大型艦船用螺旋槳五軸加工后置處理及干涉碰撞檢測(cè).pdf

1、螺旋槳作為艦船的核心部件，必須使用五軸數(shù)控加工技術(shù)來提高螺旋槳的加工精度和加工效率，從而提高艦船的使用性能。本文結(jié)合“大型艦艇螺旋槳用重型七軸五聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合加工機(jī)床”項(xiàng)目，對(duì)整體式螺旋槳五軸數(shù)控加工工藝、專用后置處理程序開發(fā)以及加工中存在的全局干涉碰撞檢測(cè)進(jìn)行了研究和探討。 本文在分析國(guó)內(nèi)外螺旋槳五軸數(shù)控加工技術(shù)的基礎(chǔ)上，從車銑復(fù)合加工機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，針對(duì)整體式螺旋槳的數(shù)控加工開展課題研究工作，主要內(nèi)容包括： 研究了整

2、體式螺旋槳制造工藝，針對(duì)大型螺旋槳曲面的特點(diǎn)，規(guī)劃加工刀位軌跡。首先根據(jù)在不碰撞的條件下盡量采用標(biāo)準(zhǔn)銑頭加工的原則，按標(biāo)準(zhǔn)銑頭和特殊銑頭對(duì)螺旋槳葉面進(jìn)行分區(qū)。然后根據(jù)葉片曲面幾何設(shè)計(jì)要求，選擇適合曲面的刀具，確定走刀步長(zhǎng)和走刀行距。最后根據(jù)各曲面的曲率分布情況，確定刀軸控制方式，生成五軸聯(lián)動(dòng)加工的刀位軌跡。 根據(jù)七軸五聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)，建立了機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了專用后置處理程序，實(shí)現(xiàn)了刀位軌跡文件到數(shù)控加工

3、文件的轉(zhuǎn)換。在后置處理過程中，根據(jù)工藝條件選擇合適的實(shí)際進(jìn)給速度，對(duì)每個(gè)程序段反求出各自所需的編程進(jìn)給速度，從而保證切削時(shí)實(shí)際進(jìn)給速度恒定。另外，對(duì)加工過程中存在的非線性誤差進(jìn)行了校核。 提出了一種基于動(dòng)態(tài)OBB層次樹的全局干涉碰撞檢測(cè)算法：首先建立螺旋槳和特殊銑刀頭的OBB包圍盒層次樹，然后利用多剛體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，獲得螺旋槳和特殊銑刀頭在每個(gè)加工位置處包圍盒的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)變換矩陣，根據(jù)分離軸理論，實(shí)現(xiàn)每個(gè)加工位置的全局干涉碰撞