一种面向空化性能优化的表面抛光装置的制作方法

本发明涉及一种面向空化性能优化的表面抛光装置，用于抛光加工螺旋桨表面，形成一种类似鱼鳞纹的表面形貌。

背景技术：

螺旋桨是船舶推进的一重要部件，其制造精度及表面质量直接影响到船舶推进的效果。故保证螺旋桨的制造精度和表面质量，对提高螺旋桨的推进效率、降低振动、噪声等有着非常重要的意义。国家技术监督部门对螺旋桨的制造也提出了更高的要求，各生产制造商为了保证加工生产的质量，正积极努力探索新的加工方法。

船用螺旋桨型面常采用五轴联动数控铣削加工，但加工的表面质量较差，还无法满足船用螺旋桨的要求，需对其表面进行磨削或抛光加工。目前，国内传统的螺旋桨叶面磨削主要是用人工打磨来完成的，此方法不仅费时费力，而且难以保证尺寸精度要求。虽然人工磨削能实现复杂曲面的打磨与抛光，但是由于人的主观影响，曲面表面的质量由操作人员的熟练程度决定，因而无法做到对工件尺寸精度的有效管控，导致加工精度较差、型面的质量难以保证。

现有的砂带磨削技术还不足以加工表面质量非常好的螺旋桨，主要是螺旋桨为大型复杂的自由全面，且要求的尺寸精度高、加工路径规划比较难，再者螺旋桨工作的恶劣环境也要求了其表面质量的完整性。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种面向空化性能优化的表面抛光装置。

本发明技术方案如下：一种面向空化性能优化的表面抛光装置，其特征在于：在减速机的顶部安装抱箍，减速机的后侧设置第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴与减速机的输入端连接，减速机输出轴的左右两端反向伸出减速机的壳体，并分别与两块臂板的后端固定，两块臂板的前端与安装座的后端固定连接，在两块臂板之间设置第二伺服电机，该第二伺服电机的壳体固定于安装座上，第二伺服电机的输出轴伸入安装座中，并通过联轴器与转轴的后端连接，所述转轴通过轴承与安装座相支承，转轴的前端伸出安装座的前端口，在转轴前端的端部套装夹盘，该夹盘上安装印花板。

本发明通过抱箍连接到六轴联动螺旋桨砂带磨床上，可在六个方向自由变动，以适应螺旋桨等复杂多变的自由曲面。采用抱箍实现与六轴联动螺旋桨砂带磨床连接，拆装操作简单、方便，连接的牢靠性好。本发明的前端由印花板平行接触螺旋桨曲面，第二伺服电机的动力通过转轴传递给夹盘及印花板，对螺旋桨曲面进行抛光加工，形成类似鱼鳞纹的表面形貌。第二伺服电机位于两块臂板之间，能有效利用空间，使整体结构更紧凑。两块臂板连接在减速机的输出轴上，形成偏转装置。第一伺服电机用来驱动偏转装置，用来控制印花板的摆角，以使前端的印花板平行接触螺旋桨。在伺服电机与偏转装置中间插入了一个减速机，用于控制偏转装置微小的速度变动，以使印花板与螺旋桨表面完整的近似平行接触。

空化性能是根据水力机械相似原理，利用水力机械模型在专门的实验装置上进行的用以判断模型的参数，通过测试确定水轮机空化性能的空化系数。本发明就是从研磨、抛光着手，从根本上提高表面完整性，使螺旋桨不仅制造精度更高，表面质量更好，还可以在减少表面气泡的同时改善振动噪声。

两块臂板左右平行并对称设置，各臂板的后端套装于减速机输出轴对应端的端部，在臂板后端的外侧设置压盖，该压盖通过螺钉与臂板相固定，压盖上一体形成的环形凸台嵌入臂板中，并与胀紧套抵接，使胀紧套在减速机的输出轴与臂板之间处于膨胀状态。以上结构易于装配，臂板与减速机输出轴接合紧密，连接既牢固又可靠，不仅能确保臂板随减速机输出轴运转的同步性，而且能有效防止臂板发生左右偏摆。

为了简化结构，所述臂板的前端与安装座的后端面贴合，由从前往后穿设的螺钉固定。

所述联轴器通过第一轴承与安装座相支承，第一轴承前端由联轴器上的台阶面限位，第一轴承的后端与密封圈贴合，该密封圈由后侧的孔用挡圈限位，且密封圈通过第二轴承与联轴器相支承。以上结构第一轴承定位的可靠性好，不会发生轴向窜动，能够确保联轴器运转灵活，平稳地进行传动。

所述转轴的中部通过第三轴承与安装座相支承，第三轴承的后端由转轴上的台阶面限位，第三轴承的前端与端盖抵接，该端盖与安装座的前端面贴合，并通过螺钉固定，且端盖由第四轴承支承在转轴上。以上结构第三轴承定位的可靠性好，拆装均很便捷，不会发生轴向窜动，能够使转轴运转灵活。

本发明的有益效果是：

(1)可以获得良好的加工精度及表面质量，减少表面气泡的同时，提高了螺旋桨的推进效率和使用寿命，也降低了振动、噪声；

(2)结构简单、紧凑，易于实施，操作便捷，与六轴联动螺旋桨砂带磨床结合容易，既可实现螺旋桨的精密抛光加工，也可以用于其他零部件的抛光加工，应用范围广泛；

(3)能够使螺旋桨形成类似鱼鳞纹形状的表面形貌，对螺旋桨的空化性能优化有非常重要的意义，可以较好地躲避雷达等探测，从而更好的隐蔽在水中。

附图说明

图1是本发明主视方向的结构示意图。

图2是本发明俯视方向的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2所示，在减速机2的顶部设置抱箍3，抱箍3的底部与减速机2的壳体相固定，本发明可通过抱箍3连接到六轴联动螺旋桨砂带磨床上，可在六个方向自由变动，以适应螺旋桨等复杂多变的自由曲面。减速机2的后侧设置第一伺服电机1，第一伺服电机1的壳体与减速机2的壳体相固定，第一伺服电机1的输出轴与减速机2的输入端连接，减速机2输出轴的左右两端反向伸出减速机2的壳体。

如图1、图2所示，在减速机2的前方以左右并排的方式设置两块臂板4，这两块臂板4左右平行并对称设置，各臂板4的后端套装于减速机2输出轴对应端的端部。在臂板4后端的外侧设置压盖11，该压盖11通过左右方向穿设的螺钉与臂板4相固定，压盖11上一体形成的环形凸台嵌入臂板4中，并与胀紧套12抵接，使胀紧套12在减速机2的输出轴与臂板4之间处于膨胀状态，从而实现减速机2输出轴与臂板4固定在一起。

如图1、图2所示，在两块臂板4的前方设置一个安装座5，臂板4的前端与安装座5的后端面贴合，臂板4与安装座5之间通过从前往后穿设的螺钉固定。在两块臂板4之间设置第二伺服电机6，该第二伺服电机6的壳体固定于安装座5上，第二伺服电机6的输出轴伸入安装座5中，并通过联轴器7与转轴8的后端连接，转轴8的前端伸出安装座5的前端口，在转轴8前端的端部套装夹盘9，该夹盘9上安装印花板10。

如图1、图2所示，联轴器7通过第一轴承13与安装座5相支承，第一轴承13前端由联轴器7上的台阶面限位，第一轴承13的后端与密封圈14贴合，该密封圈14由后侧的孔用挡圈限位，且密封圈14通过第二轴承15与联轴器7相支承。转轴8的中部通过第三轴承18与安装座5相支承，第三轴承18的后端由转轴8上的台阶面限位，第三轴承18的前端与端盖16抵接，该端盖16与安装座5的前端面贴合，并通过螺钉固定，且端盖16由第四轴承17支承在转轴8上。

本发明的工作原理如下：

在对螺旋桨抛光加工时，首先将六轴联动螺旋桨砂带磨床的转动轴调整至合适姿态，然后利用第一伺服电机1在减速机2的辅助下对臂板4所组成的偏转装置进行微调，直至印花板10与螺旋桨的曲面平行；第二伺服电机3的输出轴通过联轴器7驱动转轴8旋转，使印花板10随转轴8一起转动，对螺旋桨的曲面进行抛光加工。当某一区域加工完成后，再调整砂带磨床和偏转装置，至此形成一良性循环，直到最终抛光完毕。

本发明在六轴联动螺旋桨砂带磨床的驱动下对螺旋桨表面进行抛光加工，形成类似于鱼鳞纹的表面形貌，从而实现螺旋桨空化性能的优化。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。