[发明专利]异形桨叶铸造造型用截面板的选取方法

说明书

本发明涉及铸造造型工艺技术领域，具体而言为Kappel型等异型叶型螺旋桨的铸造造型方法，尤其涉及叶面倾斜角度大且变化剧烈，局部叶面接近于垂直上翘或下沉的桨叶铸造的造型方法。本发明的造型选取方法包括如下步骤：桨叶分区、选取横向截面、制作横向截面样板、选取纵向截面、制作纵向截面样板、测值点的选取、压力面造型、制造普通叶型部分的假叶型、制造异形叶型部分的假叶型、脱模和合型。本发明的技术方案解决了现有技术中采用传统横向截面取样造型无法保证异形桨叶部分的造型精度的问题。

技术领域

本发明涉及铸造造型工艺技术领域，具体而言为Kappel型等异型叶型螺旋桨的铸造造型方法，尤其涉及叶面倾斜角度大且变化剧烈，局部叶面接近于垂直上翘或下沉的桨叶铸造的造型方法。

背景技术

大型螺旋桨桨叶的叶型是非规则的复杂空间几何体，直径最大达11.4米，表面加工精度要求高，且大多数是单件生产，如何经济快速的制作铸造用模样，是业内一直关注的重点和难点。国外有公司采取制作三维实样模样的方式，不仅周期长，而且成本高。国内一般采用制作多个横向截面的二维木模，并通过在各个横向截面之间手工光顺填充型砂所制成的砂模来代替实样。这种横向截面在螺旋桨图纸上均已设计好，铸造造型时无需设计，这样制作的模样具有经济便捷的特点，因此得到国内业界的普遍采用。

普通叶型的螺旋桨采用这种横向截面能够满足造型精度的要求，但是随着船舶行业对节能环保越来越高的要求，越来越多异型桨叶的螺旋桨被设计出来，如叶尖上翘的Kappel型螺旋桨和叶尖下沉的CLT型螺旋桨等。这些异型桨叶的特点是叶面倾斜角度大且变化剧烈，在采用传统的横向截面造型时，与异型桨叶叶面几乎贴合，无法保证异型叶面部分的造型精度。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的异形桨叶铸造造型用截面板的选取方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

根据上述提出采用传统横向截面取样造型无法保证异形桨叶部分的造型精度的技术问题，而提供一种异形桨叶铸造造型用截面板的选取方法。本发明主要采用对桨叶分区后分别采用普通桨叶部分横向截面取样和异形桨叶部分纵向截面取样的方式进行取样，从而达到满足异形桨叶准确造型的要求。

本发明采用的技术手段如下：

一种异形桨叶铸造造型用截面板的选取方法，其特征在于，所述的选取方法包括如下步骤：桨叶分区、选取横向截面、制作横向截面样板、选取纵向截面、制作纵向截面样板、测值点的选取、压力面造型、制造普通叶型部分的假叶型、制造异形叶型部分的假叶型、脱模和合型；

A、桨叶分区：按照工艺设计的缩尺和余量，采用计算机三维制图软件绘制螺旋桨桨叶毛坯的三维模型；根据桨叶毛坯轮廓，按照桨叶前后倾的角度是否超过30°，将桨叶分成普通叶型部分和异形叶型部分，即未超过30°的部分为普通叶型部分，超过30°的部分为异形叶型部分；

B、选取横向截面：与桨毂轴线同轴建立多个不同半径的圆柱面，这些圆柱面与桨叶相交截得一系列截面，这些截面就是横向截面；

C、制作横向截面样板：将横向截面沿平面展开，测量其轮廓曲线的尺寸数据，制作成1:1的横向截面样板；按照需要控制横向截面板的选取数量和密度，一般而言以横向截面板间距不超过400mm，但叶型变化较大的区域需要加密，如靠近叶根和叶尖的区域；在绝大多数情况下，螺旋桨施工图纸均已给出足够的横向截面的轮廓曲线的尺寸数据，无需在三维模型上再次截取。

D、选取纵向截面：以桨叶的辐射参考线和桨毂轴线所在的平面为0°平面，以桨毂轴线为旋转轴，将0°平面分别向导边、随边方向每间隔2.5°-5°旋转后建立多个不同旋转角度平面，这些平面与桨叶的异形桨叶部分相交的截面就是纵向截面；

E、制作纵向截面样板：测量各纵向截面的轮廓曲线的尺寸数据，将其制作成1:1的纵向截面样板；按照需要控制纵向截面板的选取数量和密度，叶面曲率变化较大的区域加密，如Kappel型桨叶靠近随边的区域；