【摘要】：螺旋槳是船舶推進器正常運轉的主導部件和海洋工程裝備的典型代表,其制造水平直接對我國船舶行業(yè)的自主發(fā)展產(chǎn)生重要影響,為了滿足螺旋槳高精度的加工要求,整個工藝鏈的各個環(huán)節(jié)都需要保持高度的精確性。目前,隨著加工零件的尺寸越來越大,結構越來越復雜,機床也在往大型化、多軸化方向發(fā)展,相應地機床幾何誤差對末端工件加工精度的影響也越來越大。因此對于螺旋槳的加工,其加工用機床的幾何誤差補償是必要的;除此之外,刀具磨損及加工中刀具和工件的變形等因素造成螺旋槳葉面的加工誤差也限制了螺旋槳加工精度的提升。針對多葉片螺旋槳縮比件的模型結構與加工要求進行了準備工序與加工工序的安排,在五坐標橫梁移動龍門加工中心上完成了1:10的多葉片螺旋槳縮比件的加工,并使用三坐標測量機對完成加工的螺旋槳進行加工誤差的檢測。針對龍門加工中心幾何誤差的敏感性分析,進行了機床含參數(shù)化幾何誤差的運動學建模。根據(jù)機床拓撲關系建立機床考慮幾何誤差的通用運動學模型,針對螺旋槳加工用機床—五坐標橫梁移動龍門加工中心進行各相鄰部件坐標轉換矩陣的建立及運動學建模,通過正交試驗分析了龍門加工中心各軸幾何誤差在不同水平下對加工誤差影響程度的主次順序,從而來減少機床幾何誤差標定項。針對龍門加工中心幾何誤差的標定與葉面刀位點誤差補償,使用激光干涉儀及激光跟蹤儀分別進行了機床線性軸及運動軸的幾何誤差標定,對標定結果進行了參數(shù)化擬合。依據(jù)龍門加工中心含幾何誤差的運動學模型進行了由機床幾何誤差導致末端刀位點誤差的補償算法研究,將螺旋槳加工中葉面的理想刀位點數(shù)據(jù)作為輸入項,驗證了該誤差補償算法提高螺旋槳葉面加工精度的有效性。通過在橫梁移動龍門加工中心上進行加工實驗,來證明誤差補償算法的準確性。針對螺旋槳縮比件葉面在線測量得到加工誤差進行曲面重構,以重構曲面替代原螺旋槳葉面作為部件幾何體進行再加工,從而達到螺旋槳加工誤差補償?shù)哪康�。對螺旋槳加工完成后的葉面進行在線測量得到數(shù)據(jù)點,對數(shù)據(jù)點進行預處理,再基于Geomagic Studio軟件進行曲面的封裝、曲面擬合、邊界編輯、偏差分析等處理得到重構曲面,將重構曲面成功導入UG進行加工刀軌生成和實驗驗證。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG659;U671
【圖文】：

槳縮比件加工過程介紹 的多葉片螺旋槳縮比件毛坯的外圓直徑尺寸約為 400mm， 0.1mm。選用型號為 GMC 1600H/2 的五坐標橫梁移動龍于雙擺頭式五軸數(shù)控機床。為了保證多葉片螺旋槳的高精加謹?shù)木瓤刂�。以下對加工前期的工作準備及加工過程中準備工序坯件及夾具的測量槳的高精加工和定位，將螺旋槳毛坯件及夾具裝配后置于尺寸和形位公差的測量，測量結果如圖 2-1 所示。三坐標測允許探測誤差為 1.7 。

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文 分度盤與工作臺的安裝與定位于多葉片螺旋槳為回轉對稱類零件，所以將螺旋槳毛坯安裝在分度盤上以減少不必要的操作工序及誤差。保證分度盤和龍門加工中心工作臺的旋槳高精加工的第一步。門加工中心工作臺誤差標定：使用千分表在加工所需范圍內(nèi)進行局部誤作臺局部平面誤差在 0.01mm 范圍。度盤調(diào)平：將分度盤安裝在線床工作臺后，使用千分表進行分度盤的平整。第一次測量時，Y 軸負方向偏高 0.02mm，X 軸負方向偏高 0.026，完全夾緊后再次測量Y軸方向誤差在0.005mm波動，X軸負方向偏高-2 所示。

【參考文獻】

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1 范晉偉;宋貝貝;王稱心;王曉峰;;TTTRR型五軸數(shù)控機床通用幾何誤差補償關鍵技術的研究[J];機械設計與制造;2012年05期

2 許開州;魏臣雋;胡德金;;展成法球面磨床的幾何誤差補償[J];上海交通大學學報;2010年04期

3 徐旋波,林勇,彭芳瑜;五軸聯(lián)動的后置處理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J];機電工程技術;2005年09期

4 王小平,姚英學,荊懷靖;數(shù)控機床幾何誤差建模及誤差補償?shù)难芯縖J];機械工程師;2005年09期

5 顏少平,李松玲;螺旋槳數(shù)控加工技術研究[J];機電設備;2005年02期

6 王知行,陳輝;并聯(lián)機床加工船用螺旋槳及CAM技術研究[J];機械設計與研究;2003年06期

7 蔡清華,劉偉軍,鄭鵬,李文龍,金嘉琦;基于Surfacer的點云數(shù)據(jù)的預處理研究[J];機械設計與制造;2003年04期

8 任永強,楊建國,竇小龍,鄧衛(wèi)國;五軸數(shù)控機床綜合誤差建模分析[J];上海交通大學學報;2003年01期

9 瞿建武,李江雄,柯映林;基于實物的復雜曲面零件反求工程中未知區(qū)域測量數(shù)據(jù)補充及曲面重構技術[J];機械工程學報;2002年09期

10 張虎,周云飛,唐小琦,陳吉紅,師漢民;多軸數(shù)控機床幾何誤差的軟件補償技術[J];機械工程學報;2001年11期

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1 粟時平;多軸數(shù)控機床精度建模與誤差補償方法研究[D];中國人民解放軍國防科學技術大學;2002年

2 肖雙九;反求工程中三角網(wǎng)格劃分及其應用的關鍵算法研究[D];西北工業(yè)大學;2002年

3 李衛(wèi)國;逆向工程中的曲面重構技術研究及基于Web的應用系統(tǒng)開發(fā)[D];南京航空航天大學;2001年

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1 蔡潘;可調(diào)距螺旋槳銑削加工仿真及實驗研究[D];華中科技大學;2016年

2 郭步鵬;可調(diào)距螺旋槳加工定位誤差分析與變形測量研究[D];華中科技大學;2016年

3 孫攀攀;大型多軸機床幾何誤差建模及后置補償求解[D];華中科技大學;2014年

4 彭志光;基于改進凸包算法的葉片型面檢測[D];華中科技大學;2012年

5 馬吉陽;多軸數(shù)控機床幾何誤差的敏感性分析與全微分運動學求解[D];華中科技大學;2012年

6 鄧金文;船用螺旋槳鑄造工藝輔助系統(tǒng)開發(fā)及數(shù)控加工技術研究[D];大連海事大學;2009年

7 謝曉亮;基于UG的五軸聯(lián)動數(shù)控機床的后置處理系統(tǒng)研究[D];華中科技大學;2009年

8 王文軍;基于Surfacer葉片型面檢測模塊的開發(fā)[D];江南大學;2008年

9 李曉麗;面向多體系統(tǒng)的五軸聯(lián)動數(shù)控機床運動建模及幾何誤差分析研究[D];西南交通大學;2008年

10 鄒孝明;大型艦船用螺旋槳五軸加工技術研究[D];華中科技大學;2007年

本文編號：2735764