螺旋桨直线骨架造型方法.pdf

本发明涉及一种螺旋桨直线骨架造型方法，是用于各种船、舰、艇用的大型螺旋桨铸造所用模型使用的新的造型方法。
    在已有技术中，螺旋桨铸造造型多用木制实样模型，对大型螺旋桨既耗木材，又费工时。近年来已推广刮板圆柱面样板（俗称鱼肚形样板）造型法和螺距规造型，但圆柱面样板的制作必须具有熟练的技术，否则不易准确定位，容易滑行移动和变形，使铸出的毛坯加工余量不均匀，甚至造成厚度超差，而对于变螺距的桨叶造型则十分困难。虽然采用螺距规造型后，较好地解决了这个问题，但造型周期偏长，过渡部分仍较难控制。

    本发明的目的是提供一种铸造大型螺旋桨所用模型的定位准确、无滑移变形、毛坯加工余量均匀、铸造工期缩短、新型砂与原料节约、且造型与加工工时减少的直线骨架造型方法。

    本发明提供一种螺旋桨直线骨架造型方法，其特征在于：a.所造的螺旋桨叶模型是由至少三个纵截面样板及与纵截面样板相互垂直的若干个横截面样板组成的具有矩形框格的直线骨架;b.处在中间的纵截面样板[2]在桨毂[15]纵中心线所在的平面内，其余的纵截面样板的平面均与纵截面样板[2]保持平行并设置在其两侧，在每个纵截面样板上面留有各需要半径圆柱形截面位置标记;c.各横截面样板是以螺旋桨桨叶[17]装在桨毂[15]后的最大半径的不同百分比数值按一定距离并结合桨毂[15]及桨叶[17]端的不同情况的需要在纵截面样板[2]的中间选定位点设置的;d.各纵、横截面样板地上下边缘线均为桨叶[17]的各该样板所在毛坯位置的相应表面上的轮廓线;e.各纵截面样板与桨毂[15]外圆周表面上相交各点的连接线为桨叶[17]安装到桨毂[15]上桨叶[17]根端的曲线;f.各纵、横截面样板的上下边缘线及各纵截面样板与桨毂[15]外圆周表面上相交各点的连接线均为利用桨叶[17]的最大半径R、各不同半径处的螺距H、桨叶[17]靠近桨毂[15]小端一侧的后倾角α、桨毂的形状尺寸以及若干个在不同半径上的圆柱形截面的展开图（伸张轮廓图）的各主要数据绘出桨毂[15]与桨叶[17]组装的正投影图与侧投影图使用投影画法以获得必要数量的关键位点并平顺圆滑地连接而成，其桨叶[17]的边缘轮廓线以边缘轮廓样条将纵横截面样板端点平顺圆滑地连接成曲线。其纵、横截面样板在作投影图时均以各自样板的中心平面为绘图的基准平面，桨叶[17]的叶梢部和导、随两边圆角以及桨叶[17]根部与桨毂[15]连接的圆根部当已获取边缘线或交点连接线后按照设计图纸及工艺规程的要求修整砂型。其各纵截面样板与各横截面样板连接均是在其各个纵横相交点处相互切割各约半个高度的对应切口槽用以卡紧固定的。

    本发明与现有技术相比：如与原用的木制实样模型对比节省大量宝贵木材，与现用的刮板圆柱面样板造型法相比，则由于不使用倾斜放置各自孤立的圆柱形排列的鱼肚形样板，而采用纵横排列卡紧固定具有框格的直线骨架，定位准确无任何滑移变形。投影、绘制选取的边缘线及交点线位点较多精度较高，毛坯偏差少加工所留余量厚薄均匀，不会造成过薄报废或厚度超差多耗费加工工时。此外在各骨架中间大框格内可以适当填充砖块杂物，能够节约大量新型砂。此种造型法所制出的各纵、横截面样板均可在同一螺旋桨上的所有各桨叶上适用。组装快捷迅速，制出样板后可在多处分别组成各个桨叶，最后在铸造车间组合成型进行浇铸，缩短铸造周期。所有的纵横截面样板各自进行标注名称编号，完全可以多次重复使用，节省原料与再造型工时。

    附图：

    图1、螺旋桨直线骨架造型样板总装配图

    图2、螺旋桨的桨叶[17]右视图

    图4、螺旋桨的桨叶[17]圆柱形截面形状图

    图5、螺旋桨桨叶伸张轮廓图

    图6、螺旋桨桨叶上的纵截面样板形状示意图

    图7、螺旋桨桨叶选取纵、横截面样板位置示意图

    图8、螺旋桨桨叶的横截面样板形状示意图

    图内零件名称：

    1、纵截面样板  2、纵截面样板  3、纵截面样板  4、横截面样板  5、横截面样板  6、横截面样板  7、横截面样板  8、横截面样板  9、横截面样板  10、横截面样板  11、横截面样板  12、桨叶导边  13、桨叶随边  14、桨毂小端  15、桨毂  16、桨毂大端  17、桨叶  18、短纵截面样板

    结合附图说明本发明的一个具体实施例：如附图2、3、4所示分别为某船的一个直径6米以上的大型螺旋桨的桨毂[15]并安装了一个桨叶[17]的右视、后视图和桨叶[17]在其最大半径R的60%位置处的圆柱形截面形状图。该截面圆弧长度为，展开后的直线长度为S，因展开后应是倾斜的，其升角为θ，tanθ＝ (H)/(2π（0.6R）) ，其中H为压力面（即在船尾或桨毂小端一侧的螺旋桨叶的表面）在0.6R处的螺距，而升角θ是利用螺距三角形作出的。在图中主参考线OU它既是桨叶[17]导、随两边面积分布的基准线，又是作图时控制后倾角α的基准线。造型中的纵截面样板[2]经过此OU线作为骨架的安装基础。而附图5所示是设计图所给出的以桨叶[17]的最大半径R的八、九个不同百分比数值（一般取0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9及0.95九个）在通过桨毂[15]中心的OU线上的各圆柱形截面的展开剖面图当转动一个升角θ而平放汇总绘制在桨叶的示意图上称为伸张轮廓图。其中各个剖面图表示了桨叶的最大厚度位置及其尺寸，两边距离最厚位置线的各个不同尺寸位置处的厚度尺寸（附图5仅保留各个展开剖面图，有关尺寸数据均已全部略去）。技术资料上还提供了桨叶[17]的最大半径R、各不同半径处的螺距H、压力面的后倾角α（斜螺旋面母线与轴线成90°+α角）以及桨毂的形状和尺寸。利用以上的各已知主要数据绘出桨毂[15]及桨叶[17]组装的正投影图及侧投影图，使用投影画法先通过获取必要数量的关键点并平顺圆滑地连接绘制出通过OU线的纵截面样板[2]、同样方法绘制出与纵横截面样板[2]平面平行的十个左右的其余纵截面样板上下外边缘线，取样愈多则毛坯尺寸愈精确，但工作量则愈大，一般可按螺旋桨桨叶直径大小适当选定。造型时仅需选择左右侧各一、两个合适位置的样板共需3～5个纵截面样板即可，在每个纵截面样板上面需留有各需要半径圆柱形截面位置标记以便校核。有了足够的纵截面样板尺寸后即可依次作出在OU主参考线上的从0.2R到0.95R的8～9个横截面样板。所做出的这些横截面样板与所选定的三（或五个）纵截面样板的交点处各开出约半个高度的对应切口槽以便用以卡紧固定，组合后的直线骨架如附图1所示。为使形状更为精确起见在邻近桨毂[15]外圆周的桨叶[17]的圆根部份及桨叶[17]叶梢部份可适当增设几块长度较短的短纵截面样板[18]，其桨叶[17]的边缘轮廓线以边缘轮廓样条将纵横截面样板端点平顺圆滑地连接成曲线。本直线骨架制造完成后做砂型时其中间各个间隔较大深度较深的框格可以适当充填砖块、杂物、旧型砂等，可节约新型砂、二氧化碳、水玻璃等材料。制造砂型时仅需将桨叶外壳部分的表面及边缘较薄部分按照设计图纸及工艺规程制出圆角和圆弧，上下各表面抹圆修整砂型。所有各样板可以按照每个螺旋桨桨叶数同时制作多块并进行标记及编号，用后拆解保管多次重复使用。