可調距螺旋槳銑削表面形貌仿真與實驗研究.pdf

1、動力定位全回轉推進器制造中的關鍵零件之一是具有大尺度、復雜曲面形狀特征的可調距螺旋槳槳葉，其在海洋環(huán)境中所承受的時變推力與扭矩載荷，對槳葉型線、葉厚分布等曲面幾何精度提出嚴格的設計與制造要求。槳葉加工廣泛采用數控銑削工藝，其中，加工表面形貌對表面完整性、后續(xù)打磨去除量具有顯著影響。因此，研究銑削加工工藝參數和銑削策略，對于獲得均勻的后續(xù)切削余量、提高槳葉加工質量具有重要的作用。針對調距槳銑削加工過程，通過選擇不同切削參數與刀路軌跡，對所

2、形成加工表面形貌開展了仿真與模型槳加工實驗研究。
　　本文建立了一種加工表面形貌仿真算法，用于研究銑削加工工藝參數與銑削表面形貌之間的關系。針對銑削加工中廣泛采用的球頭銑刀和環(huán)形刀，建立了描述刀具三維幾何形狀的數學模型。根據刀具與工件的相對運動關系，建立了刀具坐標系與工件坐標系的平移變換和旋轉變換模型，對刀路軌跡及刀具位置和姿態(tài)進行描述?；谒⒌牡毒呖臻g幾何描述與加工路徑中的刀具位姿，提取出銑刀切削刃上的離散點，并建立了其相對

3、于工件坐標系的數學描述。使用Z-map算法將加工軌跡中每個刀位點處切削刃上的離散點與工件表面離散點進行比較，并更新工件表面的離散點的高度值，從而獲得銑削后的工件表面形貌。
　　針對縮比尺寸的槳葉模型開展了切削實驗，對仿真系統(tǒng)的有效性進行驗證。設計分組實驗，采用曲面銑削中常用的球頭銑刀研究銑削加工中的主軸轉速、進給速度、刀具傾角和刀路行距等因素對銑削加工后的表面形貌的影響規(guī)律。在縮比模型槳的加工實驗中，對同一個槳葉模型采用四種不同的