螺旋槳多軸數(shù)控加工系統(tǒng)的方案設計.pdf

1、大型船用螺旋槳是艦船的核心部件,其工作轉速高,零件形狀復雜,加工精度高,螺旋槳的加工質量對艦船的性能有至關重要的影響。大型船用螺旋槳葉片多、質量大,槳葉之間重疊區(qū)域大、空間狹小,槳葉的葉面和葉背均為空間曲面,加工非常困難。此外,加工過程中需要多次翻轉螺旋槳才能完成整個螺旋槳的加工,翻轉產(chǎn)生的定位誤差對工件的加工精度影響較大,而且大型船用螺旋槳翻轉困難,費時較多,影響加工效率。船用螺旋槳槳葉之間空間狹小,在船用螺旋槳數(shù)控加工過程中,機床零

2、部件與螺旋槳之間易發(fā)生碰撞和干涉,為了避免碰撞,需要反復調試和修改螺旋槳的數(shù)控加工程序,因此螺旋槳的編程過程效率較低。
　　針對上述船用螺旋槳切削加工過程中存在的問題,本文的主要研究工作包括:
　　(1)提出了一種新的螺旋槳加工方法,該方法使用螺旋槳數(shù)控加工專用機床加工船用螺旋槳,該機床配有兩個動力頭,兩個動力頭的工作空間不相互干涉,可以同時切削加工螺旋槳,無需翻轉螺旋槳就可以完成槳葉吸力面和壓力面的切削加工。采用雙動力頭機

3、床加工螺旋槳不但實現(xiàn)了螺旋槳的無翻轉加工,而且顯著的提高了加工效率降低了成本。
　　(2)為了實現(xiàn)雙動力頭螺旋槳數(shù)控加工方法,本文設計了螺旋槳數(shù)控加工專用機床,并建立了機床的三維模型。該機床采用高架式龍門結構,采用直線電動機直接驅動;為了提高加工效率,選用高速切削主軸。由于高速切削機床運動速度快,加速度大,故采用雙橫梁結構。采用這種結構不僅提高了機床的剛度,而且增加了機床的靈活性,減小運動部件的驅動力。
　　(3)為進一步驗

4、證雙動力頭加工方法的可行性和提高螺旋槳數(shù)控編程效率,本文研究了螺旋槳數(shù)控加工工藝,根據(jù)機床的三維模型,構建了螺旋槳數(shù)控加工仿真平臺,通過該仿真平臺模擬螺旋槳在雙動力頭機床上的加工過程,驗證了新加工方法確實可行;該加工仿真平臺能夠進行干涉檢查,通過調整刀軸矢量優(yōu)化數(shù)控程序,避免發(fā)生碰撞,利用該平臺優(yōu)化數(shù)控程序可以顯著提高編程效率。
　　(4)本論文研究了基于虛擬樣機技術的龍門機床的建模和仿真分析,完成了螺旋槳加工專用龍門機床的總體結