工序整形依舊靠人工完成，而人工整形效率低，精度不高，一旦產生過切整個產品直接報廢掉，推進劑藥柱的整形是在混合、澆注、硫化、脫模之后的一道工序，意味前面的工作都白費了，是資源的一種極大浪費。固體火箭發動機藥柱是易燃易爆的危險品，人工整形必然存在一些安全問題，國內外也曾發生過多起藥柱爆炸的嚴重安全事故。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備，從而實現了工人零暴露的情況下就可對推進劑藥柱進行整形。
[0004]為實現上述目的，按照本實用新型，提供了一種用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備，其特征在于，包括支撐座、X軸移動機構、Y軸移動機構、ζ軸移動機構、主軸電機和刀具，其中，
[0005]所述X軸移動機構包括X軸龍門支架、X軸導軌、X軸伺服電機和X軸滾珠絲杠機構，所述X軸龍門支架通過所述X軸導軌安裝在所述支撐座上，所述X軸伺服電機通過所述X軸滾珠絲杠機構驅動所述X軸龍門支架移動；
[0006]所述Y軸移動機構包括Y軸支架、Y軸導軌、Y軸伺服電機和Y軸滾珠絲杠機構，所述Y軸支架通過所述Y軸導軌安裝在所述X軸龍門支架上，所述Y軸伺服電機通過所述Y軸滾珠絲杠機構驅動所述Y軸支架移動；
[0007]所述Z軸移動機構包括Z軸支架、Z軸導軌、Z軸伺服電機和Z軸滾珠絲杠機構，所述Z軸支架通過所述Z軸導軌安裝在所述Y軸支架上，所述Z軸伺服電機通過所述Z軸滾珠絲杠機構驅動所述Z軸支架移動；
[0008]所述主軸電機安裝在所述Z軸支架上，所述刀具通過所述主軸電機驅動旋轉，并且所述刀具內設置有冷卻風通道，以用于在切削加工時冷卻刀具；
[0009]其中，所述X軸導軌、Y軸導軌和Z軸導軌分別平行于X軸、Y軸和Z軸設置，且所述X軸、Y軸和Z軸設置共同構成笛卡爾坐標系。
[0010]優選地，所述支撐座的底端面固定連接有過渡工裝，所述過渡工裝上設置有通孔，以便所述過渡工裝安裝到火箭發動機上。
[0011 ] 優選地，所述過渡工裝包括上法蘭盤、中間支撐盤和下法蘭盤，所述上法蘭盤和下法蘭盤上均設置所述通孔。
[0012]優選地，所述刀具采用鈹青銅制成。
[0013]總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果:
[0014]本實用新型的刀具可沿X、Y、Z三軸運動，三軸聯動配合主軸電機的自轉運動就可切削出復雜形狀及幾何尺寸的推進劑內型腔，三軸通過伺服電機來驅動并實現高精度的定位，并使用采用空冷的方式對刀頭進行持續的冷卻降溫，使得藥柱整形時的危險因素可檢測、可控制，使得生產比較安全，也提高了整形的精度和生產效率，降低了人工成本。
【附圖說明】
[0015]圖1、圖2分別為本發明不同視角下的結構示意圖；
[0016]圖3為本發明加工藥柱時的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0018]參照圖1?圖3，一種用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備，支撐座22、Χ軸移動機構、Y軸移動機構、Z軸移動機構、主軸電機7和刀具23，其中，
[0019]所述X軸移動機構包括X軸龍門支架19、Χ軸導軌10、Χ軸伺服電機5和X軸滾珠絲杠機構，所述X軸龍門支架19通過所述X軸導軌10安裝在所述支撐座22上，所述X軸伺服電機5通過所述X軸滾珠絲杠機構驅動所述X軸龍門支架19移動；
[0020]所述Y軸移動機構包括Y軸支架20、Υ軸導軌16、Υ軸伺服電機8和Y軸滾珠絲杠機構15，所述Y軸支架20通過所述Y軸導軌16安裝在所述X軸龍門支架19上，所述Y軸伺服電機8通過所述Y軸滾珠絲杠機構15驅動所述Y軸支架20移動；
[0021]所述Z軸移動機構包括Z軸支架21、Ζ軸導軌11、Ζ軸伺服電機6和Z軸滾珠絲杠機構12，所述Z軸支架21通過所述Z軸導軌11安裝在所述Y軸支架20上，所述Z軸伺服電機6通過所述Z軸滾珠絲杠機構12驅動所述Z軸支架21移動；
[0022]所述主軸電機7安裝在所述Z軸支架21上，所述刀具23通過所述主軸電機7驅動旋轉，并且所述刀具23內設置有冷卻風通道，以用于在切削加工時冷卻刀具23;
[0023]其中，所述X軸導軌10、Υ軸導軌16和Z軸導軌11分別平行于X軸、Y軸和Z軸設置，且所述X軸、Y軸和Z軸設置共同構成笛卡爾坐標系。
[0024]進一步，所述支撐座22的底端面固定連接有過渡工裝14，所述過渡工裝14上設置有通孔，以便所述過渡工裝14安裝到火箭發動機上，所述過渡工裝14包括上法蘭盤、中間支撐盤和下法蘭盤，所述上法蘭盤和下法蘭盤上均設置所述通孔。過渡工裝14的下法蘭盤安裝在固體火箭發動機殼體17上上，過渡工裝14除了定位、支撐整形裝備的作用之外，還能通過更換過渡工裝14，以改變內徑，從而使整形裝備安裝在不同直徑尺寸的發動機殼體上。
[0025]本實用新型對藥柱18整形的基本過程是，主軸電機7帶動刀具23自轉切削推進劑藥柱18，而主軸電機7在空間的位置由Χ、Υ、Ζ三個軸控制，三軸聯動可切削出復雜形狀和幾何尺寸的藥柱18形腔，為避免刀具23碰到發動機殼體17產生火花可能引起的藥柱18爆炸危險，刀具23采用鈹青銅材質。刀具23采用中空結構，其內設置冷卻風通道，壓縮的冷卻空氣通過刀具23的刀桿對刀頭進行冷卻，避免刀頭與藥柱18接觸區域過熱而發生爆炸危險。
[0026]本實用新型的X軸運動單元是整個設備的最低端和承重端，X軸龍門支架19包括龍門立柱2和龍門加強板I，通過X軸滾珠絲杠機構的驅動，在X軸導軌10上運動，動力來源為X軸伺服電機5 4軸滾珠絲杠機構可以采用兩根，通過同步傳動箱4將動力同步傳遞至兩根X軸滾珠絲杠機構轉動，消除傳動誤差。另外，兩個X軸滾珠絲杠機構可以設置為反向轉動，故兩個X軸滾珠絲杠機構可以設置為螺紋旋向相反，兩根X軸滾珠絲杠機構分別為X軸正向滾珠絲杠機構3和X軸反向滾珠絲杠機構9，從而保證了兩根X軸滾珠絲杠機構的牽引力同向，X軸龍門立柱2受力均勻，運動平穩。
[0027]Z軸伺服電機6通過Z軸滾珠絲杠機構12驅動Z軸支架21和主軸電機7沿Z軸移動，定位和導向依靠Z軸導軌11，優選地，Z軸導軌11采用光桿，Z軸支架21和光桿之間設置直線軸承13，直線軸承13安裝在光桿上，直線軸承13可增大受力面減小傳動誤差。
[0028]本發明的X、Y、Z三軸聯動配合主軸的自轉運動就可切削出復雜形狀及幾何尺寸的推進劑內型腔，三軸通過伺服電機來驅動并實現高精度的定位，主軸電機7可以通過變頻器來驅動并控制其轉速，并使用采用空冷的方式對刀頭進行持續的冷卻降溫，切削過程中實時監測藥柱18的溫度及切削速度，當切削溫度過高時，發出聲光報警信號，降低切削速度，必要時緊急停車。
[0029]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備，其特征在于，包括支撐座、X軸移動機構、Y軸移動機構、Z軸移動機構、主軸電機和刀具，其中， 所述X軸移動機構包括X軸龍門支架、X軸導軌、X軸伺服電機和X軸滾珠絲杠機構，所述X軸龍門支架通過所述X軸導軌安裝在所述支撐座上，所述X軸伺服電機通過所述X軸滾珠絲杠機構驅動所述X軸龍門支架移動； 所述Y軸移動機構包括Y軸支架、Y軸導軌、Y軸伺服電機和Y軸滾珠絲杠機構，所述Y軸支架通過所述Y軸導軌安裝在所述X軸龍門支架上，所述Y軸伺服電機通過所述Y軸滾珠絲杠機構驅動所述Y軸支架移動； 所述Z軸移動機構包括Z軸支架、Z軸導軌、Z軸伺服電機和Z軸滾珠絲杠機構，所述Z軸支架通過所述Z軸導軌安裝在所述Y軸支架上，所述Z軸伺服電機通過所述Z軸滾珠絲杠機構驅動所述Z軸支架移動； 所述主軸電機安裝在所述Z軸支架上，所述刀具通過所述主軸電機驅動旋轉，并且所述刀具內設置有冷卻風通道，以用于在切削加工時冷卻刀具； 其中，所述X軸導軌、Y軸導軌和Z軸導軌分別平行于X軸、Y軸和Z軸設置，且所述X軸、Y軸和Z軸設置共同構成笛卡爾坐標系。2.根據權利要求1所述的用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備，其特征在于，所述支撐座的底端面固定連接有過渡工裝，所述過渡工裝上設置有通孔，以便所述過渡工裝安裝到火箭發動機上。3.根據權利要求2所述的用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備，其特征在于，所述過渡工裝包括上法蘭盤、中間支撐盤和下法蘭盤，所述上法蘭盤和下法蘭盤上均設置所述通孔。4.根據權利要求1所述的用于固體火箭發動機藥柱整形的數控裝備，其特征在于，所述刀具采用鈹青銅制成。
【文檔編號】B23Q11/10GK205414594SQ201620106311
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月2日
【發明人】李錫文, 沈寶君, 詹小斌, 熊若愚, 路然然, 魏佳, 李宗元
【申請人】華中科技大學