CN110315295A - 螺旋桨加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋桨加工工艺，能够通过四轴加工中心预设划线刀具移动路径，根据比对划线刀具移动路径与两侧毛坯桨叶外轮廓的厚度，判断划线刀具位置是否正确；划线刀具位置找正后确定四轴加工中心零点位置，以此时桨毂中心通孔的轴线与桨毂前端面的交点为零点，依次对各螺旋桨桨叶的叶背及叶面进行加工，加工时不需要对毛坯各个桨叶分别进行划线，极大地减少了加工用时，降低了生产成本。

Description

螺旋桨加工工艺
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种螺旋桨加工工艺。
背景技术
螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置，可有两个或较多的桨叶与桨毂相连。传统的螺旋桨加工工艺需要在修正毛坯后划面螺旋线，测量加工余量后将多余余量去除等多道工序，并且对于螺旋桨毛坯的各个桨叶均需要进行划线和去除加工余量，加工费时费力，生产成本较高。
因此，为解决以上问题，需要一种螺旋桨加工工艺，能够通过四轴加工中心预设划线刀具移动路径，根据比对划线刀具移动路径与两侧毛坯桨叶外轮廓的厚度，判断划线刀具位置是否正确；划线刀具位置找正后确定四轴加工中心零点位置，以此时桨毂中心通孔的轴线与桨毂前端面的交点为零点，依次对各螺旋桨桨叶的叶背及叶面进行加工，加工时不需要对毛坯各个桨叶分别进行划线，极大地减少了加工用时，降低了生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供螺旋桨加工工艺，能够通过四轴加工中心预设划线刀具移动路径，根据比对划线刀具移动路径与两侧毛坯桨叶外轮廓的厚度，判断划线刀具位置是否正确；划线刀具位置找正后确定四轴加工中心零点位置，以此时桨毂中心通孔的轴线与桨毂前端面的交点为零点，依次对各螺旋桨桨叶的叶背及叶面进行加工，加工时不需要对毛坯各个桨叶分别进行划线，极大地减少了加工用时，降低了生产成本。
本发明的螺旋桨加工工艺，包括以下步骤：
S1、毛坯制作；
S2、使用铣床加工毛坯的螺旋桨桨毂前后端面；
S3、使用镗床加工螺旋桨桨毂中心通孔；
S4、使用插床沿通孔的径向加工出键槽；
S5、将S4中加工完成的毛坯安装在工装夹具上，再将工装夹具装夹在四轴加工中心上；
S6、移动划线刀具至毛坯的螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢中部，启动四轴加工中心进入找正工序，四轴加工中心通过划线刀具沿螺旋桨桨叶Ⅰ的外轮廓由叶梢向后移动至叶根后，划线刀具再移动返回至叶梢，然后四轴加工中心停止，分别测量划线刀具路径前后两侧毛坯厚度，前侧毛坯厚度与后侧毛坯厚度的差值为a，若a≤-2mm，则将划线刀具向后移动使划线刀具到达螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢正中部，然后确定四轴加工中心零点位置并进入S7；若a≥2mm，则将划线刀具向前移动使划线刀具到达螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢正中部，然后确定四轴加工中心零点位置并进入S7；若|a|＜2mm，则直接确定四轴加工中心零点位置并进入S7；
S7、加工螺旋桨Ⅰ的叶背及叶面；
S8、旋转120°，加工螺旋桨桨叶Ⅱ的叶背及叶面；
S9、旋转120°，加工螺旋桨桨叶Ⅲ的叶背及叶面；
S10、将S8加工后的工件从工装夹具上取下，人工对各螺旋桨桨叶的外轮廓以及各螺旋桨桨叶的叶根进行打磨。
进一步的，在步骤S5中，所述工装夹具包括用于安装螺旋桨桨毂的芯轴、用于对芯轴进行夹紧定位的卡盘、用于将螺旋桨桨毂压紧固定在芯轴上的螺母。
进一步的，所述芯轴包括沿轴向依次设置的用于安装螺母的螺纹段、用于安装螺旋桨桨毂的定位段、用于与螺旋桨桨毂后端面抵靠的限位段以及用于与卡盘配合的夹持部；所述定位段上设置有用于与键槽配合的凸起部。
进一步的，所述卡盘为三爪卡盘，所述螺母与螺旋桨桨毂前端面间还设置有垫片。
进一步的，在步骤S1中，采用砂型铸造进行毛坯的制作。
进一步的，在步骤S6中，测量刀具路径前后两侧毛坯厚度时，在刀具移动路径上间隔取三点，各点与毛坯轮廓的前后两侧的最小间距即分别为该点前后两侧毛坯厚度，三个点前侧毛坯厚度与后侧毛坯厚度的差值分别为a1、a2和a3，
进一步的，所述划线刀具包括用于与四轴加工中心连接的安装杆部和位于安装杆部一端的尖锥部。
进一步的，在步骤S6中，移动划线刀具至毛坯的螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢中部后，尖锥部抵靠在毛坯的螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢中部。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种螺旋桨加工工艺，通过四轴加工中心预设划线刀具移动路径，根据比对划线刀具移动路径与两侧毛坯桨叶外轮廓的厚度，判断划线刀具位置是否正确；划线刀具位置找正后确定四轴加工中心零点位置，以此时桨毂中心通孔的轴线与桨毂前端面的交点为零点，依次对各螺旋桨桨叶的叶背及叶面进行加工，加工时不需要对毛坯各个桨叶分别进行划线，极大地减少了加工用时，降低了生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的工装夹具的结构示意图；
图2为本发明的芯轴的结构示意图；
图3为本发明的划线刀具的结构示意图；
图4为螺旋桨的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的芯轴的结构示意图，图3为本发明的划线刀具的结构示意图，图4为螺旋桨的结构示意图。如图1-图4所示，本实施例中的螺旋桨加工工艺，包括以下步骤：
S1、毛坯制作；
S2、使用铣床加工毛坯的螺旋桨桨毂1前后端面；
S3、使用镗床加工螺旋桨桨毂1中心通孔2；
S4、使用插床沿通孔2的径向加工出键槽201；
S5、将S4中加工完成的毛坯安装在工装夹具上，再将工装夹具装夹在四轴加工中心上；
S6、移动划线刀具至毛坯的螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢3中部，启动四轴加工中心进入找正工序，四轴加工中心通过划线刀具沿螺旋桨桨叶Ⅰ的外轮廓由叶梢3向后移动至叶根4后，划线刀具再移动返回至叶梢3，然后四轴加工中心停止，分别测量划线刀具路径前后两侧毛坯厚度，前侧毛坯厚度与后侧毛坯厚度的差值为a，若a≤-2mm，则将划线刀具向后移动使划线刀具到达螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢3正中部，然后确定四轴加工中心零点位置并进入S7；若a≥2mm，则将划线刀具向前移动使划线刀具到达螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢3正中部，然后确定四轴加工中心零点位置并进入S7；若|a|＜2mm，则直接确定四轴加工中心零点位置并进入S7；
S7、四轴加工中心切换至铣刀，通过铣刀加工螺旋桨Ⅰ的叶背及叶面；
S8、旋转120°，通过铣刀加工螺旋桨桨叶Ⅱ的叶背及叶面；
S9、旋转120°，通过铣刀加工螺旋桨桨叶Ⅲ的叶背及叶面；
S10、将S8加工后的工件从工装夹具上取下，人工对各螺旋桨桨叶的外轮廓以及各螺旋桨桨叶的叶根4进行打磨。
以附图1中螺母7相对于三爪卡盘6的位置为“前”，以与“前”相反的方向为“后”。通过四轴加工中心预设划线刀具移动路径，根据比对划线刀具移动路径与两侧毛坯桨叶外轮廓的厚度，判断划线刀具位置是否正确；划线刀具位置找正后确定四轴加工中心零点位置，以此时桨毂1中心通孔2的轴线与桨毂1前端面的交点为零点，依次对各螺旋桨桨叶的叶背及叶面进行加工，加工时不需要对毛坯各个桨叶分别进行划线，极大地减少了加工用时，降低了生产成本。
本实施例中，在步骤S5中，所述工装夹具包括用于安装螺旋桨桨毂1的芯轴5、用于对芯轴5进行夹紧定位的卡盘6、用于将螺旋桨桨毂1压紧固定在芯轴5上的螺母7。螺旋桨桨毂1套在芯轴5上，通过螺母7将螺旋桨桨毂1压紧固定。
本实施例中，所述芯轴5包括沿轴向依次设置的用于安装螺母7的螺纹段501、用于安装螺旋桨桨毂1的定位段502、用于与螺旋桨桨毂1后端面抵靠的限位段503以及用于与卡盘6配合的夹持部504；所述定位段502上设置有用于与键槽201配合的凸起部505。螺旋桨桨毂1套在定位段502上，凸起部505防止螺旋桨桨毂1旋转，定位段502的外径小于限位段503，螺母7和限位段503限制螺旋桨桨毂1沿轴线移动。
本实施例中，所述卡盘6为三爪卡盘6，所述螺母7与螺旋桨桨毂1前端面间还设置有垫片。三爪卡盘6能够对夹持部504进行卡紧定位，垫片能够减少螺母7对螺旋桨桨毂1的压强，使螺母7对于螺旋桨桨毂1的定位更加稳定。
本实施例中，在步骤S1中，采用砂型铸造进行毛坯的制作。
本实施例中，在步骤S6中，测量刀具路径前后两侧毛坯厚度时，在刀具移动路径上间隔取三点，各点与毛坯轮廓的前后两侧的最小间距即分别为该点前后两侧毛坯厚度，三个点前侧毛坯厚度与后侧毛坯厚度的差值分别为a1、a2和a3，三个点的位置不必进行规定，可以是分别位于叶梢3附近、叶根4附近和叶梢3与叶根4之间。
本实施例中，所述划线刀具包括用于与四轴加工中心连接的安装杆部801和位于安装杆部一端的尖锥部802。尖锥部802的硬度大于毛坯硬度，优选采用钨合金材料。
本实施例中，在步骤S6中，移动划线刀具至毛坯的螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢3中部后，尖锥部抵靠在毛坯的螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢3中部。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种螺旋桨加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、毛坯制作；
S2、使用铣床加工毛坯的螺旋桨桨毂前后端面；
S3、使用镗床加工螺旋桨桨毂中心通孔；
S4、使用插床沿通孔的径向加工出键槽；
S5、将S4中加工完成的毛坯安装在工装夹具上，再将工装夹具装夹在四轴加工中心上；
S6、移动划线刀具至毛坯的螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢中部，启动四轴加工中心进入找正工序，四轴加工中心通过划线刀具沿螺旋桨桨叶Ⅰ的外轮廓由叶梢向后移动至叶根后，划线刀具再移动返回至叶梢，然后四轴加工中心停止，分别测量划线刀具路径前后两侧毛坯厚度，前侧毛坯厚度与后侧毛坯厚度的差值为a，若a≤-2mm，则将划线刀具向后移动使划线刀具到达螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢正中部，然后确定四轴加工中心零点位置并进入S7；若a≥2mm，则将划线刀具向前移动使划线刀具到达螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢正中部，然后确定四轴加工中心零点位置并进入S7；若|a|＜2mm，则直接确定四轴加工中心零点位置并进入S7；
S7、四轴加工中心切换至铣刀，通过铣刀加工螺旋桨Ⅰ的叶背及叶面；
S8、旋转120°，通过铣刀加工螺旋桨桨叶Ⅱ的叶背及叶面；
S9、旋转120°，通过铣刀加工螺旋桨桨叶Ⅲ的叶背及叶面；
S10、将S8加工后的工件从工装夹具上取下，人工对各螺旋桨桨叶的外轮廓以及各螺旋桨桨叶的叶根进行打磨。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨加工工艺，其特征在于：在步骤S5中，所述工装夹具包括用于安装螺旋桨桨毂的芯轴、用于对芯轴进行夹紧定位的卡盘、用于将螺旋桨桨毂压紧固定在芯轴上的螺母。
3.根据权利要求2所述的螺旋桨加工工艺，其特征在于：所述芯轴包括沿轴向依次设置的用于安装螺母的螺纹段、用于安装螺旋桨桨毂的定位段、用于与螺旋桨桨毂后端面抵靠的限位段以及用于与卡盘配合的夹持部；所述定位段上设置有用于与键槽配合的凸起部。
4.根据权利要求3所述的螺旋桨加工工艺，其特征在于：所述卡盘为三爪卡盘，所述螺母与螺旋桨桨毂前端面间还设置有垫片。
5.根据权利要求1所述的螺旋桨加工工艺，其特征在于：在步骤S1中，采用砂型铸造进行毛坯的制作。
6.根据权利要求1所述的螺旋桨加工工艺，其特征在于：在步骤S6中，测量刀具路径前后两侧毛坯厚度时，在刀具移动路径上间隔取三点，各点与毛坯轮廓的前后两侧的最小间距即分别为该点前后两侧毛坯厚度，三个点前侧毛坯厚度与后侧毛坯厚度的差值分别为a1、a2和a3，
7.根据权利要求1所述的螺旋桨加工工艺，其特征在于：所述划线刀具包括用于与四轴加工中心连接的安装杆部和位于安装杆部一端的尖锥部。
8.根据权利要求2所述的螺旋桨加工工艺，其特征在于：在步骤S6中，移动划线刀具至毛坯的螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢中部后，尖锥部抵靠在毛坯的螺旋桨桨叶Ⅰ的叶梢中部。
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