CN117001369B - 一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机，涉及机械加工技术领域，包括工作台和负角度加工组件，所述工作台顶部右端固定安装有机箱。本发明在使用过程中，Y轴滑块通过位于Y轴电动导轨延伸方向的移动实现Y轴方向的位移调整，而Z轴滑块通过位于Z轴电动导轨延伸方向的移动实现Z轴方向的位移调整，配合X轴滑座位于工作台顶部左端X轴电动导轨延伸方向的移动，实现本申请动柱式龙门加工中心的三轴位移，通过将X轴方向的移动集成于工作台而非横梁之上，可以在有限的工作台行程基础上，通过X轴滑座的相对位移，以增加机床的行程，使得本申请的五轴机床可以适配长轴类工件以及大面积工件的加工需求。

Description

一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机。

背景技术

动柱式龙门加工中心是一种基于计算机控制技术和现代数控制造技术的高新技术产物，其主要结构由加工台、竖直柱、横梁和加工头等部分组成，其加工台的尺寸和承载能力要远高于普通机床，可以实现大型和超大型工件的加工，动柱式龙门加工中心是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的手段。

在船用螺旋桨生产过程中，需要在桨毂部位开设凹槽用以安装桨叶，键槽因其特殊的尺寸构造存在着负角度曲面，负角度曲面如果使用三轴数控机床加工，加工制造中存在加工盲区，无法达到使用标准，并且，桨毂多为圆锥或圆台形，其与艉轴相贴合的尾端需要开设键槽用以通过艉轴带动螺旋桨旋转，故而在加工时需要将桨毂倒立放置，但是其圆锥或圆台外形结构在倒立放置时很不稳定，在加工时存在倾覆的风险。

于是，有鉴于此，针对现有的结构不足予以研究改良，提出一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机，包括工作台和负角度加工组件，所述工作台顶部右端固定安装有机箱，且机箱正面固定安装有控制面板，所述负角度加工组件设于机箱左侧，所述负角度加工组件包括传动杆、端头、滑槽、燕尾槽、燕尾块、刀具、调节块、螺纹孔、环套、螺杆和蝶形螺母，所述传动杆底端固定连接有端头，且端头底部中端开设有滑槽，所述端头底部两侧开设有燕尾槽，且端头底部衔接有与燕尾槽滑动配合的燕尾块，所述燕尾块底部通过螺栓固定连接有刀具，且燕尾块顶端一体式固定有调节块，并且调节块中部开设有螺纹孔，所述端头外部套装有环套，且环套内部转动安装有螺杆，所述螺杆通过螺纹孔与调节块螺纹连接，且螺杆输入端共轴固定有蝶形螺母。

进一步的，所述工作台顶部左端固定安装有X轴电动导轨，且X轴电动导轨顶部沿其延伸方向滑动安装有X轴滑座。

进一步的，所述X轴滑座顶部左端固定安装有A轴控制电机，且A轴控制电机输出端固定连接有轴杆。

进一步的，所述轴杆末端共轴固定有摆动座，且摆动座中部固定安装有C轴回转台。

进一步的，所述C轴回转台正面右侧设有蜗杆控制电机，且C轴回转台顶部转动安装有与蜗杆控制电机咬合传动的蜗轮转盘。

进一步的，所述蜗轮转盘中部开设有穿孔，且穿孔开口环形阵列分布有三处轴承座，所述轴承座内部通过扭簧转动安装有U形夹块，且U形夹块与被夹持桨毂底端锥面相配合。

进一步的，所述蜗轮转盘左端固定安装有夹持组件，所述夹持组件包括安装座、台阶槽、转杆和锁头，所述安装座根部与蜗轮转盘一体式固定，且安装座中部开设有向内凹陷的台阶槽，所述台阶槽右端底部转动安装有转杆，且转杆顶端固定连接有锁头。

进一步的，所述夹持组件还包括压板、锁槽、固定夹头和弹性夹头，所述台阶槽左端顶部转动安装有压板，且压板左端贯穿开设有锁槽，所述锁槽开设长度大于锁头长度，且锁槽开设宽度小于锁头长度，所述压板右端一体式固定安装有固定夹头，且压板中端弹性连接有弹性夹头。

进一步的，所述机箱左端固定安装有Y轴电动导轨，且Y轴电动导轨沿其延伸方向滑动安装有Y轴滑块。

进一步的，所述Y轴滑块左端固定安装有Z轴电动导轨，且Z轴电动导轨沿其延伸方向滑动安装有Z轴滑块，并且Z轴滑块内部设有与传动杆共轴固定的电机。

本发明提供了一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机，具备以下有益效果：

1、本发明使用过程中，A轴控制电机通过轴杆控制摆动座的摆动，以及在蜗杆控制电机与蜗轮转盘的咬合传动作用下控制C轴回转台的旋转，使得本申请在原有三轴数控机床的基础上增加A轴与C轴两个自由度，通过被夹持桨毂的摆动旋转以更好实现凹槽负角度曲面的加工，降低三轴数控机床的加工盲区，此外，本申请还对刀具夹持机构进行针对性改进，在负角度加工组件作用下，通过拧动蝶形螺母进而带动螺杆位于环套内旋转，在螺杆与调节块中部螺纹孔的螺纹连接作用下，带动调节块位于端头底部中端滑槽内滑移，进而带动燕尾块位于调节块底部两侧的燕尾槽内发生位置偏移，通过使刀具偏移传动杆的旋转轴，使得刀具可以贴合于桨毂凹槽底端的负角度曲面进行加工，解决传统三轴数控机床难以加工负角度曲面的不足之处。

2、本发明使用过程中，为解决桨毂倒置加工时因其圆锥外形造成放置不稳定的技术问题，本申请通过夹持组件的设置，使用时，将桨毂倒置并将其顶点放置于蜗轮转盘中部穿孔中，桨毂的锥面与穿孔开口圆形阵列分布的三处轴承座内的U形夹块相贴合，保持桨毂顶点处的夹持稳定，此后，将压板位于安装座左端翻转，使得压板中端的弹性夹头及末端的固定夹头与桨毂的圆底配合实现夹持，此时，锁头以平直状态穿过压板初始端的锁槽，转动锁头使其通过转杆位于台阶槽右侧底端旋转，使得锁头以竖直状态实现对锁槽的锁定，此时，在夹持组件作用下即可实现对桨毂锥面与圆底的稳固夹持，既可对其侧面进行桨叶安装凹槽的负角度曲面加工，还可对桨毂圆底的艉轴键槽进行加工，使得在进行桨毂生产时可以连续进行桨叶凹槽以及艉轴键槽的机加工作业，一方面可以降低因重复装夹导致的定位误差，另一方面还因节省了重复装夹导致的停机时间，因而提升了桨毂的机加工效率。

3、本发明使用过程中，Y轴滑块通过位于Y轴电动导轨延伸方向的移动实现Y轴方向的位移调整，而Z轴滑块通过位于Z轴电动导轨延伸方向的移动实现Z轴方向的位移调整，配合X轴滑座位于工作台顶部左端X轴电动导轨延伸方向的移动，实现本申请动柱式龙门加工中心的三轴位移，通过将X轴方向的移动集成于工作台而非横梁之上，可以在有限的工作台行程基础上，通过X轴滑座的相对位移，以增加机床的行程，使得本申请的五轴机床可以适配长轴类工件以及大面积工件的加工需求。

附图说明

图1为本发明的整体正视结构示意图；

图2为本发明的X轴滑座正视结构示意图；

图3为本发明的蜗轮转盘正视结构示意图；

图4为本发明的夹持组件爆炸结构示意图；

图5为本发明的整体部分结构示意图；

图6为本发明的负角度加工组件爆炸结构示意图。

图中：1、工作台；2、X轴电动导轨；3、X轴滑座；4、A轴控制电机；5、轴杆；6、摆动座；7、C轴回转台；8、蜗杆控制电机；9、蜗轮转盘；10、穿孔；11、轴承座；12、U形夹块；13、夹持组件；1301、安装座；1302、台阶槽；1303、转杆；1304、锁头；1305、压板；1306、锁槽；1307、固定夹头；1308、弹性夹头；14、机箱；15、控制面板；16、Y轴电动导轨；17、Y轴滑块；18、Z轴电动导轨；19、Z轴滑块；20、负角度加工组件；2001、传动杆；2002、端头；2003、滑槽；2004、燕尾槽；2005、燕尾块；2006、刀具；2007、调节块；2008、螺纹孔；2009、环套；2010、螺杆；2011、蝶形螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机，包括工作台1和负角度加工组件20，工作台1顶部右端固定安装有机箱14，且机箱14正面固定安装有控制面板15，负角度加工组件20设于机箱14左侧，负角度加工组件20包括传动杆2001、端头2002、滑槽2003、燕尾槽2004、燕尾块2005、刀具2006、调节块2007、螺纹孔2008、环套2009、螺杆2010和蝶形螺母2011，传动杆2001底端固定连接有端头2002，且端头2002底部中端开设有滑槽2003，端头2002底部两侧开设有燕尾槽2004，且端头2002底部衔接有与燕尾槽2004滑动配合的燕尾块2005，燕尾块2005底部通过螺栓固定连接有刀具2006，且燕尾块2005顶端一体式固定有调节块2007，并且调节块2007中部开设有螺纹孔2008，端头2002外部套装有环套2009，且环套2009内部转动安装有螺杆2010，螺杆2010通过螺纹孔2008与调节块2007螺纹连接，且螺杆2010输入端共轴固定有蝶形螺母2011；

具体操作如下，本申请还对刀具2006夹持机构进行针对性改进，在负角度加工组件20作用下，通过拧动蝶形螺母2011进而带动螺杆2010位于环套2009内旋转，在螺杆2010与调节块2007中部螺纹孔2008的螺纹连接作用下，带动调节块2007位于端头2002底部中端滑槽2003内滑移，进而带动燕尾块2005位于调节块2007底部两侧的燕尾槽2004内发生位置偏移，通过使刀具2006偏移传动杆2001的旋转轴，使得刀具2006可以贴合于桨毂凹槽底端的负角度曲面进行加工，解决传统三轴数控机床难以加工负角度曲面不足之处；

请参阅图1至图4，工作台1顶部左端固定安装有X轴电动导轨2，且X轴电动导轨2顶部沿其延伸方向滑动安装有X轴滑座3，X轴滑座3顶部左端固定安装有A轴控制电机4，且A轴控制电机4输出端固定连接有轴杆5，轴杆5末端共轴固定有摆动座6，且摆动座6中部固定安装有C轴回转台7，C轴回转台7正面右侧设有蜗杆控制电机8，且C轴回转台7顶部转动安装有与蜗杆控制电机8咬合传动的蜗轮转盘9，蜗轮转盘9中部开设有穿孔10，且穿孔10开口环形阵列分布有三处轴承座11，轴承座11内部通过扭簧转动安装有U形夹块12，且U形夹块12与被夹持桨毂底端锥面相配合，蜗轮转盘9左端固定安装有夹持组件13，夹持组件13包括安装座1301、台阶槽1302、转杆1303和锁头1304，安装座1301根部与蜗轮转盘9一体式固定，且安装座1301中部开设有向内凹陷的台阶槽1302，台阶槽1302右端底部转动安装有转杆1303，且转杆1303顶端固定连接有锁头1304，夹持组件13还包括压板1305、锁槽1306、固定夹头1307和弹性夹头1308，台阶槽1302左端顶部转动安装有压板1305，且压板1305左端贯穿开设有锁槽1306，锁槽1306开设长度大于锁头1304长度，且锁槽1306开设宽度小于锁头1304长度，压板1305右端一体式固定安装有固定夹头1307，且压板1305中端弹性连接有弹性夹头1308；

具体操作如下，A轴控制电机4通过轴杆5控制摆动座6的摆动，以及在蜗杆控制电机8与蜗轮转盘9的咬合传动作用下控制C轴回转台7的旋转，使得本申请在原有三轴数控机床的基础上增加A轴与C轴两个自由度，通过被夹持桨毂的摆动旋转以更好实现凹槽负角度曲面的加工，降低三轴数控机床的加工盲区，为解决桨毂倒置加工时因其圆锥外形造成放置不稳定的技术问题，本申请通过夹持组件13的设置，使用时，将桨毂倒置并将其顶点放置于蜗轮转盘9中部穿孔10中，桨毂的锥面与穿孔10开口圆形阵列分布的三处轴承座11内的U形夹块12相贴合，保持桨毂顶点处的夹持稳定，此后，将压板1305位于安装座1301左端翻转，使得压板1305中端的弹性夹头1308及末端的固定夹头1307与桨毂的圆底配合实现夹持，此时，锁头1304以平直状态穿过压板1305初始端的锁槽1306，转动锁头1304使其通过转杆1303位于台阶槽1302右侧底端旋转，使得锁头1304以竖直状态实现对锁槽1306的锁定；

请参阅图5，机箱14左端固定安装有Y轴电动导轨16，且Y轴电动导轨16沿其延伸方向滑动安装有Y轴滑块17，Y轴滑块17左端固定安装有Z轴电动导轨18，且Z轴电动导轨18沿其延伸方向滑动安装有Z轴滑块19，并且Z轴滑块19内部设有与传动杆2001共轴固定的电机；

具体操作如下，Y轴滑块17通过位于Y轴电动导轨16延伸方向的移动实现Y轴方向的位移调整，而Z轴滑块19通过位于Z轴电动导轨18延伸方向的移动实现Z轴方向的位移调整，配合X轴滑座3位于工作台1顶部左端X轴电动导轨2延伸方向的移动，实现本申请动柱式龙门加工中心的三轴位移，通过将X轴方向的移动集成于工作台1而非横梁之上，可以在有限的工作台1行程基础上，通过X轴滑座3的相对位移，以增加机床的行程，使得本申请的五轴机床可以适配长轴类工件以及大面积工件的加工需求。

综上，一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机，Y轴滑块17通过位于Y轴电动导轨16延伸方向的移动实现Y轴方向的位移调整，而Z轴滑块19通过位于Z轴电动导轨18延伸方向的移动实现Z轴方向的位移调整，配合X轴滑座3位于工作台1顶部左端X轴电动导轨2延伸方向的移动，实现本申请动柱式龙门加工中心的三轴位移，通过将X轴方向的移动集成于工作台1而非横梁之上，可以在有限的工作台1行程基础上，通过X轴滑座3的相对位移，以增加机床的行程，使得本申请的五轴机床可以适配长轴类工件以及大面积工件的加工需求，A轴控制电机4通过轴杆5控制摆动座6的摆动，以及在蜗杆控制电机8与蜗轮转盘9的咬合传动作用下控制C轴回转台7的旋转，使得本申请在原有三轴数控机床的基础上增加A轴与C轴两个自由度，通过被夹持桨毂的摆动旋转以更好实现凹槽负角度曲面的加工，降低三轴数控机床的加工盲区，此外，本申请还对刀具2006夹持机构进行针对性改进，在负角度加工组件20作用下，通过拧动蝶形螺母2011进而带动螺杆2010位于环套2009内旋转，在螺杆2010与调节块2007中部螺纹孔2008的螺纹连接作用下，带动调节块2007位于端头2002底部中端滑槽2003内滑移，进而带动燕尾块2005位于调节块2007底部两侧的燕尾槽2004内发生位置偏移，通过使刀具2006偏移传动杆2001的旋转轴，使得刀具2006可以贴合于桨毂凹槽底端的负角度曲面进行加工，解决传统三轴数控机床难以加工负角度曲面的不足之处，为解决桨毂倒置加工时因其圆锥外形造成放置不稳定的技术问题，本申请通过夹持组件13的设置，使用时，将桨毂倒置并将其顶点放置于蜗轮转盘9中部穿孔10中，桨毂的锥面与穿孔10开口圆形阵列分布的三处轴承座11内的U形夹块12相贴合，保持桨毂顶点处的夹持稳定，此后，将压板1305位于安装座1301左端翻转，使得压板1305中端的弹性夹头1308及末端的固定夹头1307与桨毂的圆底配合实现夹持，此时，锁头1304以平直状态穿过压板1305初始端的锁槽1306，转动锁头1304使其通过转杆1303位于台阶槽1302右侧底端旋转，使得锁头1304以竖直状态实现对锁槽1306的锁定，此时，在夹持组件13作用下即可实现对桨毂锥面与圆底的稳固夹持，既可对其侧面进行桨叶安装凹槽的负角度曲面加工，还可对桨毂圆底的艉轴键槽进行加工，使得在进行桨毂生产时可以连续进行桨叶凹槽以及艉轴键槽的机加工作业，一方面可以降低因重复装夹导致的定位误差，另一方面还因节省了重复装夹导致的停机时间，因而提升了桨毂的机加工效率，缩短生产时间。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施。

Claims (3)

1.一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机，其特征在于，包括工作台（1）和负角度加工组件（20），所述工作台（1）顶部右端固定安装有机箱（14），且机箱（14）正面固定安装有控制面板（15），所述负角度加工组件（20）设于机箱（14）左侧，所述负角度加工组件（20）包括传动杆（2001）、端头（2002）、滑槽（2003）、燕尾槽（2004）、燕尾块（2005）、刀具（2006）、调节块（2007）、螺纹孔（2008）、环套（2009）、螺杆（2010）和蝶形螺母（2011），所述传动杆（2001）底端固定连接有端头（2002），且端头（2002）底部中端开设有滑槽（2003），所述端头（2002）底部两侧开设有燕尾槽（2004），且端头（2002）底部衔接有与燕尾槽（2004）滑动配合的燕尾块（2005），所述燕尾块（2005）底部通过螺栓固定连接有刀具（2006），且燕尾块（2005）顶端一体式固定有调节块（2007），并且调节块（2007）中部开设有螺纹孔（2008），所述端头（2002）外部套装有环套（2009），且环套（2009）内部转动安装有螺杆（2010），所述螺杆（2010）通过螺纹孔（2008）与调节块（2007）螺纹连接，且螺杆（2010）输入端共轴固定有蝶形螺母（2011）；

通过拧动蝶形螺母（2011）进而带动螺杆（2010）位于环套（2009）内旋转，在螺杆（2010）与调节块（2007）中部螺纹孔（2008）的螺纹连接作用下，带动调节块（2007）位于端头（2002）底部中端滑槽（2003）内滑移，进而带动燕尾块（2005）位于调节块（2007）底部两侧的燕尾槽（2004）内发生位置偏移，通过使刀具（2006）偏移传动杆（2001）的旋转轴，使得刀具（2006）可以贴合于桨毂凹槽底端的负角度曲面进行加工；

所述工作台（1）顶部左端固定安装有X轴电动导轨（2），且X轴电动导轨（2）顶部沿其延伸方向滑动安装有X轴滑座（3）；

所述X轴滑座（3）顶部左端固定安装有A轴控制电机（4），且A轴控制电机（4）输出端固定连接有轴杆（5）；

所述轴杆（5）末端共轴固定有摆动座（6），且摆动座（6）中部固定安装有C轴回转台（7）；

所述C轴回转台（7）正面右侧设有蜗杆控制电机（8），且C轴回转台（7）顶部转动安装有与蜗杆控制电机（8）咬合传动的蜗轮转盘（9）；

所述蜗轮转盘（9）中部开设有穿孔（10），且穿孔（10）开口环形阵列分布有三处轴承座（11），所述轴承座（11）内部通过扭簧转动安装有U形夹块（12），且U形夹块（12）与被夹持桨毂底端锥面相配合；

所述蜗轮转盘（9）左端固定安装有夹持组件（13），所述夹持组件（13）包括安装座（1301）、台阶槽（1302）、转杆（1303）和锁头（1304），所述安装座（1301）根部与蜗轮转盘（9）一体式固定，且安装座（1301）中部开设有向内凹陷的台阶槽（1302），所述台阶槽（1302）右端底部转动安装有转杆（1303），且转杆（1303）顶端固定连接有锁头（1304）；

所述夹持组件（13）还包括压板（1305）、锁槽（1306）、固定夹头（1307）和弹性夹头（1308），所述台阶槽（1302）左端顶部转动安装有压板（1305），且压板（1305）左端贯穿开设有锁槽（1306），所述锁槽（1306）开设长度大于锁头（1304）长度，且锁槽（1306）开设宽度小于锁头（1304）长度，所述压板（1305）右端一体式固定安装有固定夹头（1307），且压板（1305）中端弹性连接有弹性夹头（1308）。

2.根据权利要求1所述的一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机，其特征在于，所述机箱（14）左端固定安装有Y轴电动导轨（16），且Y轴电动导轨（16）沿其延伸方向滑动安装有Y轴滑块（17）。

3.根据权利要求2所述的一种大行程的螺旋桨负角度加工动柱机，其特征在于，所述Y轴滑块（17）左端固定安装有Z轴电动导轨（18），且Z轴电动导轨（18）沿其延伸方向滑动安装有Z轴滑块（19），并且Z轴滑块（19）内部设有与传动杆（2001）共轴固定的电机。