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大連理工大學 碩士學位論文 船用螺旋槳曲面造型及五軸數(shù)控加工刀位規(guī)劃 姓名：楊延峰 申請學位級別：碩士 專業(yè)：機械設計及理論 指導教師：曹利新 座機電話號碼 大連理工大學碩士學位論文 摘 要 船用螺旋槳是一類典型的自由曲面零件，它的曲面形狀和制造精度直接決定了船舶 的推進效率和嗓音的大小，而加工方法的研究將有助于提高該類零件的加工精度和效 率。傳統(tǒng)的螺旋槳加工方法是通過普通銑床粗加工加上大量的人工修磨來完成的，此方 法費時費力，且精度難以保證。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，目前的螺旋槳大多采用數(shù)控加工 中心來制造，所用的刀具通常為球頭刀或平頭刀，但加工精度和效率仍然不夠理想。如 何充分發(fā)揮五坐標加工中心的潛能，采用非球頭形式的刀具側(cè)銑加工該類自由曲面，，以 提高螺旋槳的加工精度和效率，是當前數(shù)控加工的一個研究重點。 本論文在深入分析螺旋槳曲面成型原理的基礎上，將設計時給定的槳葉曲面的切面 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為笛卡爾坐標系中的坐標，利用B樣條方法對截面數(shù)據(jù)點插值并加密，得到足 夠的數(shù)據(jù)點，進而利用最小二乘法擬合出槳葉曲面，通過調(diào)整偏離權(quán)和光順權(quán)得到了理 想的二階連續(xù)的槳葉曲面。針對圓柱體棒料毛坯，提出了采用類似型腔加工和逐點搜索 的兩種粗加工方法，前一種方法能精確地控制加工區(qū)域，同樣可應用于精加工：后一種 方法計算簡單、易于編程。利用微分幾何學知識，分析了螺旋槳槳葉曲面的局部特征， 在研究圓柱刀二階密切法規(guī)劃刀位的基礎上，探討了圓錐刀和圓環(huán)刀的二階密切刀位計 算方法，采用二階密切法規(guī)劃刀位可以顯著地提高加工精度。提出了基于二階密切法的 加工路徑規(guī)

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