【正文】 構，螺旋槳裝夾機構的下面鋪設導軌。因此，為了方便螺旋槳所有槳葉的加工，實現一次裝夾就可加工整個螺旋槳的目標，螺旋槳裝夾機構還需要有一個轉動自由度，可以程序控制螺旋槳的轉動。綜上：因為螺旋槳槳葉種類眾多，形狀復雜，所以把機床可以加工的自由曲面的范圍作為主要的參考因素，選取b方案為機床的設計方案。分析：對于a方案，可以實現螺旋槳葉片兩個自由度曲面各自的加工需求，但是具有不方便兩個自由曲面之間的協(xié)調、可加工的曲面具有局限性、機床整體機構龐大、占地面積大等缺點。對于雙面加工銑床有兩種方法來實現：方案a：螺旋槳裝夾機構有2個平動自由度，主軸裝夾機構各有3個回轉自由度，可以實現螺旋槳葉片兩個自由曲面各自的加工需求。如果采用雙面加工，加工過程只有一次裝夾定位和一次走刀，耗時少，加工效率較高。單面加工和雙面加工加工效果如圖22所示[1]。這是單面加工所存在的缺陷。螺旋槳槳葉受力分析示意圖如圖21所示。 大型螺旋槳的槳葉比較薄，而且受力面積很大，葉片遠端距離輪轂的距離較遠，因此在單面加工時可以看作是一個懸臂梁，在受到加工應力時，很容易發(fā)生形變，引起較大的加工誤差。畫出機床的3維和2維裝配圖，同時進行動態(tài)仿真。合理設計主軸裝夾機構，使其能滿足復雜自由平面的加工要求。 為提高我國裝備制造業(yè)技術水平，改善我國螺旋槳加工的經濟效益，通過對雙面加工銑床的結構設計，建立雙面加工銑床的優(yōu)化模型。目前，國際學術界和工程界對研究與開發(fā)并聯機床非常重視，各種新型的并聯機床層出不窮，我國也已將并聯機床的研究與開發(fā)列入國家“九五”攻關計劃和863高技術發(fā)展計劃，相關基礎理論研究連續(xù)得到國家自然科學基金和國家攀登計劃的資助。4）技術附加值高：并聯機床具有“硬件”簡單，“軟件”復雜的特點，是一種技術附加值很高的機電一體化產品，因此可望獲得高額的經濟回報[5]。在動平臺上安裝刀具可進行多坐標鉆、磨、拋光，以及異型刀具刃磨等加工。2）響應速度快：運動部件慣性的大幅度降低，有效地改善了伺服控制器的動態(tài)品質，允許動平臺獲得很高的進給速度和加速度，因而特別適于各種高速數控作業(yè)。此次設計的雙面加工銑床，就采用了并聯軸結構，屬于混聯機床[4]。目前，我國還沒有專用于大型螺旋槳的雙面加工銑床。但是在螺旋槳加工領域，我國已研制出多重加工設備，由湖北完成的國家“863計劃”數控重型螺旋槳七軸五聯動車銑復合加工機床研制項目就在主機、控制和空間曲面加工等方面均取得了自主創(chuàng)新成果，不僅填補了我國復合加工機床研制的空白，而且多項技術為國內首創(chuàng)；同時，也為我國飛機發(fā)動機的制造提供了高性能的國產裝備，對加強我國國防建設，促進國民經濟相關行業(yè)的發(fā)展都具有十分重要的意義。據統(tǒng)計，目前我國可供市場的制造裝備，單數控機床就有1500種，幾乎覆蓋了整個工業(yè)生產領域。由于螺旋槳在軍事領域和國民經濟領域都有著重要作用，國外先進工業(yè)國家嚴格限制相關先進加工設備對我國的出口[3]。在螺旋槳加工設備中，國外工業(yè)發(fā)達國家和制造強國早已擁有像大型螺旋槳雙面加工銑床這樣的專業(yè)化加工設備，借助其國內優(yōu)良的裝備制造基礎，其研制出的加工設備在加工精度、自動化程度、可靠性及智能化程度等方面都處于領先地位。目前，國外工業(yè)發(fā)達國家在高性能加工設備方面的研發(fā)、生產和生產方面處于領先地位；其國內全部生產數控機床、加工中心、高精度機床、高端流水線等先進加工設備，普通加工機床等設備已逐步甩給第三世界國家去經營。所以，設計一種大型螺旋槳雙面加工銑床對我國的國防和經濟建設有極其重要的意義。因此，設計生產一種多自由度，并且能極大減小或消除加工應力和多次裝夾對加工精度的影響的加工設備，對于提高螺旋槳的加工精度有著重要意義。目前，我國的螺旋槳加工通常采用銑床或者機械臂單面進行粗加工，再通過大量的人工修磨來完成，此方法費時費力，且加工的精度難以滿足設計的需要。所以螺旋槳葉片的設計加工精度，將直接影響推進速度和和噪音的大小，研究其設計與加工對于軍工和整個航運都有著極其重要的意義[1]。 Doublesided milling machineIII目錄第1章 緒 論 1 選題目的、價值和意義 1 本課題在國內外的研究狀況及發(fā)展趨勢 1 螺旋槳雙面加工銑床的國外研究狀況 1 2 2 3第2章 機床的整體結構設計 4 4 確定機床各部件自由度 5 5 6 6 7 9第3章 并聯工作臺的結構設計 11 11 11 12 12 13 14 16 17 軸承的選擇 18 本章小結 20第4章 串聯工作臺的結構設計 21 21 21 22 23 25 25 27 27 28 28 29 31 32 本章小結 33結 論 35參考文獻 36致 謝 37第1章 緒論第1章 緒 論 選題目的、價值和意義螺旋槳是一類典型的自由曲面零件廣泛應用于航天、航海等行業(yè)。關鍵詞：并聯機床；螺旋槳加工；雙面銑床 The Propeller Doublesided Processing Structure Design Design DescriptionPropeller is a kind of typical freeform surface parts widely used in aerospace, navigation, etc. Its curved shape and manufacture of precision directly determines the efficiency of propulsion and the size of the noise, studies the design and processing for the military and the whole shipping has extremely important significance.In this thesis, the physical construction of doublesided milling machine that can machining doublefreeform surface at the same time is designed, in accordance with the structure and processing characteristics of large propeller, the design highlights include the whole structure design and spindle clamping mechanism design. This machine is posed of two sets of spindle clamping institutions and propeller clamping mechanism position. The doublefreeform surface of propeller blade can be machined by the milling machine at the same time after the propeller is installation ,so the two machining stress can be counteract each other. In this way, not only improves the precision of milling, but also avoid the positioning error when changing face when installed .In addition, after the machining of a propeller blade is finished, the propeller can roll by the propeller clamping mechanism position, then all propeller blades of the propeller can be machined, so the quality and efficiency of the machining can improve.The milling machine is vertical Parallel Machine Tool. The spindle clamping institutions is consist of 2degreeoffreedom translation worktable and 3 axis parallel translation worktable of workbench. So the spindle clamping institutions can move in 5degreeoffreedom. The propeller clamping mechanism consists of a 1degreeoffreedom translation worktable a rotary worktable and clamping mechanism position. So the propeller clamping mechanism position can plete the installation and rotation of the propeller. The design of the milling machine makes great importance for improving the quality and the efficiency of machining of the large propeller. Key words: propeller blade。 銑床整體為立式混聯機床；主軸裝夾機構由2維平動工作臺和3軸并聯工作臺組成，能實現5個自由度的移動；螺旋槳夾緊機構由1維平動工作臺、旋轉工作臺和夾緊機構組成，可以方便螺旋槳的安裝和轉動。螺旋槳安裝后，機床能同時加工螺旋槳槳葉的上下兩面，并且使兩面產生的加工應力基本抵消，既提高了銑削的精度，又避免了換面安裝時所帶來的定位誤差。本論文主要針對螺旋槳的結構、加工特點，設計了一種能夠同時加工兩個自由曲面的雙面加工銑床的結構部分，重點包括整體結構設計和主軸裝夾結構設計。分類號學 號2009090205Yuncheng University學士學位論文大型螺旋槳雙面加工銑床結構設計學科門類： 機 械 類 學位申請人： 張 麗 隸屬系部： 機電工程系 指導教師： 張慧鵬 講師 董芬 助教 申請日期： 2013年6月 大型螺旋槳雙面加工銑床結構設計設計總說明螺旋槳是一類典型的自由曲面零件廣泛應用于航天、航海等行業(yè)。它的曲面形狀和制造精度直接決定了推進的效率和噪音的大小，研究其設計與加工對于軍工和整個航運都有著極其重要的意義。 該機床主要由機架部分、兩套主軸裝夾機構和螺旋槳裝夾機構組成。另外，當一個槳葉加工完成后，可通過螺旋槳裝夾機構的轉動，來加工其他葉片，一次安裝即可加工所有槳葉，加工精度和加工效率都可以提高。 該銑床的設計，對提高螺旋槳的加工精度和加工效率有著重要意義。 Parallel Machine Tool。由于螺旋槳是由復雜幾何形狀組成的工件，直徑大、葉片多，空間重疊區(qū)域大，吸力面和壓力面均為空間自由曲面，導邊隨邊均采用空間曲線圓滑過渡，葉片葉片與槳轂之間過度圓角半徑由導邊到隨便不斷變化。對于螺旋槳的加工而言，先進且合適的加工設備對于獲得理想的精度至關重要。特別是對于大尺寸螺旋槳加工而言，扁薄的葉片受到單面加工應力后很容易發(fā)生彎曲變形，其形狀與尺寸更加難以保證。進而也對加強我國國防建設，促進國名經濟相關行業(yè)的發(fā)展都具有