[发明专利]一种大型螺旋桨斜床身进给加工机床

说明书

一种大型螺旋桨斜床身进给加工机床，属于数控机床技术领域。该机床包括斜立柱进给床身、机床主轴、工件回转工作台、大型螺旋桨和床身进给机构。本发明通过协调机床与大型螺旋桨之间的几何关系，保证斜立柱进给床身运动至两桨叶之间，减少主轴的悬伸长度；根据不同的斜立柱进给床身选择不同形式的工件回转工作台和床身进给机构，共设计出四种类型的斜立柱进给床身，可以面向不同加工对象进行选择优化应用。本发明提高了主轴加工刚性并解决了因机床振动引起大型螺旋桨加工质量差的问题，特别是立式右斜L型床身进给加工机床稳定性更好，结构紧凑，有效减小了机床的占地面积，满足面向大型螺旋桨高质量加工需求。

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，涉及一种大型螺旋桨斜床身进给加工机床。

背景技术

大型螺旋桨是船舶动力系统的核心部件之一，其制造质量直接决定了舰船的推进效率、操纵性能以及振动特性和安全性等。然而，桨叶形状为三维螺旋曲面，致使螺旋桨在加工过程中工艺复杂，制造难度大。传统的半机械化加工方法效率低，准确性差和劳动强度大，严重制约着大型螺旋桨的加工精度。特别是桨毂和叶根部位，由于桨叶直径大，即使是数控加工方法也只能通过加长主轴的悬伸长度才能保证其加工完整性。

然而，工艺系统刚度与主轴悬伸长度密切相关。主轴悬伸长度的增加显著降低其刚度，尤其是大进给量铣削或磨削加工过程中，低的系统刚度极易引起主轴发生变形，在大切削力作用下无法保证大型螺旋桨的加工质量。因此，为了使加工车床的主轴部件具有高刚度、小振动、小变形、低噪声以及良好的抵抗受迫振动和自激振动能力的动态性能，通过装置创新设计，协调机床与大型螺旋桨之间的几何关系，保证斜立柱进给床身运动至两桨叶之间，从而减少主轴的悬伸长度并提高系统刚度，实现面向大型螺旋桨的高质量加工。

2010年赵虎等在发明专利CN200910038368.6中公开了六轴五联动螺旋桨加工中心，该装置由前底座，后底座，X向滑板，立柱，Y向滑板等组成，实现大型螺旋桨稳定性加工，然而，该装置运动机构繁多复杂，难以保证其加工精度及质量，而且加工过程中需要将螺旋桨轴线平行于地面，操作困难；2014年，周军伟等在发明专利CN201410231006.X中公开了一种导管螺旋桨加工方法，该方法采用多抓卡盘夹持坯料外圆柱面，夹板夹持叶冠固定，使桨叶处于多点固定状态进而提高其刚性，通过设计螺旋桨的专用夹具保证其加工刚性。

然而，上述方法均未提及一种大型螺旋桨斜床身进给加工机床。

发明内容

本发明主要解决的技术难题是克服现有方法的不足，面向大型螺旋桨高质量加工需求，发明了一种大型螺旋桨斜床身进给加工机床。该机床中，创新设计了斜立柱进给床身，有效减少了主轴的悬伸长度并保证了加工刚性，解决了机床振动引起大型螺旋桨加工质量差的问题；设计的进给加工机床具有优良的稳定性并且结构紧凑，有效减小了占地面积；进给加工机床具有4个方向自由度，避免了多轴联动控制带来的误差耦合，保证了零件的加工精度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种大型螺旋桨斜床身进给加工机床，加工机床包括斜立柱进给床身1，机床主轴2，工件回转工作台3，大型螺旋桨4和床身进给机构5；其中，斜立柱进给床身1包括立式斜立柱进给床身和倒立式斜立柱进给床身两大类型，工件回转工作台3包括工件回转工作台形式A和工件回转工作台形式B两种类型，床身进给机构5包括落地式进给机构和龙门式进给机构两种类型。根据不同类型的斜立柱进给床身1选择不同形式的工件回转工作台3和床身进给机构5。

当所述的斜立柱进给床身1为立式斜立柱进给床身时，所述的工件回转工作台3为工件回转工作台形式A，床身进给机构5为落地式进给机构，具体为：