可調(diào)距螺旋槳銑削表面形貌仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、動(dòng)力定位全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器制造中的關(guān)鍵零件之一是具有大尺度、復(fù)雜曲面形狀特征的可調(diào)距螺旋槳槳葉，其在海洋環(huán)境中所承受的時(shí)變推力與扭矩載荷，對(duì)槳葉型線、葉厚分布等曲面幾何精度提出嚴(yán)格的設(shè)計(jì)與制造要求。槳葉加工廣泛采用數(shù)控銑削工藝，其中，加工表面形貌對(duì)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(shù)和銑削策略，對(duì)于獲得均勻的后續(xù)切削余量、提高槳葉加工質(zhì)量具有重要的作用。針對(duì)調(diào)距槳銑削加工過(guò)程，通過(guò)選擇不同切削參數(shù)與刀路軌跡，對(duì)所

2、形成加工表面形貌開(kāi)展了仿真與模型槳加工實(shí)驗(yàn)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(shù)與銑削表面形貌之間的關(guān)系。針對(duì)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(shù)學(xué)模型。根據(jù)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，建立了刀具坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的平移變換和旋轉(zhuǎn)變換模型，對(duì)刀路軌跡及刀具位置和姿態(tài)進(jìn)行描述。基于所建立的刀具空間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(diǎn)，并建立了其相對(duì)

3、于工件坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)描述。使用Z-map算法將加工軌跡中每個(gè)刀位點(diǎn)處切削刃上的離散點(diǎn)與工件表面離散點(diǎn)進(jìn)行比較，并更新工件表面的離散點(diǎn)的高度值，從而獲得銑削后的工件表面形貌。
　　針對(duì)縮比尺寸的槳葉模型開(kāi)展了切削實(shí)驗(yàn)，對(duì)仿真系統(tǒng)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)，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(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、刀具傾角和刀路行距等因素對(duì)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(shí)驗(yàn)中，對(duì)同一個(gè)槳葉模型采用四種不同的