阅读说明：本技术 复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机 (Die closing seam cutting and grinding integrated machine for composite material blade ) 是由 麦克威克曼 牛龙凯 陈娜 周洋洋 顾智靖 于 2021-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机,涉及复合材料叶片加工设备领域。该复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机,包括主机架,所述主机架的内端开设有第一活动腔和第二活动腔,两个活动腔内部结构相同且镜像设置,所述第一活动腔的内部两侧均固定设置有第一直线导轨,且所述第一直线导轨的上侧设置有第一丝杠,两根所述第一丝杠的杆身上滑动设置有钢质框架,且钢质框架的底端配合滑动在第一直线导轨上,所述钢质框架的上端设置有切割单元和研磨单元。通过本发明中的切割单元可以快速将复合材料叶片合模缝粘接面多余材料切除,然后通过研磨单元对粘接面进行精确加工,保证加工长度的同时保证加工面的曲面与模具曲面保持高度一致。(The invention provides a die assembly seam cutting and grinding integrated machine for a composite material blade, and relates to the field of composite material blade processing equipment. This compound die seam cutting and grinding all-in-one of combined die blade, including the main frame, first activity chamber and second activity chamber have been seted up to the inner of main frame, and two activity intracavity inner structures are the same and the mirror image setting, the inside both sides in first activity chamber are all fixed and are provided with first linear guide rail, just the upside of first linear guide rail is provided with first lead screw, two it is provided with the steel frame to slide on the pole body of first lead screw, and the bottom cooperation of steel frame slides on first linear guide rail, the upper end of steel frame is provided with cutting unit and grinding unit. The cutting unit can rapidly cut off redundant materials on the bonding surface of the composite material blade die closing seam, and then the grinding unit can precisely process the bonding surface, so that the processing length is ensured, and the height of the curved surface of the processing surface is ensured to be consistent with that of the curved surface of the die.)

复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机

技术领域

本发明涉及复合材料叶片加工设备技术领域，具体为复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机。

背景技术

复合材料叶片由2个半边组成。其中一半被称为PS面,另一个被称为SS面。每一半都有一个前缘的边和一条后缘的边。在制做过程中,两半分别在模具中生产,后续它们将被粘在一起。要将PS面和SS面粘合在一起,需要沿着前缘和后缘的边缘对齐粘合。两半粘合在一起的接缝区域被称为合模缝。

在PS面与SS面的生产过程中，为了方便生产，在合模缝区域会有许多多余的材料产生，为了确保在吸力和压力侧之间有良好的接合,必须将多余的材料移除。转子叶片的1-3m是最重要的区域，而且该区域是转子叶片最后的部分，我们需要精准定位粘接面，保证合模缝的准确。

以往，复合叶片的加工是用手角磨床做的。复合材料的玻璃纤维粉尘作为风电叶片加工行业的主要污染源，是制约企业职业健康发展的重要因素。另外，叶片1-3m区域合模缝需要切除的材料厚度基本在100mm以上，人工手持角磨机切除多余材料，会伴随较高的机械伤害风险。

现有专利(公开号为CN209365168U)的专利公开了一种复合材料叶片的合模缝切割设备，包括钢制底座框架和切割单元，所述钢制底座框架底部的两侧均固定安装有直线滑轨一，所述切割单元包括切割单元框架和切割机构，所述切割单元框架两端的底部均固定安装有滑块一，所述切割单元框架的两端通过滑块一分别安装在钢制底座框架两侧的直线滑轨一上，所述钢制底座框架底部两侧的边角处上通过螺栓安装有齿轮电机一，滚珠丝杠一包括滚珠丝杠螺母一和滚珠丝杠螺杆一，所述滚珠丝杠一的数量为2个，两个所述滚珠丝杠螺母一分别固定安装在切割单元框架的两端，该复合材料叶片的合模缝切割设备设计合理，使用方便，切割面非常平整和光滑。

然而该装置使用只能进行切割操作，功能比较单一，无法对复合材料叶片进行研磨，同时该装置中设置的两个切割单元同步工作，无法单独对不同的复合材料叶片进行切割研磨，为此需要设计复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机，解决了现有装置只能进行切割操作，功能比较单一，无法对复合材料叶片进行研磨，同时无法对复合材料叶片进行单独切割研磨的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机，包括主机架，所述主机架的内端开设有第一活动腔和第二活动腔，两个活动腔内部结构相同且镜像设置，所述第一活动腔的内部两侧均固定设置有第一直线导轨，且所述第一直线导轨的上侧设置有第一丝杠，两根所述第一丝杠的杆身上滑动设置有钢质框架，且钢质框架的底端配合滑动在第一直线导轨上，所述钢质框架的上端设置有切割单元和研磨单元；

所述研磨单元包括固定板、第三电机、第三丝杠、活动板、吸尘罩、研磨头，所述固定板设置在钢质框架内部一侧，所述吸尘罩固定连接在固定板的底端，所述活动板设置在吸尘罩的上端，且位于固定板的内侧，所述第三电机固定设置在固定板的上端，所述第三丝杠竖直设置在固定板内侧，且第三丝杠的上端与第三电机输出轴啮合，所述活动板的后侧固定连接有滑块，且滑块与第三丝杠配合滑动，所述活动板的前端两侧均固定设置有侧板，所述研磨头转动连接在两块侧板底部之间，其中一端贯穿侧板且套设有第一带轮。

优选的，所述第一直线导轨的一端上侧设置有第一电机，所述第一丝杠的一端与第一电机输出轴啮合连接。

优选的，所述钢质框架的上端靠近中部处固定设置有第二电机，所述固定板后侧的钢质框架上固定设置有第二丝杠，所述第二丝杠的一端与第二电机输出轴啮合连接，所述固定板的后壁上固定连接有固定扣，且所述固定扣配合滑动在第二丝杠上。

优选的，所述固定板的前壁两侧均固定设置有限位板，且限位板的底端固定连接在吸尘罩上。

优选的，所述钢质框架的底端固定设置有第二直线导轨，所述吸尘罩的上端在第二直线导轨上配合滑动。

优选的，所述安装板靠近活动板的侧壁上固定设置有滑轨，所述活动板的后侧与滑轨配合滑动。

优选的，靠近所述第一带轮处的侧板的上端固定连接有安装板，所述安装板的上端靠外侧固定连接有安装罩，所述安装罩的另一端固定连接有第四电机，所述第四电机的输出轴上固定套设有第二带轮，所述第二带轮和第一带轮之间通过皮带传动连接。

优选的，所述主机架的底端固定设置有四根支撑腿。

工作原理：在待切割研磨的工件模具上设置与本装置中四个支撑腿对应的孔，工作时，将这个主机架通过支撑腿卡在工件模具上，然后开始工作，主机架两侧的结构相同且镜像，能够单独分开控制；

操作时，启动两个第一电机，可以带动第一丝杠转动，然后带动钢质框架在第一直线导轨上沿Z轴方向移动，钢质框架上的切割单元结构以及控制和背景技术中提到的对比例(CN209365168U)相同，故不多做叙述；

研磨单元工作时，启动第二电机带动第二丝杠转动，然后带动固定板和其底端连接的吸尘罩沿着钢质框架底部的第二直线导轨沿着X轴移动，第三电机工作时带动第三丝杠转动，然后带动活动板沿着Y轴方向移动，通过三个电机的控制，可以直接控制研磨单元快速移动到研磨工位，第四电机工作时带动第二带轮转动，第二带轮通过皮带带动第一带轮转动，然后带动研磨头转动。

(三)有益效果

本发明提供了复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机。具备以下有益效果：

1、本发明设计的一体机中设置有切割单元和研磨单元，切割单元可以快速将合模缝粘接面多余材料切除,然后通过研磨单元对粘接面进行精确加工，保证加工长度的同时保证加工面的曲面与模具曲面保持高度一致，在保证加工效率的同时，提高了加工范围以及加工精度。

2、本发明中设计的切割单元和研磨单元可以通过多个电机、丝杠和导轨的配合下，在X、Y、Z三个方向进行快速移动，以实现快速定位、调整的优点，在连通控制器的情况下可以实现半自动或全自动切割研磨。

3、本发明中设计的切割、研磨单元中还设置有吸尘罩，吸尘罩在连通吸尘泵的情况下，可以在切割研磨的同时，将产生的灰屑吸入收集起来，保证工作环境的安全卫生。

附图说明

图1为本发明整体结构的轴测图；

图2为本发明中的切割单元和研磨单元的俯视图；

图3为本发明中的切割单元和研磨单元的后视图；

图4为本发明中的研磨单元和钢质框架结构的轴测图；

图5为本发明中的研磨单元的仰视图；

图6为本发明中的研磨单元的正视图；

图7为图1中A处的放大图。

其中，1、主机架；2、第一活动腔；3、第二活动腔；4、支撑腿；5、第一直线导轨；6、第一丝杠；7、第一电机；8、钢质框架；9、切割单元；10、研磨单元；11、第二电机；12、第二丝杠；13、固定板；14、第三电机；15、第三丝杠；16、活动板；17、吸尘罩；18、侧板；19、研磨头；20、第一带轮；21、安装板；22、安装罩；23、第四电机；24、第二带轮；25、滑轨；26、第二直线导轨；27、限位板；28、固定扣；29、滑块。

具体实施方式

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-7所示，本发明实施例提供复合材料叶片的合模缝切割研磨一体机，包括主机架1，主机架1的底端固定设置有四根支撑腿4，支撑腿4带销钉，固定焊接在主机架1上，在复合材料叶片的模具上设置有与四根支撑腿4匹配的槽位，工作时，将主机架1放到模具上端，通过支撑腿4卡接固定在模具上，方便保持后续操作稳定，主机架1的内端开设有第一活动腔2和第二活动腔3，两个活动腔内部结构相同且镜像设置，第一活动腔2的内部两侧均固定设置有第一直线导轨5，且第一直线导轨5的上侧设置有第一丝杠6，第一丝杠6选用滚珠丝杠，本实施例中的所有丝杠均选用滚珠丝杠，第一直线导轨5的一端上侧设置有第一电机7，第一丝杠6的一端与第一电机7输出轴啮合连接，两根第一丝杠6的杆身上滑动设置有钢质框架8，且钢质框架8的底端配合滑动在第一直线导轨5上，钢质框架8的上端设置有切割单元9和研磨单元10，第一电机7工作带动第一丝杠6转动，然后带动其上端的钢质框架8沿着第一直线导轨5在Z轴方向进行移动。

切割单元9的结构参考背景技术中提到的对比例中的切割单元结构，包括一个钢制带角度的结构总成,用于支撑主轴轴承和主轴电机，在主轴末端安装的是切割锯片，切割锯片外端设置有吸尘罩结构。

研磨单元10包括固定板13、第三电机14、第三丝杠15、活动板16、吸尘罩17、研磨头19，固定板13设置在钢质框架8内部一侧，吸尘罩17固定连接在固定板13的底端，吸尘罩17上开孔，可以通过软管外接吸尘泵结构，在装置工作时吸尘，将切割研磨产生的灰屑收集起来，保证工作环境的安全干净，活动板16设置在吸尘罩17的上端，且位于固定板13的内侧，第三电机14固定设置在固定板13的上端，第三丝杠15竖直设置在固定板13内侧，且第三丝杠15的上端与第三电机14输出轴啮合，活动板16的后侧固定连接有滑块29，且滑块29与第三丝杠15配合滑动，安装板21靠近活动板16的侧壁上固定设置有滑轨25，活动板16的后侧与滑轨25配合滑动，保证活动板16上下活动时稳定性好，固定板13的前壁两侧均固定设置有限位板27，且限位板27的底端固定连接在吸尘罩17上，限位板27同样可以限制活动板16的活动范围，防止其移动偏移。

活动板16的前端两侧均固定设置有侧板18，研磨头19转动连接在两块侧板18底部之间，其中一端贯穿侧板18且套设有第一带轮20，靠近第一带轮20处的侧板18的上端固定连接有安装板21，安装板21的上端靠外侧固定连接有安装罩22，安装罩22的另一端固定连接有第四电机23，第四电机23的输出轴上固定套设有第二带轮24，第二带轮24和第一带轮20之间通过皮带传动连接，第四电机23工作时通过第二带轮24带动第一带轮20转动，然后带动研磨头19转动。

钢质框架8的上端靠近中部处固定设置有第二电机11，固定板13后侧的钢质框架8上固定设置有第二丝杠12，第二丝杠12的一端与第二电机11输出轴啮合连接，固定板13的后壁上固定连接有固定扣28，且固定扣28配合滑动在第二丝杠12上，钢质框架8的底端固定设置有第二直线导轨26，吸尘罩17的上端在第二直线导轨26上配合滑动，第二电机11工作时带动第二丝杠12转动，然后带动固定板13及其底端的吸尘罩17沿着第二直线导轨26移动。

同时本实施例中的线性导轨和主轴组成的线性驱动机构也可由皮带传动或齿形螺杆代替。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。