大型整體式船用螺旋槳型面數(shù)控磨削機(jī)床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及的是大型船用螺旋槳型面的高效精密加工，具體的說(shuō)，是涉及一種大型整體式螺旋槳葉型面數(shù)控磨削加工機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]大型整體螺旋槳作為現(xiàn)代大型艦船推進(jìn)裝置的重要零件，其直徑一般超過(guò)3.5m，加之其槳葉型面為復(fù)雜曲面，該型面制造精度及表面質(zhì)量的高低將直接影響大型艦船在水中的推進(jìn)效能及其噪音水平。整體螺旋槳主要由青銅合金材料澆鑄造成整體毛坯，由于在實(shí)際鑄造過(guò)程中影響鑄件收縮變形因素復(fù)雜和較難避免鑄造工藝缺陷，不得不加放鑄造余量，因此需要對(duì)整體螺旋槳毛坯多余的鑄造余量進(jìn)行去除加工才能完成其精確型面的制造。國(guó)內(nèi)外目前加工整體螺旋槳主要采用以下設(shè)備和方法:
[0003]1)大多數(shù)螺旋槳制造企業(yè)主要采用鉗工以鏟磨方式結(jié)合螺旋槳葉型面截面樣板對(duì)比逐漸加工出葉片型面，最后通過(guò)手工砂帶或砂輪機(jī)修磨精整其槳葉型面，對(duì)于大型螺旋槳葉片手工鏟磨的加工周期來(lái)說(shuō)，少則需要數(shù)周，多則數(shù)月甚至以年計(jì)；
[0004]2)少數(shù)企業(yè)采用進(jìn)口單臺(tái)價(jià)值為數(shù)千萬(wàn)人民幣的重型龍門式雙擺頭五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床進(jìn)行大型整體螺旋槳葉的單面銑削，再翻面裝夾后繼續(xù)進(jìn)行槳葉另外一面鑄造余量的材料去除，最后通過(guò)操作工人手持砂輪機(jī)或者砂帶機(jī)修磨至最終光滑的型面；
[0005]3)極少數(shù)企業(yè)采用單臺(tái)價(jià)值為數(shù)百萬(wàn)人民幣的專用多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控砂帶磨床進(jìn)行整體螺旋槳單面磨削，再翻面裝夾后繼續(xù)進(jìn)行槳葉另外一面鑄造余量的磨削去除直至加工出整體螺旋槳的型面；
[0006]上述單獨(dú)采用人工鏟磨方式或者數(shù)控砂帶磨削及銑削加工整體螺旋槳方法的主要是冋題是:
[0007]1.手工方式鏟磨或打磨大型船用整體槳對(duì)鏟磨工人不僅技藝要求較高，而且作業(yè)環(huán)境極其惡劣，打磨粉塵污染嚴(yán)重，對(duì)工人身心健康影響較大，導(dǎo)致整體槳生產(chǎn)效率底下，很難滿足現(xiàn)代大型艦船對(duì)船用螺旋槳的加工技術(shù)需求。
[0008]2.大型整體螺旋槳型面的數(shù)控加工需采購(gòu)重型雙擺頭式的五軸數(shù)控龍門銑床或?qū)Ｓ枚噍S數(shù)控砂帶磨床等及其昂貴生產(chǎn)設(shè)備才能實(shí)施，給這些大型整體螺旋槳生產(chǎn)廠家和廣大船舶修造廠及船舶用戶造成了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，設(shè)計(jì)一種可實(shí)現(xiàn)大型整體船用螺旋槳毛坯余量的材料磨削去除及表面光整處理的高效數(shù)控磨削加工機(jī)床。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0011]大型整體式船用螺旋槳型面數(shù)控磨削機(jī)床，包括安裝在地面的以龍門方式布置的雙立柱結(jié)構(gòu)，在雙立柱之間設(shè)置有數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，大型整體船用螺旋槳毛坯工件安裝在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作支承工作端面上，在雙立柱頂端設(shè)置有橫梁，橫梁側(cè)面安裝設(shè)置可伺服驅(qū)動(dòng)作直線移動(dòng)的六軸工業(yè)機(jī)器人，在機(jī)器人末端關(guān)節(jié)的法蘭上連接有用于實(shí)現(xiàn)磨削去除作用的磨削裝置，通過(guò)磨削裝置上的磨削電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂帶進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)數(shù)字控制系統(tǒng)對(duì)六軸工業(yè)機(jī)器人多關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)與橫梁上的直線運(yùn)動(dòng)及數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行聯(lián)合控制，最終實(shí)現(xiàn)砂帶與整體螺旋槳葉型面表面進(jìn)行精準(zhǔn)的切觸實(shí)現(xiàn)對(duì)槳葉鑄造余量材料的磨削去除及表面光整加工。
[0012]所述的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)安裝固定在雙立柱之間的地面上，大型整體船用螺旋槳毛坯工件通過(guò)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的支承端面進(jìn)行安裝固定，在雙立柱頂端固定有橫梁，在橫梁側(cè)面設(shè)置有2條直線導(dǎo)軌，在直線導(dǎo)軌之間設(shè)置有1根滾珠絲桿，在滾珠絲桿上安裝有絲桿螺母，絲桿螺母固定在滑板上，同時(shí)，滑板與直線導(dǎo)軌上設(shè)置的導(dǎo)軌滑塊連接，滑板端面通過(guò)螺栓與六軸工業(yè)機(jī)器人的底座連接固定，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)安裝有絲桿螺母的滑板載著六軸工業(yè)機(jī)器人沿著橫梁進(jìn)行直線方向移動(dòng)。
[0013]所述的法蘭連接板聯(lián)接六軸工業(yè)機(jī)器人末端關(guān)節(jié)與磨削裝置，通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)磨削裝置上的連接板與工業(yè)機(jī)器人第六軸關(guān)節(jié)執(zhí)行末端上的法蘭固接。
[0014]所述的磨削裝置包括法蘭連接板、磨頭電機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪、過(guò)渡輪和接觸輪，設(shè)置在法蘭連接板側(cè)面上安裝有磨頭電機(jī)，磨頭電機(jī)的電機(jī)軸與驅(qū)動(dòng)輪相連，設(shè)置在連接板側(cè)面上的聯(lián)接板底端設(shè)置有氣缸，氣缸的活塞桿與支撐叉相固結(jié)，支撐叉安裝的回轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有接觸輪，砂帶圍繞在驅(qū)動(dòng)輪、過(guò)渡輪和接觸輪之間，磨頭電機(jī)旋轉(zhuǎn)并通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)砂帶高速運(yùn)動(dòng)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0016](1)本發(fā)明采用在龍門雙立柱上集成安裝有砂帶磨削裝置的工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對(duì)在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的大型整體式船用螺旋槳毛坯的磨削加工，與采購(gòu)昂貴的重型雙擺頭龍門式五軸數(shù)控銑床或大型專用多軸數(shù)控砂帶磨床等設(shè)備相比不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可維修性較好，而且目前六軸機(jī)器人成本較為低廉，只需要添加一套數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和龍門式立柱裝置即可實(shí)現(xiàn)大直徑整體式船用螺旋槳加工，磨削工藝簡(jiǎn)單靈活，易用性強(qiáng)，大大降低了大型整體螺旋槳生產(chǎn)成本；
[0017](2)本發(fā)明采用砂帶磨削裝置中的三角形布局結(jié)構(gòu)與專用多軸數(shù)控砂帶磨床復(fù)雜輪系傳動(dòng)的多邊形布局的磨削機(jī)構(gòu)相比具有更好的力學(xué)穩(wěn)定性，更換砂帶極其方便，同時(shí)還克服了專用多軸數(shù)控砂帶磨床的磨削機(jī)構(gòu)中過(guò)渡壓輪易快速磨損及砂帶蹋邊等技術(shù)缺陷，提高了砂帶使用壽命和磨削質(zhì)量；
[0018](3)本發(fā)明采用在龍門結(jié)構(gòu)上集成工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)整體螺旋槳毛坯的磨削加工方法，相比人工打磨方式，不僅磨削精度與加工質(zhì)量穩(wěn)定性都有較大提高，其橫梁長(zhǎng)度的擴(kuò)展性較易實(shí)現(xiàn)，結(jié)合數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)調(diào)整作用，從而克服了普通六軸工業(yè)機(jī)器人自身工作空間有限的缺點(diǎn)，因而完全能滿足3.5米?12米直徑范圍的大型整體式螺旋槳的磨削加工。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[00