大型整體式船用螺旋槳型面數(shù)控磨削機床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機械制造技術(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，是涉及一種大型整體式螺旋槳葉型面數(shù)控磨削加工機床。
【背景技術(shù)】
[0002]大型整體螺旋槳作為現(xiàn)代大型艦船推進裝置的重要零件，其直徑一般超過3.5m，加之其槳葉型面為復雜曲面，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，由于在實際鑄造過程中影響鑄件收縮變形因素復雜和較難避免鑄造工藝缺陷，不得不加放鑄造余量，因此需要對整體螺旋槳毛坯多余的鑄造余量進行去除加工才能完成其精確型面的制造。國內(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比逐漸加工出葉片型面，最后通過手工砂帶或砂輪機修磨精整其槳葉型面，對于大型螺旋槳葉片手工鏟磨的加工周期來說，少則需要數(shù)周，多則數(shù)月甚至以年計；
[0004]2)少數(shù)企業(yè)采用進口單臺價值為數(shù)千萬人民幣的重型龍門式雙擺頭五軸聯(lián)動數(shù)控銑床進行大型整體螺旋槳葉的單面銑削，再翻面裝夾后繼續(xù)進行槳葉另外一面鑄造余量的材料去除，最后通過操作工人手持砂輪機或者砂帶機修磨至最終光滑的型面；
[0005]3)極少數(shù)企業(yè)采用單臺價值為數(shù)百萬人民幣的專用多軸聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床進行整體螺旋槳單面磨削，再翻面裝夾后繼續(xù)進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，打磨粉塵污染嚴重，對工人身心健康影響較大，導致整體槳生產(chǎn)效率底下，很難滿足現(xiàn)代大型艦船對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)濟負擔；
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的在于克服上述缺陷，設(shè)計一種可實現(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)控磨削加工機床。
[0010]為了實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型采用的技術(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，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)動作直線移動的六軸工業(yè)機器人，在機器人末端關(guān)節(jié)的法蘭上連接有用于實現(xiàn)磨削去除作用的磨削裝置，通過磨削裝置上的磨削電機驅(qū)動砂帶進行高速旋轉(zhuǎn)，通過數(shù)字控制系統(tǒng)對六軸工業(yè)機器人多關(guān)節(jié)聯(lián)動與橫梁上的直線運動及數(shù)控轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動進行聯(lián)合控制，最終實現(xiàn)砂帶與整體螺旋槳葉型面表面進行精準的切觸實現(xiàn)對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數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的支承端面進行安裝固定，在雙立柱頂端固定有橫梁，在橫梁側(cè)面設(shè)置有2條直線導軌，在直線導軌之間設(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，滑板與直線導軌上設(shè)置的導軌滑塊連接，滑板端面通過螺栓與六軸工業(yè)機器人的底座連接固定，伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)帶動安裝有絲桿螺母的滑板載著六軸工業(yè)機器人沿著橫梁進行直線方向移動。
[0013]所述的法蘭連接板聯(lián)接六軸工業(yè)機器人末端關(guān)節(jié)與磨削裝置，通過螺栓實現(xiàn)磨削裝置上的連接板與工業(yè)機器人第六軸關(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、驅(qū)動輪、過渡輪和接觸輪，設(shè)置在法蘭連接板側(cè)面上安裝有磨頭電機，磨頭電機的電機軸與驅(qū)動輪相連，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)動輪、過渡輪和接觸輪之間，磨頭電機旋轉(zhuǎn)并通過驅(qū)動輪帶動砂帶高速運動。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:
[0016](1)本實用新型采用在龍門雙立柱上集成安裝有砂帶磨削裝置的工業(yè)機器人實現(xiàn)對在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上的大型整體式船用螺旋槳毛坯的磨削加工，與采購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)簡單，可維修性較好，而且目前六軸機器人成本較為低廉，只需要添加一套數(shù)控轉(zhuǎn)臺和龍門式立柱裝置即可實現(xiàn)大直徑整體式船用螺旋槳加工，磨削工藝簡單靈活，易用性強，大大降低了大型整體螺旋槳生產(chǎn)成本；
[0017](2)本實用新型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)控砂帶磨床復雜輪系傳動的多邊形布局的磨削機構(gòu)相比具有更好的力學穩(wěn)定性，更換砂帶極其方便，同時還克服了專用多軸數(shù)控砂帶磨床的磨削機構(gòu)中過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)本實用新型采用在龍門結(jié)構(gòu)上集成工業(yè)機器人實現(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，其橫梁長度的擴展性較易實現(xiàn)，結(jié)合數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的旋轉(zhuǎn)調(diào)整作用，從而克服了普通六軸工業(yè)機器人自身工作空間有限的缺點，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。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0020]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0021]圖3