[发明专利]用于螺旋桨加工的立式数控机床及其加工叶根桨毂的方法

说明书

一种用于螺旋桨加工的立式数控机床，待加工的螺旋桨置于安放在加工基面的装夹内，所述机床设置于待加工的螺旋桨的上方，包括桨毂加工装置，回转支撑装置与叶根加工装置，所述回转支撑装置设置在呈垂直放置的螺旋桨上。回转支撑装置与叶根加工装置配置于桨毂加工装置的两侧机床立柱两侧分别布置有加工装置并且机床立柱与旋转平台固定连接，旋转平台同时固定于螺旋桨桨毂端面，可通过一次装夹实现螺旋桨桨毂与叶根的加工，减少装夹次数，降低工人的劳动强度，缩短大型螺旋桨生产周期。

技术领域

发明涉及一种用于螺旋桨加工的立式数控机床，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。

由于螺旋桨的复杂曲面结构特性，其设计与制造难度较高。中国专利“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：CN 108098278A)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：

一种用于螺旋桨加工的立式数控机床，待加工的螺旋桨置于安放在加工基面的夹具内，所述机床设置于待加工的螺旋桨的上方，其特征在于，包括桨毂加工装置1，回转支撑装置2与叶根加工装置3，所述回转支撑装置2设置在呈垂直放置的螺旋桨上，所述桨毂加工装置1与叶根加工装置3配置于回转支撑装置2的两侧；

回转支撑装置2包括旋转分度台2-9，所述旋转分度台2-9位于立柱2-8上靠近螺旋桨的一端，旋转分度台2-9带动立柱2-8旋转，从而带动装在立柱2-8两侧的桨毂加工装置1与叶根加工装置3绕旋转轴进行角度调节；

桨毂加工装置1与叶根加工装置3的执行端设置有电主轴，所述电主轴配置加工刀具，所述桨毂加工装置1与叶根加工装置3能够执行水平方向以及竖直方向的位置调节，从而对螺旋桨的叶根与桨毂进行加工。

进一步的，所述立柱2-8的两侧各纵向布置有一对导轨2-4，所述导轨2-4中间纵向布置有滚珠丝杠2-7，其一端安装在滚珠丝杠固定座2-11上，另一端通过联轴器2-3与伺服电机2-1相连，伺服电机2-1通过电机支撑座2-2安装在立柱2-8上，伺服电机2-1正反转，带动滚珠丝杠2-7正反转，滚珠丝杠2-7带动滑块2-5和螺帽支架2-6沿导轨2-4做竖直运动，从而带动桨毂加工装置1和叶根加工装置3也分别做竖直运动。