【摘要】：在船舶制造業(yè)中,螺旋槳作為船舶的關(guān)鍵部件,其槳葉的質(zhì)量直接影響到船舶的性能。螺旋槳加工中的精加工是為了保證槳葉具有更好的表面質(zhì)量,且通常采用人工拋磨的方法,磨削加工質(zhì)量不穩(wěn)定,工人的工作環(huán)境較差,勞動成本較高。為了實現(xiàn)螺旋槳槳葉的自動化加工,給工人提供良好的工作環(huán)境,同時提高螺旋槳的加工精度,本文設(shè)計了基于六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的螺旋槳槳葉磨削裝置,并針對該裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)實現(xiàn)、動靜態(tài)性能分析、精度檢測與誤差補償、磨削余量優(yōu)化及磨削軌跡規(guī)劃等方面研究。主要研究內(nèi)容如下:首先,完成了基于六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的螺旋槳槳葉磨削裝置的總體方案設(shè)計。對并聯(lián)機(jī)構(gòu)為主體的磨削裝置進(jìn)行運動學(xué)分析,通過MATLAB軟件對裝置的工作空間進(jìn)行可達(dá)性分析,采用幾何三角函數(shù)對并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)逆解分析,并通過ADAMS軟件進(jìn)行正解驗證。通過磨削方式的選取,對磨削頭進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。對磨削運動控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計,并運用人機(jī)交互界面對控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。其次,對磨削裝置進(jìn)行簡化處理,建立了整機(jī)的有限元模型,并通過有限元軟件進(jìn)行裝置的靜動態(tài)性能分析。裝置的靜態(tài)性能較好,結(jié)構(gòu)剛度比較合理。通過模態(tài)實驗對裝置進(jìn)行分析,與有限元分析結(jié)果進(jìn)行比較,得到兩者的固有頻率相似,驗證了裝置的合理性。再次,對磨削裝置進(jìn)行了精度檢測實驗,對裝置的定位誤差和直線度誤差進(jìn)行檢測,確定定位誤差為裝置精度影響最大的因素。通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對裝置的定位誤差進(jìn)行誤差建模與補償,并對補償后的裝置進(jìn)行精度檢測,最終裝置的定位精度在20μm之內(nèi),滿足槳葉磨削加工的技術(shù)要求。最后,對螺旋槳磨削的余量進(jìn)行優(yōu)化和磨削軌跡規(guī)劃。通過對槳葉的允許誤差進(jìn)行分析,采用粒子群算法對誤差進(jìn)行優(yōu)化,從而確定磨削余量,并在此基礎(chǔ)上對槳葉進(jìn)行分區(qū)劃分磨削。通過密切法對槳葉曲面進(jìn)行計算,確定磨削輪的位姿,并對軌跡進(jìn)行計算,得到槳葉磨削軌跡,通過該軌跡對槳葉進(jìn)行磨削,使槳葉達(dá)到了較好的表面質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U671

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