沿螺旋槳槳葉流體運動方向切削加工的刀具路徑規(guī)劃.pdf

1、螺旋槳是大型輪船、潛艇等重型動力機械的核心部件，其性能的好壞直接影響甚至是決定著整機的性能。螺旋槳的噪聲和振動影響著船舶的行船安全、影響乘客的環(huán)境舒適度，嚴重影響潛艇的隱蔽性。螺旋槳在數(shù)控加工后會留下刀痕等表面缺陷。表面缺陷會影響螺旋槳表面的局部流體流動，在近槳葉表面容易產(chǎn)生不穩(wěn)定流動，較容易引發(fā)葉片的振動和噪聲。依據(jù)流體機械表面缺陷的方向與流體流線方向垂直時這種影響最大，平行時影響最小。通過螺旋槳加工的刀具路徑規(guī)劃結合工作情況下的流場

2、分析，規(guī)劃出與螺旋槳槳葉表面流線吻合的加工刀具路徑，使加工后的槳葉具有更高的工作適應性，達到減震降噪的目的。
　　本文所述的基于流場分析的螺旋槳加工刀具路徑規(guī)劃，首先從螺旋槳的三維建模相關技術入手，分析螺旋槳的設計、圖紙、建模前期準備工作，計算得出建模可用的型值點三維坐標點，通過分析三維建模原理結合螺旋槳結構特性，進行三維建模，主要步驟包括：型值點的導入、槳葉曲面的生成、槳轂的創(chuàng)建和實體化，提出了螺旋槳三維建模的一些改進。螺旋槳的

3、CFD流體分析先要進行流場計算域的建立和網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格離散類型為結構性網(wǎng)格和非結構性網(wǎng)格，本文中將計算域劃分為非結構性網(wǎng)格，設置邊界條件、求解器和計算參數(shù)后完成流場分析，并得出槳葉表面的三維流場圖。
　　刀具路徑規(guī)劃先要進行加工區(qū)域的劃分，將槳葉表面劃分為隨邊和葉背、導邊和葉面兩個區(qū)域，另外還有槳轂和葉根部分。隨邊和葉背工作時并沒有收到高壓，其加工刀具路徑采用參數(shù)線法以獲得較高的計算速度，槳轂部分采用螺旋線方向的走刀方式。導邊和葉

4、面區(qū)域因為受到高壓的作用，加工后表面的不平滑性對工作性能的影響嚴重，使加工刀具路徑方向與槳葉表面流線方向一致，從而減小加工表面不平滑性對工作性能的影響，從而達到減振降噪的目的。
　　螺旋槳與流體的相對運動是螺旋槳的旋轉運動與艦船的行駛運動的疊加，螺旋槳工作時在槳葉表面會形成了壓力梯度，槳葉表面不同方向會有不同的壓力梯度，壓力梯度的存在導致了二次流、間隙流、漩渦的產(chǎn)生，造成了螺旋槳工作的不平穩(wěn)和噪聲，對船舶乘客的乘坐舒適度和艦艇的隱