CN107520630A - 卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床及加工方法 - Google Patents

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CN107520630A CN201710770005.6A CN201710770005A CN107520630A CN 107520630 A CN107520630 A CN 107520630A CN 201710770005 A CN201710770005 A CN 201710770005A CN 107520630 A CN107520630 A CN 107520630A
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郭志伟
张胜文
李磊磊
王俊
朱鹏
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Abstract

本发明公开一种制造大型船用螺旋桨的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床及加工方法,旋转工作台正上方同轴连接垂直布置的螺旋桨,螺旋桨的侧旁设有U轴传动机构、C轴旋转机构和垂直布置的Z轴传动机构,Z轴传动机构下端同轴连接能带动Z轴传动机构旋转的C轴旋转机构,C轴旋转机构底部连接沿螺旋桨的直径方向水平布置的U轴传动机构,U轴传动机构能带动C轴旋转机构和Z轴传动机构沿着U轴传动机构的中心轴U轴来回移动,Z轴传动机构的上段连接水平布置的X轴传动机构和平衡机构,X轴传动机构内端同轴连接A/B直驱式双摆动力头;本发明在整体上极大地缩小了机床的空间布局,在零件一次装夹下完成螺旋桨的正反两面加工,提高了加工效率。

Description

卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床及加工方法
技术领域
本发明涉及制造螺旋桨的数控加工机床,属于机械加工设备领域,特别适用于外直径大于5m、最小叶片距离大于0.4m的大型船用螺旋桨的加工。
背景技术
船用螺旋桨是船舶必备的推进器部件, 其制造精度及表面质量将直接影响到推进系统的出力、效率、运行稳定性、机组寿命和制造成本。由于螺旋桨是复杂的自由曲面零件,其设计与制造难度较高。传统的螺旋桨加工方法是通过普通铣床初加工,加上大量的人工修磨来完成的,此方法费时费力,且精度难以保证。目前,对于大型整体式螺旋桨的加工基本上采用以下方法:先采用龙门式多轴联动数控铣床,将螺旋桨固定在立柱中间的工作台上,加工好上表面后将其翻转再加工另一面对工件进行铣削,然后再采用人工打磨的方法,对未加工曲面进行打磨和修整。
专门为大型船用螺旋桨加工定做的机床多为龙门式立式加工中心,此类立式加工中心的加工面积大,精度高,机床最大加工直径能达8.5米,最大承重能达160吨,定位精度达0.025毫米,但是加工中心本身的体积庞大,制造困难,而且其只能对螺旋桨的上表面进行加工,不能在一次装夹下完成螺旋桨的正反面加工。
因此,使用现有的方法加工螺旋桨,需要多次装夹才能完成整个螺旋桨的加工,另外,螺旋桨叶根部多是曲面形状,有重叠区,加工过程中机床、刀具与螺旋桨的干涉和碰撞问题一直无法完全解决。而直径较大的的螺旋桨翻转、装夹困难,耗时较多,加工过程中的再次装夹会对螺旋桨的加工精度造成不利影响。而立式加工中心庞大的体积和较大的机床行程(一般为螺旋桨直径的1.2~1.3倍)降低了机床的响应速度。因此,如何充分利用加工中心,设计新的机床结构,以缩小机床体积、提高加工效率和加工质量,是目前研究的重点和难点。
发明内容
本发明的目的是针对以上技术的不足,提出一种卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床及其加工方法,缩小了机床体积,能够在零件一次装夹下完成螺旋桨的正反两面加工,容易翻转直径较大的螺旋桨,装夹容易,耗时较少,提高了加工精度和效率。
本发明所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床采用的技术方案是:包括水平布置的基座圆台和同轴连接在基座圆台正上方的旋转工作台,旋转工作台正上方同轴连接垂直布置的螺旋桨,螺旋桨的侧旁设有U轴传动机构、C轴旋转机构和垂直布置的Z轴传动机构,Z轴传动机构下端同轴连接能带动Z轴传动机构旋转的C轴旋转机构,C轴旋转机构底部连接沿螺旋桨的直径方向水平布置的U轴传动机构,U轴传动机构能带动C轴旋转机构和Z轴传动机构沿着U轴传动机构的中心轴U轴来回移动,Z轴传动机构的上段连接水平布置的X轴传动机构和平衡机构,X轴传动机构在Z轴传动机构的内侧,平衡机构在Z轴传动机构的外侧,X轴传动机构外端和平衡机构相互连接,X轴传动机构内端同轴连接A/B直驱式双摆动力头。
本发明所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床的加工方法采用的技术方案是是包括以下步骤:
步骤1:U轴驱动电机工作,驱动工作台上的C轴旋转机构和Z轴传动机构沿U轴运动;两个C轴驱动电机工作,驱动两个内齿轮与轴承支撑件进行啮合,C轴旋转座旋转,带动Z轴传动机构旋转;Z轴驱动电机工作,驱动滑块运动;X轴直线电机工作,驱动悬臂移动,同时平衡直线电机工作,驱动平衡重物滑动,使X轴传动机构平稳;直接驱动A/B直驱式双摆动力头工作,对螺旋桨上表面进行加工;
步骤2:旋转工作台带动螺旋桨旋转,使未加工的桨叶处于待加工位置;循环重复步骤1,直至所有桨叶的上表面都被加工结束;
步骤3:重复步骤1-2,使X轴传动机构和A/B直驱式双摆动力头移动到桨叶的下方,对螺旋桨的下表面进行加工,直至所有桨叶的下表面都被加工结束。
本发明采用上述技术方案后显现出的技术效果是:
1、本发明充分利用了螺旋桨的叶片间隙,将机床的最大行程减少到不足原行程的一半,布局合理,在整体上极大地缩小了机床的空间布局,大大减小了机床的体积。机床C轴旋转机构极大地扩大了该机床的加工范围,使得在该机床在体积结构远小于现有龙门式机床的情况下仍能完整地加工螺旋桨的整个叶片,并且只需一次装夹,极大地的提高了加工的效率。
2、本发明既能满足螺旋桨加工的各个方面的要求,又能最大限度地缩小机床的体积。机床重量的极大减轻也为机床的高响应速度提供了可能,提高了机床的灵活性,该机床能够在零件一次装夹下完成螺旋桨正反两面加工,而且减少了机床材料的使用,节约了制造成本。在机床整体结构上,通过对加工范围的考虑,整体运用五轴联动的机床传动,通过对电主轴、力矩电机、直线电机等动力部件的使用,提高了机床的整体切削效率。
附图说明
为了能清楚地说明本发明的技术手段以及本发明的目的、特点和优点,以下通过附图和具体实施方式详细说明本发明的实施过程。
图1是本发明卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床的立体结构示意图;
图2是图1的俯视图;
图3是图1中U轴传动机构2的结构放大示意图;
图4是图1中C轴旋转机构3的结构放大示意图;
图5是图1中Z轴传动机构4的结构放大示意图;
图6是图1中X轴传动机构6的安装结构放大示意图;
图7是图1中平衡机构5的结构放大示意图。
图中:1.基座;2.U轴传动机构;2-1.U轴驱动电机;2-2.金属弹性联轴器;2-3.U轴滚珠丝杠;2-4.U轴直线导轨;2-5.U轴滑块; 2-6.U轴丝杠螺母座;2-7. U轴丝杠螺母; 2-8.工作台;2-9.机床U轴导轨基座;
3.C轴旋转机构;3-1.C轴驱动电机;3-2.内齿轮;3-3. C轴旋转座; 3-4.轴承支撑件;3-5.C轴底座;
4.Z轴传动机构;4-1.Z轴驱动电机;4-2.联轴器;4-3.Z轴滚珠丝杠;4-4.立柱;4-5.Z轴丝杠螺母座;4-6.Z轴丝杠螺母;4-7.滑块;4-8.Z轴直线导轨;
5.平衡机构;5-1.线圈;5-2.平衡块;5-3.平衡重物;5-4.永磁体;5-5.支撑台;5-6.滑块;5-7.直线导轨;5-8.线圈;
6.X轴传动机构;6-1.线圈;6-2.永磁体;6-3.线圈;6-4.X轴直线导轨;6-5.X轴直线导轨滑块;6-6.悬臂;
7.A/B直驱式双摆动力头;8.螺旋桨;9 .旋转工作台;10.基座圆台;11.支撑杆。
具体实施方式
如图1、图2所示,本发明卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床包括水平布置的旋转工作台9和基座圆台10,基座圆台10的底部固定在基座1的上表面上。旋转工作台9在基座圆台10的正上方,与基座圆台10同轴相连接,旋转工作台9能绕自身的中心轴旋转,旋转工作台9的外径小于基座圆台10的外径。螺旋桨8同轴固定在旋转工作台9的正上方,螺旋桨8的中心轴是上下方向垂直布置,且与旋转工作台9、基座圆台10的中心同轴。螺旋桨8的每个桨叶下方均通过一个支撑杆11支撑,支撑杆11上端支撑在桨叶底面的靠近外端位置处,支撑杆11下端固定连接在基座圆台10上,基座圆台10的外径大于桨叶的外径。
在螺旋桨8的侧旁设有U轴传动机构2、C轴旋转机构3和Z轴传动机构4,其中,Z轴传动机构4垂直布置,Z轴传动机构4中心轴是Z轴,Z轴与螺旋桨8中心轴相平行。Z轴传动机构4的下端同轴连接C轴旋转机构3,C轴旋转机构3的中心轴是C轴,C轴与Z轴共线,C轴旋转机构3能够带动Z轴传动机构4绕C轴旋转。C轴旋转机构3的底部连接U轴传动机构2,U轴传动机构2沿螺旋桨8的直径方向水平布置,U轴传动机构2的中心轴是U轴,U轴传动机构2能带动C轴旋转机构3和Z轴传动机构4共同沿着U轴来回移动,即沿着螺旋桨8的直径方向内外水平移动。U轴传动机构2的底面固定在基座1上表面,U轴传动机构2的底面与基座圆台10的底部平齐。Z轴传动机构4的上段同时连接水平布置的X轴传动机构6和平衡机构5,X轴传动机构6和平衡机构5具有相同的中心轴,即X轴,X轴与U轴相平行,位于U的正上方,与Z轴垂直。X轴传动机构6和平衡机构5相对于Z轴传动机构4内外布置,X轴传动机构6在Z轴传动机构4的内侧,靠近螺旋桨8,平衡机构5在Z轴传动机构4的外侧,远离螺旋桨8。X轴传动机构6的内端同轴连接A/B直驱式双摆动力头7, A/B直驱式双摆动力头7位于待加工桨叶的上方。Z轴传动机构4能够带动X轴传动机构6、平衡机构5以及A/B直驱式双摆动力头7沿Z轴上下移动。与X轴在同一水平面上且与X轴相垂直的轴为Y轴,A/B直驱式双摆动力头7为市购件动力头,A/B直驱式双摆动力头7由A轴动力头和B轴动力头组成,其中A轴动力头的中心轴是A轴,与X轴共线或平行,A轴动力头能绕自身的中心轴A轴转动;B轴动力头的中心轴是B轴,B轴与A轴在空间上垂直正交,B轴动力头能绕自身的中心轴B轴转动。
如图3所示的U轴传动机构2,底部是水平布置的方形的U轴导轨基座2-9,U轴导轨基座2-9的底面与基座圆台10的底面平齐,支撑在基座1上。U轴导轨基座2-9的内段沿径向由外向内伸入在基座圆台10所开的对应方槽中,使U轴导轨基座2-9的内端接近螺旋桨8中心,位于桨叶下方。U轴导轨基座2-9上表面有两条相互平行且沿U轴方向布置的U轴直线导轨2-4,U轴直线导轨2-4通过U轴滑块2-5连接其上方的工作台2-8,方形的工作台2-8水平布置,工作台2-8能沿U轴直线导轨2-4左右移动。在工作台2-8的外侧有U轴驱动电机2-1,U轴驱动电机2-1固定在U轴导轨基座2-9上。U轴驱动电机2-1水平布置,其输出轴通过金属弹性联轴器2-2同轴连接第一丝杠螺母机构,通过第一丝杠螺母机构连接工作台2-8,并带动工作台2-8内外水平移动。第一丝杠螺母机构由U轴滚珠丝杠2-3、U轴丝杠螺母座2-6和U轴丝杠螺母2-7组成,U轴丝杠螺母2-7与U轴滚珠丝杠2-3配合,同时固定连接U轴丝杠螺母座2-6,U轴滚珠丝杠2-3沿U轴的轴向设置,U轴丝杠螺母座2-6位于工作台2-8正下方。U轴滚珠丝杠2-3的外端与U轴驱动电机2-1同轴相连,由U轴驱动电机2-1带动U轴滚珠丝杠2-3、U轴丝杠螺母座2-6和U轴丝杠螺母2-7动作,从而带动工作台2-8沿U轴直线导轨2-4来回滑动。U轴驱动电机2-1在U轴方向上的最大行程为5m。
如图4所示的C轴旋转机构3,支撑在U轴传动机构2的工作台2-8的正上方,由C轴驱动电机3-1、内齿轮3-2、C轴旋转座3-3、轴承支撑件3-4和C轴底座3-5组成。C轴旋转机构3的底部是C轴底座3-5,C轴底座3-5是圆盘状,C轴底座3-5通过螺栓固定安装在工作台2-8上。C轴底座3-5上方是轴承支撑件3-4,轴承支撑件3-4的外圈固定连接C轴底座3-5上表面,轴承支撑件3-4的内圈内壁上设有一圈内齿,轴承支撑件3-4的内圈上表面是C轴旋转座3-3,C轴旋转座3-3固定连接在轴承支撑件3-4的内圈上表面上。轴承支撑件3-4的内圈内壁上的内齿同时与两个内齿轮3-2相啮合,每个内齿轮3-2各由一个C轴驱动电机3-1带动旋转。内齿轮3-2同轴固定套在C轴驱动电机3-1的输出轴上,C轴驱动电机3-1垂直上下布置,电机的输出轴与C轴、Z轴平行,电机的输出轴向下有间隙地穿过C轴旋转座3-3上的通孔。C轴旋转座3-3、轴承支撑件3-4和C轴底座3-5的中心轴共线。两个内齿轮3-2相对于轴承支撑件3-4的中心对称布置。C轴驱动电机3-1工作时,通过内齿轮3-2带动轴承支撑件3-4的内圈和C轴旋转座3-3绕C轴共同转动。
如图5所示的Z轴传动机构4,Z轴传动机构4通过螺栓固定安装在C轴旋转座3-3上。Z轴传动机构4具有垂直的立柱4-4,立柱4-4上设置沿Z轴方向的Z轴直线导轨4-8和第二丝杠螺母机构,Z轴直线导轨4-8通过第二丝杠螺母机构连接滑块4-7,第二丝杠螺母机构连接Z轴驱动电机4-1,Z轴驱动电机4-1通过第二丝杠螺母机构带动滑块4-7沿Z轴上下移动。第二丝杠螺母机构由Z轴滚珠丝杠4-3、Z轴丝杠螺母4-6和Z轴丝杠螺母座4-5组成。Z轴丝杠螺母座4-5固定连接滑块4-7,Z轴滚珠丝杠4-3通过联轴器4-2与Z轴驱动电机4-1相连,Z轴驱动电机4-1垂直布置,其输出轴同轴固定连接Z轴滚珠丝杠4-3,通过Z轴滚珠丝杠4-3、Z轴丝杠螺母4-6和Z轴丝杠螺母座4-5带动滑块4-7在Z轴直线导轨4-8沿Z轴来回滑动,Z轴驱动电机4-1最大行程为3.5m。
滑块4-7中间有一个内外贯通的通孔,X轴传动机构6的外端伸在该通孔中与平衡机构5的内端相连接。
如图1、图6所示,X轴传动机构6具有一个水平布置的悬臂6-6,悬臂6-6长度范围为2-3m。悬臂6-6的外端伸在滑块4-7的通孔内,与平衡机构5固定连接,悬臂6-6的内端延伸至螺旋桨8的桨叶的上方。滑块4-7的通孔内设有X轴直线导轨6-4、X轴直线导轨滑块6-5和X轴直线电机,滑块4-7内底面上固定安装两个对称分布的X轴直线导轨6-4,X轴直线导轨6-4沿X轴方向布置,X轴直线导轨6-4上配合有X轴直线导轨滑块6-5,X轴直线导轨滑块6-5固定连接悬臂6-6的底部。采用X轴直线电机驱动带动悬臂6-6沿X轴来回水平滑动。X轴直线电机由上方线圈 6-1、永磁体6-2和下方线圈 6-2组成,上方线圈6-1和下方方线圈6-2分别布置在悬臂6-6上侧和下侧,对称安装在滑块4-7的内顶面和内底面上。滑块4-7的内底面上还安装永磁体6-2,永磁体6-2长度方向和X轴平行。当X轴直线电机通电时,上方线圈 6-1和下方线圈 6-2分别产生排斥力和吸引力,驱动悬臂6-6沿着X轴来回移动,完成X轴的进给要求。
参见图7,平衡机构5的外部是平衡块5-2,平衡块5-2能够伸在滑块4-7的通孔内固定连接悬臂6-6的外端。平衡块5-2是中空结构,内部是通孔,内部通孔中安装平衡重物5-3和平衡直线电机,平衡直线电机能带动平衡重物5-3沿X轴来回水平滑动。在平衡块5-2的内孔底面上设有沿X轴方向的直线导轨5-7,直线导轨5-7上方是与相配合的滑块5-6,滑块5-6固定连接平衡块5-2底部的支撑台5-5,平衡块5-2能沿直线导轨5-7来回滑动。直线电机由上方线圈5-1、下方线圈5-8和永磁体5-4组成,下方线圈5-8安装在平衡块5-2的内孔底面上,永磁体5-4固定嵌在支撑台5-5下底面上,上方线圈5-1安装在平衡块5-2的内孔顶面上。下方线圈5-8的正上方依次是永磁体5-4、滑块5-6、上方线圈5-1。当平衡直线电机工作时,上方线圈5-1和下方线圈5-8分别产生排斥力和吸引力,驱动平衡重物5-3沿着X轴来回移动,保证在平衡重物5-3内侧的X轴传动机构6在运动过程中的平衡性。
再参见图1,悬臂6-6内端与A/B直驱式双摆动力头7固定连接,A/B直驱式双摆动力头7上带有加工桨叶的切削刀具,位于桨叶的上表面上方。A/B直驱式双摆动力头7采用直接驱动力矩电机技术,通过使用集成液压制动器的力矩电机,实现A轴和B轴两个旋转轴的动作,A轴动力头部分通过螺栓连接悬臂6-6的内端,B轴动力头安装在A轴动力头部分的底面上,B轴动力头上有铣头,铣头壳体内部安装了两台扭矩电机,分别用于直接驱动A轴旋转和B轴旋转,为了精确定位,使用高精度角度编码器来测量A轴和B轴的转角位置。
本发明通过数控系统对C轴旋转机构3、Z轴传动机构4、X轴传动机构6、A/B直驱式双摆动力头7进行控制,实现数控加工机床在C轴、Z轴、X轴、A轴、B轴方向上的五轴联动,并在U轴的运动下完成螺旋桨8正反两面的加工。具体加工方法如下:
第一步:如图1所示,把螺旋桨8同轴放置于旋转工作台9上,并通过支撑杆11装夹固定,将A/B直驱式双摆动力头7安装在X轴传动机构6的内端,并在螺旋桨8的上表面对刀。
第二步:如图1-7所示,在数控系统的控制下,启动U轴传动机构2,U轴驱动电机2-1工作,驱动U轴滚珠丝杠2-3旋转,U轴滚珠丝杠2-3通过与U轴丝杠螺母2-7配合,将旋转运动转化为直线运动,驱动工作台2-8上的C轴旋转机构3和Z轴传动机构4沿U轴运动。
启动C轴旋转机构3,两个C轴驱动电机3-1工作,驱动两个内齿轮3-2与轴承支撑件3-4进行啮合,使C轴旋转座3-3沿C轴进行旋转,进而带动C轴旋转座3-3上的Z轴传动机构4沿C轴旋转。
启动Z轴传动机构,Z轴驱动电机4-1工作,驱动Z轴滚珠丝杠4-3旋转,Z轴滚珠丝杠4-3通过与Z轴丝杠螺母4-6配合,将旋转运动转化为直线运动,驱动滑块4-7沿Z轴运动。
启动X轴传动机构6,X轴传动机构6的X轴直线电机工作,驱动悬臂6-6沿着X轴内外移动;在悬臂6-6在移动的过程中,平衡机构5的平衡直线电机工作,驱动平衡重物5-3在直线导轨5-7上滑动,保证X轴传动机构6的平稳性,从而完成X轴的进给要求。
直接驱动A/B直驱式双摆动力头7内部的电机工作,A/B直驱式双摆动力头7沿A轴和B轴旋转。
如此,实现C轴、Z轴、X轴、A轴和B轴五轴联动,能够实现刀尖点的运动,并且可以控制刀具主轴的方向,进而可以实现对螺旋桨8上表面的切削加工。
第三步,在完成螺旋桨8单个桨叶的上表面加工后,启动旋转工作台9,旋转工作台9旋转预定的角度,带动螺旋桨8同时旋转。旋转以后,未加工的桨叶处于待加工位置,然后循环重复第二步的操作,直到所有桨叶的上表面都被加工结束。
第四步:在所有桨叶的上表面都被加工结束后,重复第二步操作,使X轴传动机构6和A/B直驱式双摆动力头7移动到螺旋桨8的桨叶的下方,然后通过控制U轴传动机构2,实现U轴的运动,C轴、Z轴、X轴、A轴和B轴五轴联动,能够实现刀尖点的运动,并且控制A/B直驱式双摆动力头7,调节刀具的方向,实现对螺旋桨8下表面的切削加工。
第五步:完成螺旋桨8单个桨叶的下表面加工后,启动旋转工作台9,旋转预定的角度,螺旋桨8跟着同时旋转,未加工的桨叶处于待加工位置,然后重复第二步的操作,直到所有桨叶的下表面都被加工结束。
或者在先完成螺旋桨8单个桨叶的上表面加工后,再对其下表面加工,然后启动旋转工作台9, 直到所有桨叶的上、下表面都被加工结束。

Claims (9)

1.一种卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床,包括水平布置的基座圆台(10)和同轴连接在基座圆台(10)正上方的旋转工作台(9),旋转工作台(9)正上方同轴连接垂直布置的螺旋桨(8),其特征是:螺旋桨(8)的侧旁设有U轴传动机构(2)、C轴旋转机构(3)和垂直布置的Z轴传动机构(4),Z轴传动机构(4)下端同轴连接能带动Z轴传动机构(4)旋转的C轴旋转机构(3),C轴旋转机构(3)底部连接沿螺旋桨(8)的直径方向水平布置的U轴传动机构(2),U轴传动机构(2)能带动C轴旋转机构(3)和Z轴传动机构(4)沿着U轴传动机构(2)的中心轴U轴来回移动,Z轴传动机构(4)的上段连接水平布置的X轴传动机构(6)和平衡机构(5),X轴传动机构(6)在Z轴传动机构(4)的内侧,平衡机构(5)在Z轴传动机构(4)的外侧,X轴传动机构(6)外端和平衡机构(5)相互连接,X轴传动机构(6)内端同轴连接A/B直驱式双摆动力头(7)。
2.根据权利要求1所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床,其特征是:所述的U轴传动机构(2)底部是水平布置的方形的U轴导轨基座(2-9),U轴导轨基座(2-9)的内段沿径向由外向内伸入在基座圆台(10)中,U轴导轨基座(2-9)上表面有沿U轴方向布置的U轴直线导轨(2-4),U轴直线导轨(2-4)通过U轴滑块(2-5)连接其上方水平布置的工作台(2-8),工作台(2-8)经第一丝杠螺母机构连接水平布置的U轴驱动电机(2-1)。
3.根据权利要求2所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床,其特征是:所述的C轴旋转机构(3)经底部的C轴底座(3-5)支撑在所述的工作台(2-8)正上方,C轴底座(3-5)上方是轴承支撑件(3-4),轴承支撑件(3-4)的外圈固定连接C轴底座(3-5)上表面、内圈内壁上设有一圈内齿,一圈内齿同时与两个内齿轮(3-2)相啮合,每个内齿轮(3-2)各由一个垂直布置的C轴驱动电机(3-1)带动旋转,轴承支撑件(3-4)的内圈上表面固定连接C轴旋转座(3-3),两个内齿轮(3-2)相对于轴承支撑件(3-4)的中心对称布置。
4.根据权利要求3所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床,其特征是:所述的Z轴传动机构(4)具有垂直的立柱(4-4),立柱(4-4)固定连接所述的C轴旋转座(3-3),立柱(4-4)上设置有Z轴直线导轨(4-8)和第二丝杠螺母机构,Z轴直线导轨(4-8)通过第二丝杠螺母机构连接滑块(4-7),第二丝杠螺母机构连接Z轴驱动电机(4-1)。
5.根据权利要求4所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床,其特征是:所述的滑块(4-7)中间有一个内外贯通的通孔,X轴传动机构(6)具有一个水平布置的悬臂(6-6),悬臂(6-6)的外端伸在滑块(4-7)的通孔内与平衡机构(5)固定连接,滑块(4-7)的通孔内设有X轴直线导轨(6-4)、X轴直线导轨滑块(6-5)和X轴直线电机,X轴直线导轨滑块(6-5)与X轴直线导轨(6-4)相配合且固定连接悬臂(6-6)底部,X轴直线电机能驱动悬臂(6-6)来回水平滑动。
6.根据权利要求5所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床,其特征是:平衡机构(5)外部是平衡块(5-2),平衡块(5-2)内端固定连接悬臂(6-6)外端,平衡块(5-2)内部设有平衡重物(5-3)和平衡直线电机,平衡直线电机能带动平衡重物(5-3)沿X轴来回水平滑动。
7.根据权利要求5所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床,其特征是:螺旋桨(8)的每个桨叶下方均通过一个支撑杆(11)上端支撑,支撑杆(11)下端固定连接基座圆台(10)。
8.一种如权利要求6所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床的加工方法,其特征是包括以下步骤:
步骤1:U轴驱动电机(2-1)工作,驱动工作台(2-8)上的C轴旋转机构(3)和Z轴传动机构(4)沿U轴运动;两个C轴驱动电机(3-1)工作,驱动两个内齿轮(3-2)与轴承支撑件(3-4)进行啮合,C轴旋转座(3-3)旋转,带动Z轴传动机构(4)旋转;Z轴驱动电机(4-1)工作,驱动滑块(4-7)运动;X轴直线电机工作,驱动悬臂(6-6)移动,同时平衡直线电机工作,驱动平衡重物(5-3)滑动,使X轴传动机构(6)平稳;直接驱动A/B直驱式双摆动力头(7)工作,对螺旋桨(8)上表面进行加工;
步骤2:旋转工作台(9)带动螺旋桨(8)旋转,使未加工的桨叶处于待加工位置;循环重复步骤1,直至所有桨叶的上表面都被加工结束;
步骤3:重复步骤1-2,使X轴传动机构(6)和A/B直驱式双摆动力头(7)移动到桨叶的下方,对螺旋桨(8)的下表面进行加工,直至所有桨叶的下表面都被加工结束。
9.根据权利要求8所述的卧式螺旋桨五轴联动数控加工机床的加工方法,其特征是:先对单个桨叶的上表面加工,再对其下表面加工,直到所有桨叶的上、下表面都被加工结束。
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