【正文】 BOAT,(3):2324.[14] ,2005:2443.[15] ,2004:725.[16] Eungki Lee. Contour Offset Approach to Spiral Toolpath Generation with Constant Scallop Height. ComputerAided Design,2003 35 (6): 511518[17] J. S. Chen et al. Feedrate Optimizatioin and Tool Profile Modification for the HighEfficiency Ballend Milling Process. International Journal of Machine Tools and Manufacture, (9):10701076.[18] J. S. Chen, Y. K. Huang, M. S. Chen. A Study of the surface Scallop Generating Mechanism in the Ballend Milling Journal of Machine Tools and Manufacture, (9):10771084.。如切削過(guò)程中的變形控制，切削力的分析以及更有效的干涉調(diào)整方法等，這一系列的問(wèn)題還有待在更多的實(shí)際加工中解決。本文所探討的加工螺旋槳的方法，主要是從幾何角度來(lái)研究如何使刀具盡可能地和工件曲面貼合，從而得到理想的加工狀態(tài)。很難有一種通用的計(jì)算數(shù)控加工刀位的方法，每種計(jì)算刀位的方法往往都局限于某些特定的情況。把生成的刀路軌跡在UG的CAM環(huán)境下進(jìn)行仿真加工，將理論分析與仿真技術(shù)相結(jié)合，是自由曲面數(shù)控加工避免干涉的一種有效途徑。用微分幾何知識(shí)，深入剖析采用圓柱刀二階密切法加工自由曲面的幾何實(shí)質(zhì)，并給出了不同類型刀具運(yùn)用該方法的刀位計(jì)算公式及達(dá)到密切的條件。把螺旋槳的數(shù)控加工分成幾部分，葉片及葉背粗加工，葉片及葉背和輪轂的半精加工，最后進(jìn)行精加工。在Cutting參數(shù)設(shè)置里選擇切削方向?yàn)镮nward由毛坯外緣向內(nèi)銑削。進(jìn)入U(xiǎn)G的Cavity Mill模板設(shè)定粗加工切削參數(shù)，包括加工余量、安全間隙、公差等加工精度參數(shù)，還包括進(jìn)給率、切削模式、切削類型、行距等。在確定了切削區(qū)域后，接下來(lái)就是確定切削層，UG/CAM中切削層包含兩個(gè)內(nèi)容，切削深度范圍和每刀切削深度。將式()對(duì)求導(dǎo)， () 又知圓錐面上刀觸點(diǎn)處直母線的單位矢量為: () 則輪轂曲面上刀觸點(diǎn)處的單位法矢可表示為: ()刀軸的矢量方程可寫(xiě)為: ()同上設(shè)置參數(shù)，完成對(duì)輪轂的刀具軌跡規(guī)劃，生成輪轂半精加工刀具軌跡圖415所示 圖 415半精銑輪轂 本文中螺旋槳零件加工由于刀具長(zhǎng)度有限，為避免刀柄與零件干涉，需要裝夾兩次才能完成，所以需設(shè)定切削層。改變角，則可加工另一條螺旋線。 為輪轂上的螺旋線繞Z軸回轉(zhuǎn)形成錐面的回轉(zhuǎn)參數(shù)。a為槳葉的后傾角。 = 為輪轂半徑。本文以圓錐面作為輪轂表面，為了加工輪轂表面，取圓錐面上的螺旋線作為刀具路徑。單擊創(chuàng)建工具欄上的創(chuàng)建操作圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建操作”對(duì)話框，在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中各參數(shù)設(shè)置如下：“類型”選擇 mill_mulit_axis“子類型”選擇第一行第一個(gè)圖形，設(shè)定為可變軸曲面輪廓銑（mill_mulitaxis）“程序”為NC_PROGRAM“使用幾何體”為MCS_1“使用刀具”為 BALL_MILL_5“使用方法”為METHOD“名稱”輸入對(duì)話框中輸入操作名稱 VARIABLE_CONTOUR如圖49所示圖49確認(rèn)后，單擊“確定”按鈕，進(jìn)入可變軸曲面輪廓銑加工的操作對(duì)話框，開(kāi)始可變軸曲面輪廓銑加工操作的參數(shù)設(shè)置，如圖410所示，設(shè)置用戶參數(shù)，“驅(qū)動(dòng)方式”選擇曲面區(qū)域，編輯參數(shù)如圖411示，“刀軸”選擇指定點(diǎn)，編輯參數(shù)如圖412示， 圖410 圖411 圖412設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速3000，進(jìn)給率900，完成參數(shù)設(shè)置，單擊生成刀軌按鈕，生成葉背半精加工葉背刀軌如圖413所示和葉片半精加工刀具軌跡如圖414 圖413 圖414 輪轂通常為1/10~l/15錐度的圓錐體或鼓形回轉(zhuǎn)體。半精加工過(guò)程分別選擇固定軸曲面輪廓銑和可變軸曲面輪廓銑對(duì)槳葉和輪轂側(cè)銑削。先給定一個(gè)數(shù)步長(zhǎng)，按照這個(gè)步長(zhǎng)精度，計(jì)算刀位點(diǎn)。走刀的步長(zhǎng)采用等參數(shù)步長(zhǎng)法，即在條參數(shù)線上按等參數(shù)步長(zhǎng)計(jì)算點(diǎn)位。這就需要根據(jù)不同情況來(lái)調(diào)整刀具半徑。 在橢圓點(diǎn)區(qū)域，如果采用圓柱刀或圓錐刀，只能實(shí)現(xiàn)近似密切，做法就是將刀具軸線擺放在該點(diǎn)處主曲率絕對(duì)值較小的主方向上，也就是沿曲面的平坦方向:如果采用圓環(huán)刀，那么就能夠?qū)崿F(xiàn)密切，于是也按照二階密切方法計(jì)算刀位。而圓錐刀的刀軸矢量，可根據(jù)公式()計(jì)算出，然后再根據(jù)公式()計(jì)算出刀心的位置。當(dāng)采用圓柱刀或圓錐刀時(shí)，根據(jù)公式()，()計(jì)算出刀軸方向在密切平面的投影和密切方向。2刀具軌跡的形成 經(jīng)過(guò)上面對(duì)槳葉幾何性質(zhì)的分析，我們把螺旋槳槳葉分成了雙曲點(diǎn)區(qū)域和橢圓點(diǎn)區(qū)域。把雙曲點(diǎn)用淺色顯示，把橢圓點(diǎn)用深色顯示，結(jié)果表明，槳葉上大分區(qū)域是雙曲點(diǎn)，只有邊緣一小部分區(qū)域是橢圓點(diǎn)。如果K0，則該點(diǎn)為雙曲點(diǎn)。槳葉曲面是以u(píng), v為參數(shù)擬合出的B樣條曲面，設(shè)方程為r = r(u, v)，則根據(jù)公式(), ()計(jì)算出曲面在某點(diǎn)處的第一、第二基本量然后根據(jù)公式()計(jì)算出該點(diǎn)處曲面的主曲率k1, k2，進(jìn)而求出該點(diǎn)處曲面的高斯曲率。我們知道螺旋槳槳葉的葉面基本上是一個(gè)螺旋面，而背面是一個(gè)自由曲面。 本文把加工螺旋槳槳葉0. 2R以外的部分稱為槳葉加工?？劭郏壕牌咭痪哦惆肆懔?另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過(guò)答辯設(shè)置進(jìn)刀/退刀參數(shù)，在“傳送方式”下拉列表框中選擇“安全平面”，其余選項(xiàng)按默認(rèn)值設(shè)置，圖45所示 圖45設(shè)置切削參數(shù)，“切削順序”選擇|“深度優(yōu)先”，“切削方向”選擇“順銑切削”其余選項(xiàng)按默認(rèn)設(shè)置，圖46所示 圖46設(shè)置進(jìn)給率，主軸轉(zhuǎn)速2500，進(jìn)給1200，完成所有的參數(shù)設(shè)置后，單擊生成刀軌按鈕生成刀具軌跡，如圖47和48所示 圖47 葉背粗銑刀軌 圖48 葉片粗銑刀軌 經(jīng)過(guò)粗加工，得到了螺旋槳的大致輪廓，然后再進(jìn)行半精加工和精加工。NNNNNNNNNNNN字。因此，首先就確定軸向與徑向切削深度以獲得最大的材料切除率，然后再考慮切削力的限制與刀具承受力對(duì)進(jìn)給速度進(jìn)行選擇。確定切削條件的目標(biāo)是要生成具有最大材料切除率NC程序，同時(shí)保持穩(wěn)定的切削狀態(tài)與要求的加工精度。在精加工中，由于加工的精度和表面粗糙度都要求很高，所以在加工過(guò)程中采用小直徑的球頭銑刀，所選擇的步距就應(yīng)該比較小，～。在一些比較成熟的CAD/CAM編程模塊中都提供了較有效的刀具軌跡規(guī)劃算法和相關(guān)的步距確定方法。由于球頭刀加工會(huì)在走刀方向上形成走刀步長(zhǎng)殘留，同時(shí)在相鄰走刀行之間形成行距間殘留[16,17,18]，行距過(guò)大得到的殘留高度就大，相應(yīng)的表面粗糙度就會(huì)增大，后續(xù)處理加工量加大；行距過(guò)小將使加工時(shí)間成倍增加，同時(shí)還導(dǎo)致編程效率的下降以及零件加工程序行的成倍增加。（4）切削寬度在復(fù)雜曲面的銑削加工中，切削寬度的確定就是走刀行距的確定。一般情況下，～2mm后，其余的余量可以作為粗銑的背吃刀量，盡量一次切除。（3）背吃刀量背吃刀量，是指工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離。在確定了進(jìn)給速度后，就可以以此為標(biāo)準(zhǔn)確定一些非切削運(yùn)動(dòng)的速度，包括快速進(jìn)刀/退刀、趨近速度、橫越速度以及第一刀進(jìn)給速度。在精加工時(shí)，每齒進(jìn)給量的選取要結(jié)合工件表面粗糙度的要求來(lái)考慮，表面粗糙度值越小，每齒進(jìn)給量就越小。進(jìn)給速度和每齒進(jìn)給量有關(guān)，粗加工時(shí)，每齒進(jìn)給量的選取主要決定于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料和銑刀類型。對(duì)于銑削而言，銑刀的每個(gè)齒就相當(dāng)于一個(gè)切削刃。?。╩/min）　　　（）式中——銑刀的直徑（mm）