發(fā)布時間：2017-10-10 18:41

  本文關鍵詞：可調距螺旋槳銑削表面形貌仿真與實驗研究

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【摘要】：動力定位全回轉推進器制造中的關鍵零件之一是具有大尺度、復雜曲面形狀特征的可調距螺旋槳槳葉,其在海洋環(huán)境中所承受的時變推力與扭矩載荷,對槳葉型線、葉厚分布等曲面幾何精度提出嚴格的設計與制造要求。槳葉加工廣泛采用數(shù)控銑削工藝,其中,加工表面形貌對表面完整性、后續(xù)打磨去除量具有顯著影響。因此,研究銑削加工工藝參數(shù)和銑削策略,對于獲得均勻的后續(xù)切削余量、提高槳葉加工質量具有重要的作用。針對調距槳銑削加工過程,通過選擇不同切削參數(shù)與刀路軌跡,對所形成加工表面形貌開展了仿真與模型槳加工實驗研究。本文建立了一種加工表面形貌仿真算法,用于研究銑削加工工藝參數(shù)與銑削表面形貌之間的關系。針對銑削加工中廣泛采用的球頭銑刀和環(huán)形刀,建立了描述刀具三維幾何形狀的數(shù)學模型。根據刀具與工件的相對運動關系,建立了刀具坐標系與工件坐標系的平移變換和旋轉變換模型,對刀路軌跡及刀具位置和姿態(tài)進行描述。基于所建立的刀具空間幾何描述與加工路徑中的刀具位姿,提取出銑刀切削刃上的離散點,并建立了其相對于工件坐標系的數(shù)學描述。使用Z-map算法將加工軌跡中每個刀位點處切削刃上的離散點與工件表面離散點進行比較,并更新工件表面的離散點的高度值,從而獲得銑削后的工件表面形貌。針對縮比尺寸的槳葉模型開展了切削實驗,對仿真系統(tǒng)的有效性進行驗證。設計分組實驗,采用曲面銑削中常用的球頭銑刀研究銑削加工中的主軸轉速、進給速度、刀具傾角和刀路行距等因素對銑削加工后的表面形貌的影響規(guī)律。在縮比模型槳的加工實驗中,對同一個槳葉模型采用四種不同的銑削策略對銑削加工后的槳葉表面形貌的影響,分析了這四種加工刀路各自的優(yōu)缺點。為企業(yè)實際加工制造過程中的加工工藝參數(shù)的選擇提供評價依據。
【關鍵詞】：曲面加工 銑削仿真 加工表面形貌 銑削策略
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1. 緒論8-17
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題的背景與研究意義8-10
• 1.3 國內外研究概況10-15
• 1.4 本文的主要研究內容15-17
• 2. 銑削形貌仿真的理論基礎17-29
• 2.1 銑削加工表面形成理論17
• 2.2 銑削工藝參數(shù)17-19
• 2.3 銑刀的幾何模型19-23
• 2.4 切削刃離散點在切削路徑上的運動軌跡23-26
• 2.5 刀具包絡線的形成26-28
• 2.6 本章小結28-29
• 3. 銑削表面形貌仿真算法及刀路軌跡29-41
• 3.1 表面形貌仿真算法29-33
• 3.2 旋轉變換33-35
• 3.3 刀具在加工曲面上的位置和姿態(tài)35-36
• 3.4 表面形貌仿真的度量36-38
• 3.5 表面形貌仿真系統(tǒng)開發(fā)38-40
• 3.6 本章小結40-41
• 4. 銑削表面形貌仿真及實驗驗證41-51
• 4.1 實驗設備及過程41-43
• 4.2 主軸轉速對表面形貌的影響43-44
• 4.3 進給速度對表面形貌的影響44-45
• 4.4 刀傾角對表面形貌的影響45-47
• 4.5 行距對表面形貌的影響47-48
• 4.6 仿真模型的驗證48-50
• 4.7 本章小結50-51
• 5. 不同銑削策略對槳葉表面紋理的影響51-58
• 5.1 螺旋槳槳葉曲面特點及現(xiàn)有加工工藝51-52
• 5.2 銑削策略對表面形貌的影響實驗及分析52-57
• 5.3 本章小結57-58
• 6. 總結與展望58-60
• 6.1 全文總結58
• 6.2 研究展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-65
• 附錄I 攻讀學位期間發(fā)表學術論文目錄65
• 附錄II 攻讀學位期間申請專利65-66
• 附錄III 不同參數(shù)銑削后的表面形貌仿真結果66-74

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本文編號：1008009