CN110666458A - 一种船用螺旋桨加工专用机床及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种船用螺旋桨加工专用机床,包括作业基础、排屑装置、螺旋桨粗加工装置、螺旋桨精加工装置、螺旋桨安装定位装置与机床驱动装置,作业基础中部开设有用于安放待加工螺旋桨的地坑,螺旋桨安装定位装置设置于地坑内,螺旋桨安装定位装置周围布置有机床驱动装置,机床驱动装置的两端分别布置有用于螺旋桨加工的螺旋桨粗加工装置和用于螺旋桨加工的螺旋桨精加工装置,粗加工装置和精加工装置可同时对螺旋桨的叶根和桨毂进行粗精加工。采用两台加工装置并对称式布局,对螺旋桨叶根桨毂采用立式加工的方法,两台加工装置可同时进行粗加工和精加工,极大的提高加工效率,实现了粗精加工一体化。
Description
技术领域
本发明涉及一种船用螺旋桨叶根和桨毂加工的数控专用机床,属于机械加工设备技术领域,特别适用于大型船用螺旋桨叶根和桨毂的加工。
背景技术
船舶是水上交通运输的主要工具,是经济全球化的重要推进器。随着经济的快速发展、陆地资源的开采殆尽,船舶势必成为海上资源开拓的利器。船用螺旋桨作为船舶装备的关键动力部件,其加工效率是企业快速响应市场需求的保证。大型船用螺旋桨加工长期以来一直采用机床铣削螺旋桨叶片,人工使用砂轮机对叶根和桨毂部分进行打磨的非机械化加工方式。所述方法效率低、劳动强度大、磨抛质量难以保证、粉尘污染严重且打磨过程具有一定的危险性。目前国内尚无支撑此类零件叶根桨毂加工的成熟自动化装备及工艺,因此对螺旋桨桨毂、叶根机械化加工研究就十分必要。
专利“一种运用机器人铣削船用螺旋桨叶片的加工方法”(专利申请号:CN108098278A)针对人工抛光很难保证螺旋桨的整体强度,且加工效率低下的缺点,提出通过调节机器人移位程序,对桨毂进行铣削,铣削之后与打磨辊接触打磨至技术要求的加工方法,但由于空间的限制,该加工方式只能加工7米及以下的桨。论文《大型螺旋桨五轴加工中基于方向包围盒层次树的全局干涉碰撞检测》(机械工程学报,2007,18)一文研究了七轴五联动机床加工螺旋桨的全局干涉问题,此法能优化刀具路径,但是由于机床动力头结构尺寸的影响,该机床亦无法加工7米~9米、桨叶数大于5螺旋桨桨毂和叶根。
目前,加工大型船用螺旋桨(7米~9米)桨毂和叶根主要采用人工手持砂轮机打磨的加工方式。该加工方式主要缺点有:1、打磨完全凭借打磨工经验与技术水平,不稳定性较高,打磨轨迹杂乱、余量不均匀、磨削力难以稳定控制。2、加工效率低下:目前加工一个10米螺旋桨需要4个打磨工,打磨4天。3、人工打磨强度大,且长期恶劣的操作环境会影响工人健康。因此,提供一种螺旋桨桨毂、叶根加工装置,以提高加工效率、保证螺旋桨加工质量、减轻工人劳动强度,是本领域亟待解决的问题。
发明内容
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种船用螺旋桨加工专用机床,包括作业基础1,所述作业基础1中部开设有用于安放待加工螺旋桨的地坑3;所述地坑(3)中安置有螺旋桨安装定位装置2;
所述螺旋桨安装定位装置2周围布置有机床驱动装置4;
所述机床驱动装置4上对应所述螺旋桨安装定位装置2的一侧布置有用于螺旋桨加工的螺旋桨粗加工装置6,另一侧设置有用于螺旋桨加工的螺旋桨精加工装置7,所述螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7可同时对螺旋桨的叶根和桨毂进行粗精加工。
所述螺旋桨粗加工装置6顶部安装有角度头6-2,所述螺旋桨精加工装置7的顶部安装有数控铣头7-1。所述角度头6-2的功率大于数控铣头7-1,用于快速去除大量余量;
所述机床驱动装置4的周围布置有排屑装置5;
所述螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7可选用相同的动力头。
进一步的,螺旋桨安装定位装置2的套筒2-3竖直安置在地坑3中,芯轴2-1插入螺旋桨孔中,底端固定在套筒2-3上,顶端套装锁紧机构2-2用于将螺旋桨夹紧。
进一步的,地坑3的中央布置有基座4-1,基座4-1上端布置有环形导轨4-2并与套筒2-3同心,环形导轨4-2用于支撑螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7;环形导轨4-2外围布置有齿轮齿条机构4-3,用于驱动螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7围绕螺旋桨转动。
进一步的,螺旋桨粗加工装置6的基座A 6-7设置在环形导轨4-2的一侧,基座A6-7的上部布置有双维一体式导轨A 6-6,双维一体式导轨A 6-6的顶部布置有主立柱A 6-4,定义向螺旋桨中心运动方向为X方向,与X方向垂直的方向为Y方向。通过伺服电机驱动所述双维一体式导轨A 6-6带动所述主立柱A 6-4沿X、Y轴方向同时做往复直线运动。
进一步的,主立柱A 6-4的中间布置有方滑枕A 6-5,主立柱A 6-4与方滑枕A 6-5并通过燕尾槽相连接,定义与X方向和Y方向组成平面相垂直的为Z方向,通过伺服电机驱动方滑枕A 6-5沿Z轴方向做往复直线运动;方滑枕A 6-5内部布置有机械主轴,角度头6-2通过连接盘6-3与机械主轴相连接,盘铣刀6-1通过刀柄安装在角度头6-2的前段,用于对螺旋桨的桨毂进行粗加工。
进一步的,螺旋桨精加工装置7的基座B 7-5安装在环形导轨4-2的另一侧,基座B7-5的上部布置有双维一体式导轨B 7-4,双维一体式导轨B 7-4的顶部布置有主立柱B 7-2,通过伺服电机驱动所述双维一体式导轨B 7-4带动所述主立柱B 7-2沿X、Y轴方向同时做往复直线运动。
进一步的,主立柱B 7-2的中间布置有方滑枕B 7-3,主立柱B 7-2与方滑枕B 7-3并通过燕尾槽相连接,通过伺服电机驱动方滑枕B 7-3沿Z轴方向做往复直线运动;方滑枕B7-3顶部布置有数控铣头7-1,定义绕Z轴旋转方向为B方向,数控铣头7-1内部布置有伺服电机驱动其沿B轴方向±180°旋转,方便螺旋桨精加工装置7对螺旋桨的叶根、桨毂进行精加工,同时避免干涉。
一种通过船用螺旋桨加工专用机床加工叶根和桨毂的方法,其特征在于,
S1,在初始位置时,将芯轴2-1插入叶片已加工好的螺旋桨中,另一端锁紧机构2-2用于将螺旋桨锁紧在芯轴2-1上,防止加工过程中螺旋桨发生窜动,并通过吊装方式将螺旋桨固定在套筒2-3上;
S2,机床驱动装置4开始工作,螺旋桨粗加工装置6中基座A 6-7的一端布置的伺服电机开始工作,伺服电机驱动齿轮齿条机构4-3运动,同时带动螺旋桨粗加工装置6沿布置在基座4-1上的环形导轨4-2运动,当螺旋桨粗加工装置6运动到指定位置时,机床驱动装置4停止工作;
S3,螺旋桨粗加工装置6开始工作,双维一体式导轨A 6-6中X轴方向和Y轴方向布置的两个伺服电机开始正反转动,驱动双维一体式导轨A 6-6带动主立柱A 6-4沿X、Y轴方向同时做往复直线运动,当主立柱A 6-4移动到指定位置后,主立柱A 6-4中的伺服电机正转,带动方滑枕A 6-5沿Z轴方向向上移动;当盘铣刀6-1与螺旋桨桨毂端面接触时,伺服电机停转,方滑枕A 6-5中的电主轴开始转动,带动安装在连接盘6-3上的角度头6-2转动,最终带动安装在角度头6-2上的盘铣刀6-1转动,在加工过程中通过数控系统控制双维一体式导轨A 6-6和主立柱A 6-4中的伺服电机转动,实现角度头6-2沿X、Y、Z三个方向的移动,进而可以实现螺旋桨粗加工装置6对螺旋桨桨毂的粗加工;螺旋桨桨毂粗加工完成后,螺旋桨粗加工装置6停止工作并返回初始位置;
S4,机床驱动装置4开始工作,驱动螺旋桨粗加工装置6沿布置在基座4-1上的环形导轨4-2继续运动到螺旋桨桨毂未加工区域后停止,然后重复S3操作;同时,驱动装置4驱动螺旋桨精加工装置7沿布置在基座4-1上的环形导轨4-2运动,当螺旋桨精加工装置7运动到螺旋桨粗加工装置6已加工完成的区域时,机床驱动装置4停止工作;
S5,螺旋桨精加工装置7开始工作,双维一体式导轨B 7-4中X轴方向和Y轴方向布置的两个伺服电机正反转动,驱动双维一体式导轨B 7-4带动主立柱B 7-2沿X、Y轴方向同时做往复直线运动,当主立柱B 7-2移动到指定位置后,主立柱B 7-2中的伺服电机正转,带动方滑枕B 7-3沿Z轴方向向上移动;方滑枕的顶端布置有数控铣头7-1,数控铣头7-1顶端的盘铣刀与螺旋桨桨毂端面接触时,伺服电机停转,方滑枕停止工作;数控铣头7-1开始工作,在加工过程中通过数控系统控制双维一体式导轨B 7-4和主立柱B 7-2中的伺服电机转动,实现数控铣头7-1沿X、Y、Z三个方向的移动,进而可以实现螺旋桨精加工装置7对螺旋桨桨毂的精加工;螺旋桨桨毂精加工完成后,数控铣头7-1内部布置有伺服电机驱动其沿B轴方向±180°旋转,方便对螺旋桨的叶根部位进行加工。螺旋桨桨毂和叶根精加工完成后螺旋桨精加工装置7停止工作并返回初始位置。然后,螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7继续重复S4与S5操作,直到该螺旋桨水平中线以下所有的叶根和桨毂区域加工完毕;
S6,对螺旋桨水平中线以上的叶根和桨毂区域进行加工,首先对螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7进行复位,防止螺旋桨在吊装过程中发生碰撞,再通过吊装方法对螺旋桨进行翻面,翻面完成后,重复S2-S5,直到螺旋桨所有的叶根和桨毂加工完毕,加工完成后排屑装置5将加工产生的废料排出,方便对废料进行回收。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)两台或多台机床沿环形导轨布局,采用立式加工的方法,同时进行叶根桨毂的粗加工和精加工,极大的提高了加工效率,实现了粗精加工一体化;
(2)螺旋桨通过芯轴固定安装在套筒上,加工装置通过一次对刀便可对螺旋桨进行加工,减小定位误差,保证了加工精度,提高加工质量
(3)采用双维一体式导轨带动加工装置做高精度往复直线运动,采用环形导轨带动加工装置围绕螺旋桨轴心旋转,实现对大型螺旋桨叶根桨毂不同位置的加工,显著提高了叶根桨毂的成型效率。
(4)采用粗加工动力头对叶根桨毂非重叠区域进行强力切削,采用精加工动力头对叶根桨毂重叠区域进行成型铣削,改善了叶根桨毂加工过程中的干涉问题,并提高了机床柔性。
附图说明
图1是本发明船用螺旋桨叶叶根桨毂加工专用机床结构示意图,
图2是图1中船用螺旋桨叶叶根桨毂加工专用机床内部结构示意图,
图3是图1中螺旋桨安装定位装置2的机构示意图,
图4是图2机床驱动装置4的机构示意图,
图5是图2中螺旋桨粗加工装置6的机构示意图,
图6是图2中螺旋桨精加工装置7的机构示意图,
图7是图6中数控铣头7-1运动示意图,
图中:1作业基础、2螺旋桨安装定位装置、3地坑、4机床驱动装置、5排屑装置、6粗加工装置、7精加工装置。
2螺旋桨安装定位装置:2-1芯轴、2-2锁紧机构、2-3套筒。
4机床驱动装置:4-1基座、4-2环形导轨、4-3齿轮齿条机构。
6螺旋桨粗加工装置:6-1盘铣刀、6-2角度头、6-3连接盘、6-4主立柱A、6-5方滑枕A、6-6双维一体式导轨A、6-7基座A。
7螺旋桨精加工装置:7-1数控铣头、7-2主立柱B、7-3方滑枕B、7-4双维一体式导轨B、7-5基座B。
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。
请参阅图1-7,本发明提供如下技术方案:一种船用螺旋桨加工专用机床,包括作业基础1所述作业基础1中部开设有用于安放待加工螺旋桨的地坑3;所述地坑(3)中安置有螺旋桨安装定位装置2;
所述螺旋桨安装定位装置2周围布置有所述机床驱动装置4。
所述机床驱动装置4上对应所述螺旋桨安装定位装置2的一侧设置有用于螺旋桨加工的螺旋桨粗加工装置6,另一侧设置有用于螺旋桨加工的螺旋桨精加工装置7,所述螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7可同时对螺旋桨的叶根和桨毂进行粗精加工;
所述螺旋桨粗加工装置6顶部安装有角度头6-2,所述螺旋桨精加工装置7的顶部安装有数控铣头7-1。所述角度头6-2的功率大于数控铣头7-1,用于快速去除大量余量;
所述机床驱动装置4的周围布置有所述排屑装置5。
所述螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7可选用相同的动力头。
各个装置由数控系统进行控制。
其中,参见图1和图2,所述作业基础1中部开设有用于安放待加工螺旋桨的地坑3,在其上方布置有螺旋桨安装定位装置2,用于固定螺旋桨。所述机床驱动装置4上对应所述螺旋桨安装定位装置2的一侧设置有用于螺旋桨加工的螺旋桨粗加工装置6,另一侧设置有用于螺旋桨加工的螺旋桨精加工装置7,所述螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7可同时对螺旋桨的叶根和桨毂进行粗精加工。所述机床驱动装置4的外围布置有排屑装置5,用于收集螺旋桨加工过程中产生的废料。
参见图3,所述螺旋桨安装定位装置2的套筒2-3竖直安置在地坑3中,芯轴2-1插入螺旋桨孔中,底端固定在套筒2-3上,顶端套装锁紧机构2-2用于将螺旋桨夹紧。
参见图4,所述机床驱动装置4的基座4-1上端布置有所述环形导轨4-2并与套筒2-3同心,所述环形导轨4-2用于支撑所述螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7。所述环形导轨4-2外围布置有齿轮齿条机构4-3,用于驱动螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7围绕螺旋桨转动。
参见图5,所述螺旋桨粗加工装置6的基座A 6-7布置在所述环形导轨4-2的一侧,所述基座A 6-7的上部布置有双维一体式导轨A 6-6,所述双维一体式导轨A 6-6的顶部布置有主立柱A 6-4,定义向螺旋桨中心运动方向为X方向,与X方向垂直的方向为Y方向。通过伺服电机驱动所述双维一体式导轨A 6-6带动所述主立柱A 6-4沿X、Y轴方向同时做往复直线运动。所述主立柱A 6-4的中间布置有方滑枕A 6-5,并通过燕尾槽相连接,定义与X方向和Y方向组成平面相垂直的为Z方向,伺服电机驱动方滑枕A 6-5沿Z轴方向做往复直线运动;所述方滑枕A 6-5内部布置有机械主轴,角度头6-2通过连接盘6-3与机械主轴相连接,盘铣刀6-1通过刀柄安装在所述角度头6-2的前段,用于对螺旋桨的桨毂进行粗加工。
参见图6和图7,所述螺旋桨精加工装置7的基座B 7-5安装在所述环形导轨4-2的另一侧,所述基座B 7-5的上部布置有双维一体式导轨B 7-4,所述双维一体式导轨B 7-4的顶部布置有主立柱B 7-2,通过伺服电机驱动所述双维一体式导轨B 7-4带动所述主立柱B7-2沿X、Y轴方向同时做往复直线运动。所述主立柱B 7-2的中间布置有方滑枕B 7-3,并通过燕尾槽相连接,通过伺服电机驱动方滑枕B 7-3沿Z轴方向做往复直线运动;所述方滑枕B7-3顶部布置有数控铣头7-1,定义绕Z轴旋转方向为B方向,所述数控铣头7-1内部布置有伺服电机驱动其沿B轴方向±180°旋转,方便所述螺旋桨精加工装置7对螺旋桨的叶根、桨毂进行精加工,同时避免干涉。
参见图1-7,本发明一种船用螺旋桨叶根桨毂加工专用机床工作时,具体按以下步骤完成螺旋桨的叶根和桨毂加工:
第一步:在初始位置时,将芯轴2-1插入叶片已加工好的螺旋桨中,另一端锁紧机构2-2用于将螺旋桨锁紧在芯轴2-1上,防止加工过程中螺旋桨发生窜动,并通过吊装方式将螺旋桨固定在套筒2-3上。
第二步:机床驱动装置4开始工作,螺旋桨粗加工装置6中基座A 6-7的一端布置的伺服电机开始工作,伺服电机驱动齿轮齿条机构4-3运动,同时带动螺旋桨粗加工装置6沿布置在基座4-1上的环形导轨4-2运动。当螺旋桨粗加工装置6运动到指定位置时,机床驱动装置4停止工作。
第三步:螺旋桨粗加工装置6开始工作,双维一体式导轨A 6-6中X轴方向和Y轴方向布置的两个伺服电机开始正反转动,驱动双维一体式导轨A 6-6带动主立柱A 6-4沿X、Y轴方向同时做往复直线运动,当主立柱A 6-4移动到指定位置后,主立柱A 6-4中的伺服电机正转,带动方滑枕A 6-5沿Z轴方向向上移动。当盘铣刀6-1与螺旋桨桨毂端面接触时,伺服电机停转,方滑枕A 6-5中的电主轴开始转动,带动安装在连接盘6-3上的角度头6-2转动,最终带动安装在角度头6-2上的盘铣刀6-1转动。在加工过程中通过数控系统控制双维一体式导轨A 6-6和主立柱A 6-4中的伺服电机转动,实现角度头6-2沿X、Y、Z三个方向的移动,进而可以实现螺旋桨粗加工装置6对螺旋桨桨毂的粗加工;螺旋桨桨毂粗加工完成后,螺旋桨粗加工装置6停止工作并返回初始位置。
第四步:机床驱动装置4开始工作,驱动粗加工装置6沿布置在基座4-1上的环形导轨4-2继续运动到螺旋桨桨毂未加工区域后停止,然后重复第三步操作。同时,驱动装置4驱动精加工装置7沿布置在基座4-1上的环形导轨4-2运动,当精加工装置7运动到粗加工装置6已加工完成的区域时,机床驱动装置4停止工作。
第五步:螺旋桨精加工装置7开始工作,双维一体式导轨B 7-4中X轴方向和Y轴方向布置的两个伺服电机正反转动,驱动双维一体式导轨B 7-4带动主立柱B 7-2沿X、Y轴方向同时做往复直线运动,当主立柱B 7-2移动到指定位置后,主立柱B 7-2中的伺服电机正转,带动方滑枕B 7-3沿Z轴方向向上移动。方滑枕的顶端布置有数控铣头7-1,数控铣头7-1顶端的盘铣刀与螺旋桨桨毂端面接触时,伺服电机停转,方滑枕停止工作。数控铣头7-1开始工作,在加工过程中通过数控系统控制双维一体式导轨B 7-4和主立柱B 7-2中的伺服电机转动,实现数控铣头7-1沿X、Y、Z三个方向的移动,进而可以实现螺旋桨精加工装置7对螺旋桨桨毂的精加工。螺旋桨桨毂精加工完成后,数控铣头7-1内部布置有伺服电机驱动其沿B轴方向±180°旋转,方便对螺旋桨的叶根部位进行加工。螺旋桨桨毂和叶根精加工完成后螺旋桨精加工装置7停止工作并返回初始位置。然后,螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7继续重复第四步和第五步操作,直到该螺旋桨水平中线以下所有的叶根和桨毂区域加工完毕。
第六步:对螺旋桨水平中线以上的叶根和桨毂区域进行加工,首先对螺旋桨粗加工装置6和螺旋桨精加工装置7进行复位,防止螺旋桨在吊装过程中发生碰撞,再通过吊装方法对螺旋桨进行翻面,翻面完成后,重复第二步至第五步。直到螺旋桨所有的叶根和桨毂加工完毕。加工完成后排屑装置5将加工产生的废料排出,方便对废料进行回收。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。
Claims (8)
1.一种船用螺旋桨加工专用机床,包括作业基础(1),其特征在于,所述作业基础(1)中央开设有用于安放待加工螺旋桨的地坑(3);所述地坑(3)中安置有螺旋桨安装定位装置(2);
所述螺旋桨安装定位装置(2)周围设置有机床驱动装置(4);
所述机床驱动装置(4)上对应所述螺旋桨安装定位装置(2)的一侧设置有用于螺旋桨加工的螺旋桨粗加工装置(6),另一侧设置有用于螺旋桨加工的螺旋桨精加工装置(7),所述螺旋桨粗加工装置(6)和螺旋桨精加工装置(7)可同时对螺旋桨的叶根和桨毂进行粗精加工;
所述螺旋桨粗加工装置(6)顶部安装有角度头(6-2),所述螺旋桨精加工装置(7)的顶部安装有数控铣头(7-1);所述角度头(6-2)的功率大于数控铣头(7-1),用于快速去除大量余量;
所述机床驱动装置(4)的周围布置有排屑装置(5);
所述螺旋桨粗加工装置(6)和螺旋桨精加工装置(7)可选用相同的动力头。
2.根据权利要求1所述的一种船用螺旋桨加工专用机床,其特征在于,所述螺旋桨安装定位装置(2)由套筒(2-3),芯轴(2-1)和锁紧机构(2-2)构成,所述套筒(2-3)竖直安置在地坑(3)中,所述芯轴(2-1)插入螺旋桨孔中,底端固定在套筒(2-3)上,顶端套装锁紧机构(2-2)用于将螺旋桨夹紧。
3.根据权利要求1所述的一种船用螺旋桨加工专用机床,其特征在于,所述机床驱动装置(4)由圆环形基座(4-1),环形导轨(4-2),齿轮齿条机构(4-3)构成,所述圆环形基座(4-1)上端安置所述环形导轨(4-2),所述环形导轨(4-2)用于支撑所述螺旋桨粗加工装置(6)和螺旋桨精加工装置(7);所述环形导轨(4-2)外围布置有齿轮齿条机构(4-3),用于驱动螺旋桨粗加工装置(6)和螺旋桨精加工装置(7)围绕螺旋桨转动。
4.根据权利要求1所述的一种船用螺旋桨加工专用机床,其特征在于,所述螺旋桨粗加工装置(6)由盘铣刀(6-1)、角度头(6-2)、连接盘(6-3)、主立柱A(6-4)、方滑枕A(6-5)、双维一体式导轨A(6-6)、基座A(6-7)构成,所述基座A(6-7)设置在所述环形导轨(4-2)的一侧,所述基座A(6-7)的上部布置有所述双维一体式导轨A(6-6),所述双维一体式导轨A(6-6)的顶部布置有所述主立柱A(6-4),定义向螺旋桨中心运动方向为X方向,与X方向垂直的方向为Y方向;通过伺服电机驱动所述双维一体式导轨A(6-6)带动所述主立柱A(6-4)沿X、Y轴方向同时做往复直线运动。
5.根据权利要求4所述的一种船用螺旋桨加工专用机床,其特征在于,所述主立柱A(6-4)的中间布置有所述方滑枕A(6-5),所述主立柱A(6-4)与方滑枕A(6-5)通过燕尾槽相连接,定义与X方向和Y方向组成平面相垂直的为Z方向,伺服电机驱动所述方滑枕A(6-5)沿Z轴方向做往复直线运动;所述方滑枕A(6-5)内部布置有机械主轴,所述角度头(6-2)通过连所述接盘(6-3)与机械主轴相连接,所述盘铣刀(6-1)通过刀柄安装在所述角度头(6-2)的前段,用于对螺旋桨的桨毂进行粗加工。
6.根据权利要求1所述的一种船用螺旋桨加工专用机床,其特征在于,所述螺旋桨精加工装置(7)由数控铣头(7-1)、主立柱B(7-2)、方滑枕B(7-3)、双维一体式导轨B(7-4)和基座B(7-5)构成,所述基座B(7-5)安装在所述环形导轨(4-2)的另一侧,所述基座B(7-5)的上部布置有所述双维一体式导轨B(7-4),所述双维一体式导轨B(7-4)的顶部布置有所述主立柱B(7-2),通过伺服电机驱动所述双维一体式导轨B(7-4)带动所述主立柱B(7-2)沿X、Y轴方向同时做往复直线运动。
7.根据权利要求6所述的一种船用螺旋桨加工专用机床,其特征在于,所述主立柱B(7-2)的中间布置有所述方滑枕B(7-3),所述主立柱B(7-2)与方滑枕B(7-3)通过燕尾槽相连接,伺服电机驱动所述方滑枕B(7-3)沿Z轴方向做往复直线运动;所述方滑枕B(7-3)顶部布置有数控铣头(7-1),定义绕Z轴旋转方向为B方向,所述数控铣头(7-1)内部布置有伺服电机驱动其沿B轴方向±180°旋转,方便所述螺旋桨精加工装置(7)对螺旋桨的叶根、桨毂进行精加工,同时避免干涉。
8.一种通过如权利要求1-7中任一项所述的船用螺旋桨加工专用机床加工叶根和桨毂的方法,其特征在于,
S1,在初始位置时,将芯轴(2-1)插入叶片已加工好的螺旋桨中,另一端锁紧机构(2-2)用于将螺旋桨锁紧在芯轴(2-1)上,防止加工过程中螺旋桨发生窜动,并通过吊装方式将螺旋桨固定在套筒(2-3)上;
S2,所述机床驱动装置(4)开始工作,螺旋桨粗加工装置(6)中基座A(6-7)的一端布置的伺服电机开始工作,伺服电机驱动齿轮齿条机构(4-3)运动,同时带动螺旋桨粗加工装置(6)沿布置在基座(4-1)上的环形导轨(4-2)运动,当螺旋桨粗加工装置(6)运动到指定位置时,机床驱动装置(4)停止工作;
S3,螺旋桨粗加工装置(6)开始工作,双维一体式导轨A(6-6)中X轴方向和Y轴方向布置的两个伺服电机开始正反转动,驱动双维一体式导轨A(6-6)带动主立柱A(6-4)沿X、Y轴方向同时做往复直线运动,当主立柱A(6-4)移动到指定位置后,主立柱A(6-4)中的伺服电机正转,带动方滑枕A(6-5)沿Z轴方向向上移动;当盘铣刀(6-1)与螺旋桨桨毂端面接触时,伺服电机停转,方滑枕A(6-5)中的电主轴开始转动,带动安装在连接盘(6-3)上的角度头(6-2)转动,最终带动安装在角度头(6-2)上的盘铣刀(6-1)转动;在加工过程中通过数控系统控制双维一体式导轨A(6-6)和主立柱A(6-4)中的伺服电机转动,实现角度头(6-2)沿X、Y、Z三个方向的移动,进而可以实现螺旋桨粗加工装置(6)对螺旋桨桨毂的粗加工;螺旋桨桨毂粗加工完成后,螺旋桨粗加工装置(6)停止工作并返回初始位置;
S4,机床驱动装置(4)开始工作,驱动螺旋桨粗加工装置(6)沿布置在基座(4-1)上的环形导轨(4-2)继续运动到螺旋桨桨毂未加工区域后停止,然后重复S3操作;同时,驱动装置(4)驱动螺旋桨精加工装置(7)沿布置在基座(4-1)上的环形导轨(4-2)运动,当螺旋桨精加工装置(7)运动到螺旋桨粗加工装置(6)已加工完成的区域时,机床驱动装置(4)停止工作;
S5,螺旋桨精加工装置(7)开始工作,双维一体式导轨B(7-4)中X轴方向和Y轴方向布置的两个伺服电机正反转动,驱动双维一体式导轨B(7-4)带动主立柱B(7-2)沿X、Y轴方向同时做往复直线运动,当主立柱B(7-2)移动到指定位置后,主立柱B(7-2)中的伺服电机正转,带动方滑枕B(7-3)沿Z轴方向向上移动;方滑枕的顶端布置有数控铣头(7-1),所述数控铣头(7-1)顶端的盘铣刀与螺旋桨桨毂端面接触时,伺服电机停转,方滑枕停止工作;数控铣头(7-1)开始工作,在加工过程中通过数控系统控制双维一体式导轨B(7-4)和主立柱B(7-2)中的伺服电机转动,实现数控铣头(7-1)沿X、Y、Z三个方向的移动,进而可以实现螺旋桨精加工装置(7)对螺旋桨桨毂的精加工;螺旋桨桨毂精加工完成后,数控铣头(7-1)内部布置有伺服电机驱动其沿B轴方向±180°旋转,方便对螺旋桨的叶根部位进行加工;螺旋桨桨毂和叶根精加工完成后,螺旋桨精加工装置(7)停止工作并返回初始位置;然后,螺旋桨粗加工装置(6)和螺旋桨精加工装置(7)继续重复S4与S5操作,直到该螺旋桨水平中线以下所有的叶根和桨毂区域加工完毕;
S6,对螺旋桨水平中线以上的叶根和桨毂区域进行加工,首先对螺旋桨粗加工装置(6)和螺旋桨精加工装置(7)进行复位,防止螺旋桨在吊装过程中发生碰撞,再通过吊装方法对螺旋桨进行翻面,翻面完成后,重复S2-S5,直到螺旋桨所有的叶根和桨毂加工完毕,加工完成后排屑装置(5)将加工产生的废料排出,方便对废料进行回收。
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