螺旋桨的五轴NC加工刀位轨迹规划论文

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1、目录1前言……………………………………………………………………………·…11.1选题的依据及意义…………………………………………………··………·11.2国内外研究概况及发展趋势…………………………………···……………11.3研究内容及实验方案…………………………………………···……………31.4论文主要工作…………………………………………………………···……32自由曲面零件五坐标数控加工基础…………………………………···42.1基本概念…………………………………………………………………····…42.2自由曲面五坐标数控加工的刀轴控制方式…

2、……………………………····52.3五坐标联动数控加工的成型方式………………………………………···…63螺旋桨数控加工工艺分析……………………………………………·······73.1.选择材料和确定毛坯………………………………………………………·…73.2选择定位基准…………………………………………………………………73.3拟定加工路线…………………………………………………………………73.4确定工序具体内容……………………………………………………·…···…83.5确定加工坐标系………………………………………………………·……···93.6刀具

3、类型及参数………………………………………………………………103.7切削参数…………………………………………………………………··…144螺旋桨加工刀具轨迹规划和刀路模拟…………………………·········164.1螺旋桨粗加工刀位计算方法与刀具路径规划………………………………164.2螺旋桨精加工研究及刀路轨迹规划…………………………………………204.2.1螺旋桨桨叶精加工刀位规划………………………………………………·214.2.2轮毂加工的刀位规划…………………………………………………·……244.3螺旋桨加工刀路的模拟……………………………

4、……………………···…254.4螺旋桨叶片加工的数控程序…………………………………………………295总结与展望……………………………………………………………………··33参考文献……………………………………………………………………····…···34351前言1.1选题的依据及意义螺旋桨是一类典型的自由曲面零件，螺旋桨是推进器中效率比较高，应用最广的一种，其主要功用是使机器前进和后退，有时也协助机器回转。它的曲面形状和制造精度直接决定了推进效率和噪音的大小，而加工方法的研究将有助于提高该类零件的加工精度和效率。传统的螺旋桨加工方法是通过普通铣床粗加

5、工，加上大量的人工修磨来完成的，此方法费时费力，且精度难以保证。随着数控技术的发展，目前的螺旋桨大多数采用数控加工中心来制造，所用的刀具通常为球头刀和平头刀，但加工精度和效率仍然不够理想。如何充分发挥五坐标加工中心的潜能，采用非球头形式的刀具侧铣加工该类自由曲面，以提高螺旋桨的加工精度和效率，是目前数控加工的一个研究重点。螺旋桨的数控加工提高了生产力，促进了国民经济的发展。1.2国内外研究概况及发展趋势螺旋桨是一种典型的自由曲面零件，螺旋桨的加工实际上就是对自由曲面的加工，而自由曲面加工一直是机械加工领域的难点，自由曲面是不能由初等解析曲面组成，而是

6、以复杂方式自由变化的曲面，用数控机床加工曲面类零件，一般是在三轴数控铣床上进行，但对于形状非常复杂的曲面零件，仅用三轴数控铣床是无法加工的，鉴于此，很自然地想到采用多坐标形式机床，一般采用四坐标或五坐标联动加工中心。采用五坐标机床，由于机床自由度的增加，可根据工件表面状况确定出最合理的刀具空间姿态。因此，除了球头到外，还可用其它形式的刀具来改善加工精度和效率，这便是线接触加工问题。过去螺旋桨的粗加工大多是采用普通铣床进行，而精加工通常采用手工砂轮打磨和模板测量，反复交替进行，最后再用手工布轮抛光，加工精度和生产效率都低，工人的劳动环境和条件较差，而且

7、这样的加工手段需要工人具有熟练的技术和丰富的经验。随着数控机床和计算机技术的发展，目前螺旋桨的加工大多数采用数控机床来完成，然后抛光至满意的精度[1]。由于无法得到大量的分析数据，刀具尺寸、加工步长、行距等参数通常参照以前的加工经验[2]。针对螺旋桨的曲面造型和数控加工，国内外学者进行了大量的研究。GeoffreyWVickers[3]早在70年代就研究了用数控机床采用球头刀加工中等尺寸的螺旋桨。他首次提出用计算机辅助计算螺旋桨的表面，螺旋桨各部分曲面和各截面的图形可在图形终端上显示出，而且可以交互修改。螺旋桨加工主要采用数控铣床进行铣削加工，最后再

8、采用少量的手工修整。XiuziYe[4]提出了结合物理约束主要包括曲面法矢来设计螺旋桨曲面，最终曲面是一个完