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图1-1 螺旋桨毛坯           图1-2 铣削后的螺旋桨

图1-3 人工磨削后的螺旋桨

随着我国数控机床的引进和数控加工应用水平的提高，数控硬打磨开始逐渐的应用于船用螺旋桨的磨削加工。但是由于欧美发达国家的技术限制，国内对数控多坐标磨床的研究设计很少，导致现有的大型螺旋桨型面数控加工设备制造难度大、生产成本高。由于我国的数控应用水平仍然不高，所以整个打磨过程的程序非常繁琐，对操作人员的技术要求很高。总的来说，数控硬打磨的实用性低，适用范围小，并不能完全取代人工磨削成为主要的螺旋桨磨削方法。

目前，国内只有少数的船舶企业采用软打磨技术进行螺旋桨磨削，如镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司从国外进口的船用螺旋桨桨叶打磨设备。此类打磨设备可打磨的螺旋桨直径最高可达十几米，生产效率高，原先需5个工人打磨几天的定距桨，现在只需1个工人5个小时就能完成，工作效率可提升20倍以上。

1。3 船用螺旋桨打磨装置研究现状

1。4 定距桨软打磨技术简介

1。4。1 定距桨软打磨技术介绍

定距桨软打磨技术是相对于数控硬打磨而言的，数控硬打磨是根据叶片的表面形状，通过编写程序来实现整个叶片的磨削加工，但数控硬打磨通常应用于可调螺距螺旋桨叶片，所以就产生了定距桨软打磨技术。定距桨软打磨技术是通过不同的方法来控制螺旋桨磨削时的打磨压力恒定，从而使砂轮随着螺旋桨叶片表面的变化能自动调整摆动角度，从而达到砂轮面紧贴螺旋桨表面打磨的效果。

1。4。2 定距桨软打磨技术的优点

在打磨抛光领域的早期研究中，各国的研究重点一直放在模仿手工抛光轨迹上，随后又引入了CAD/CAM技术自动进行轨迹规划[7]。直到上世纪80年代日本学者分析了如进给速度、材料去除率、刀具、作用力、切削深度、抛光轨迹等因素对抛光质量的影响。研究结果表明磨削压力决定了材料去除率，合理设计控制器，保证法向磨削力恒定，不仅可以减小工件和刀具相对位置误差和刀具磨损，而且还可以保证接触的稳定性。因此，定距桨软打磨技术在未来的螺旋桨打磨中将得到广泛的应用。

1。5 论文研究的意义和主要内容

1。5。1 论文研究的意义

船用螺旋桨的制造精度很大程度上影响着船舶的整体性能，包括：噪音、功率损耗、疲劳损坏，并一定程度的制约船舶的推进效率和航行速度，随着我国综合国力的提升，船舶行业对螺旋桨加工精度的要求越来越高，同时本课题涉及的自由曲面加工涵盖军工、能源等关系到国家命脉的关键领域，例如飞机机翼、发动机叶片等，国外在相关技术方面对我国进行封锁，此课题的研究对其它自由曲面零件的制造加工具有一定的参考价值，所以本课题的研究是非常必要的。

本课题研究了定距桨软打磨机的结构，再配合控制系统，便可以改变依靠人工打磨螺旋桨的现状，提高螺旋桨叶片的磨削效率和表面质量，使工人的作业环境得到改善，大大降低螺旋桨的生产成本，提高企业利润，实现螺旋桨加工的机械化，同时对其它自由曲面零件的加工起到了很好的借鉴作用。

1。5。2 论文的主要研究内容文献综述

本文是作者在查阅大量文献基础上，对船用螺旋桨打磨装置进行深入的研究，本课题的主要目的是设计螺旋桨软打磨机的结构。故本课题主要包括以下内容：

1、打磨机的整体方案设计，包括打磨头的设计、传动机构的设计、上下调节装置设计和水平调节装置的设计。 (责任编辑：qin)