螺旋桨锥孔加工装置的制作方法

本发明涉及一种锥孔加工装置，尤其是一种用于加工大型船用螺旋桨锥孔的加工装置，属于机械加工设备技术领域。

背景技术

大型船用螺旋桨的锥孔不仅孔径特别大，而且对锥孔的加工精度要求特别高，这就需要性能特别好的加工装置。现有船用螺旋桨锥孔的加工大多数通过大型立式车床进行加工，该加工设备不仅体积庞大，加工效率低，而且很难保证锥孔的加工精度，加工后通常需要采用刮刀或小砂轮磨头进行配磨才能使锥孔的精度达到要求。另外还有一种锥孔加工装置，该装置镗杆轴（滑动丝杠）上连接有导轨滑块，镗刀杆固定在导轨滑块上，加工锥孔时，机床主轴带动镗杆装置旋转，导轨滑块带动镗刀杆上下移动完成切削，该装置可以加工大尺寸螺旋桨的锥孔，但由于导轨滑块在导轨中滑动时其两侧导轨面易磨损，磨损后的导轨滑块中心就会发生偏离，安装在导轨滑块上的镗刀杆中心也就相应的发生偏离，同样很难保证锥孔的锥度和加工精度，仍然需要采用刮刀或小砂轮磨头进行配磨才能使锥孔的精度达到要求。以上两种加工装置不仅风险大，而且费工费时，需重复操作，过程繁琐，同时对操作人员的技能要求也较高，大大增加了螺旋桨的制造成本，延长了制造周期。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便、省时省力、且加工效率高、加工精度高的螺旋桨锥孔加工装置。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种螺旋桨锥孔加工装置，包括基座、转动机构、进给机构和数显测量机构；所述基座固定在地基上，所述转动机构垂直支撑在基座上侧，转动机构包括第一伺服电机、旋转盘、连接盘和镗杆，第一伺服电机垂直固定在基座内一侧上，旋转盘、连接盘和镗杆自下而上依次垂直设置在基座上侧，旋转盘通过轴承支撑在基座上侧，旋转盘内齿轮与第一伺服电机输出轴上的第一齿轮轴相互啮合，连接盘底部和顶部分别与旋转盘顶部和镗杆底部固连；所述进给机构包括进给驱动单元和进给切削单元，进给驱动单元包括第二伺服电机、第二齿轮轴、第三齿轮轴、球笼万向节和过载离合器，第二伺服电机垂直固定在基座中部内，第二齿轮轴下端通过联轴器与第二伺服电机输出轴固连，第二齿轮轴中部支撑在连接盘底部中部上，第二齿轮轴与第三齿轮轴相互啮合，第三齿轮轴支撑在连接盘底部一侧上，第三齿轮轴上端通过球笼万向节与过载离合器下端固连；进给切削单元设置在镗杆一侧的安装槽内，进给切削单元包括滚珠丝杠、螺母座、刀座、切削刀和双列直线滚动导轨，滚珠丝杠上下端分别支撑在镗杆安装槽上下端的支撑座上，滚珠丝杠下端与过载离合器上端固连，螺母座旋合在滚珠丝杠上，刀座固定在螺母座上，切削刀垂直固定在刀座上，刀座两侧分别固定支撑在双列直线滚动导轨的滑块上，双列直线滚动导轨分别平行固定在镗杆安装槽两侧的台阶面上；所述数显测量机构设置在镗杆安装槽一侧上。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的螺旋桨锥孔加工装置，其中所述的数显测量机构包括磁栅尺、读数头和显示器，磁栅尺固定在镗杆安装槽一侧上，读数头固定在刀座一侧上，显示器连接在读数头上。

前述的螺旋桨锥孔加工装置，其中所述的刀座上下侧分别设有护罩，护罩两端分别与刀座一侧和镗杆一端固连；护罩为弹簧钢卷帘式护罩。

前述的螺旋桨锥孔加工装置，其中所述的镗杆为锥形，镗杆顶部设有吊环。

前述的螺旋桨锥孔加工装置，其中滚珠丝杠中心线与镗杆中心线夹角为0.5°～2°。

本发明通过镗杆的旋转运动和刀座的上下直线运动实现对螺旋桨锥孔的加工，结构简单，成本低，使用时只需将本发明吊入螺旋桨锥孔内即可进行加工，操作方便，省时省力，安全可靠，且对操作人员技能要求不高，提高工作效率的同时缩短了产品的制造周期。其中刀座两侧分别支撑在双列直线滚动导轨的滑块上，可保证切削刀的中心不会发生偏离，从而保证了螺旋桨锥孔加工精度，滚珠丝杠和第三齿轮轴之间通过球笼万向节过渡，可补偿安装及运转时二者间的相对位移，可以很好地保证传动精度和速度，另外滚珠丝杠下端还设有过载离合器，当加工过程中出现过载情况，传递扭矩超过设定值时，过载离合器自动脱开，可有效保护滚珠丝杠和刀具不受损害，消除过载后，通过杠杆手动复位即可。镗杆安装槽一侧的数显测量机构可以轻松测量螺旋桨锥孔内油槽的长度尺寸，测量准确可靠，刀座上下侧均设有护罩，可防止加工过程中产生的铜屑或铜粉飞溅到双列直线滚动导轨和滚珠丝杠表面造成损伤。本发明能有效保证螺旋桨锥孔加工精度，加工后无需配磨即可达到所需精度要求，加工效率高。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是利用本发明加工螺旋桨锥孔的加工示意图。

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所示，本发明包括基座1、转动机构2、进给机构3和数显测量机构4。基座1通过地脚螺栓固定在地基5上，转动机构2垂直支撑在基座1上侧，转动机构2包括第一伺服电机21、旋转盘22、连接盘23和镗杆24，第一伺服电机21垂直固定在基座1内左侧上，旋转盘22、连接盘23和镗杆24自下而上依次垂直设置在基座1上侧，旋转盘22通过轴承支撑在基座1上侧，旋转盘22的内齿轮与第一伺服电机21输出轴上的第一齿轮轴25相互啮合，连接盘23底部和顶部通过紧固件分别与旋转盘22顶部和镗杆24底部固连，镗杆24为锥形，镗杆24顶部设有吊环26。

如图1和图2所示，进给机构3包括进给驱动单元31和进给切削单元32，进给驱动单元31包括第二伺服电机311、第二齿轮轴312、第三齿轮轴313、球笼万向节314和过载离合器315，第二伺服电机311垂直固定在基座1中部内，第二齿轮轴312下端通过联轴器316与第二伺服电机311输出轴固连，第二齿轮轴312中部通过轴承支撑在连接盘23底部中部上，第二齿轮轴312与第三齿轮轴313相互啮合，第三齿轮轴313通过轴承支撑在连接盘23底部左侧上，第三齿轮轴313上端通过球笼万向节314与过载离合器315下端固连，过载离合器315为滚珠式过载离合器。

进给切削单元32设置在镗杆24左侧的安装槽241内，进给切削单元32包括滚珠丝杠321、螺母座322、刀座323、切削刀324和双列直线滚动导轨325，滚珠丝杠321上下端通过轴承分别支撑在镗杆24的安装槽241上下端的支撑座326上，滚珠丝杠321中心线与镗杆24中心线夹角为0.5°～2°，本实施例中滚珠丝杠321中心线与镗杆24中心线夹角为1°，滚珠丝杠321下端与过载离合器315上端固连，螺母座322旋合在滚珠丝杠321上，刀座323通过紧固件固定在螺母座322上，切削刀324通过刀套327和圆螺母328垂直固定在刀座323上，刀座323两侧通过紧固件分别固定支撑在双列直线滚动导轨325的滑块上，双列直线滚动导轨325通过紧固件分别平行固定在镗杆24的安装槽241两侧的台阶面上，支撑座326的安装基准面和双列直线滚动导轨325的安装基准面平行，以保证滚珠丝杠321与双列直线滚动导轨325的平行度。刀座上323下侧分别设有护罩329，护罩329两端分别与刀座323一侧和镗杆324一端固连，护罩329为弹簧钢卷帘式护罩。

如图2所示，数显测量机构4设置在镗杆24的安装槽241左侧上，数显测量机构4包括磁栅尺41、读数头42和显示器43，磁栅尺41固定在镗杆安装槽241左侧上，读数头42固定在刀座323左侧上，显示器43连接在读数头42上。

本发明以双列直线滚动导轨325的安装面和支撑座326的安装面为安装基础，保证了该装置有统一的安装基准。螺旋桨锥孔的加工通过刀座323的直线运动和镗杆24的旋转运动来实现。

通过选用p级精度的双列直线滚动导轨325和球笼万向节314以及统一的安装基准面来保证刀座323在双列直线滚动导轨325上移动的直线度，其直线度可达±0.01mm/m。

如图3所示，加工螺旋桨锥孔时，先将装有第一伺服电机21、第二伺服电机311和旋转盘22的基座1置入工作平台6下侧的地基5内，并通过地脚螺栓将基座1固定，同时将螺旋桨7支撑在工作平台6上侧的等高垫8上，然后通过吊环26将镗杆装配件吊至螺旋桨7锥孔内，并将连接盘23底部与旋转盘22顶部连接，同时将第二齿轮轴312与第二伺服电机311上的联轴器316连接，镗杆24顶端通过滑动轴承9和支撑架10固定在螺旋桨7顶部，此时切削刀324与螺旋桨7锥孔内壁接触，即可进行加工。

加工时启动第一伺服电机21，第一伺服电机21通过第一齿轮轴25、旋转盘22和连接盘23带动镗杆24转动，镗杆24带动进给切削单元32转动，切削刀324随之转动。与此同时启动第二伺服电机311，第二伺服电机311通过第二齿轮轴312、第三齿轮轴313和过载离合器315带动滚珠丝杠321转动，此时螺母座322在滚珠丝杠321上直线移动，螺母座322带动刀座323沿双列直线滚动导轨325移动进给，这样切削刀324边转动边直线进给，从而完成螺旋桨锥孔的加工。螺旋桨锥孔加工完成后，关闭第一伺服电机21，镗杆24停止旋转，切削刀324随之停止转动，在刀座323带动下切削刀324上下移动进行螺旋桨锥孔上油槽的加工，油槽加工完毕后通过显示器43便可测绘油槽的长度尺寸。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。