【正文】 　——主軸轉(zhuǎn)速（r/min）（2）進(jìn)給速度進(jìn)給速度是切削用量的主要參數(shù)，要根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、機(jī)床的性能和工件材料選取。 　圖36　12mm平銑刀參數(shù)　 圖37　5mm球銑刀參數(shù)切削參數(shù)主要包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、背吃刀量和切削寬度等。由于在多坐標(biāo)加工中，球頭刀對于加工對象的適應(yīng)能力很強(qiáng)，而且編程與使用也較方便，所以本文選取了球頭銑刀。由于螺旋槳零件的槳葉面積較大而且具有較為平坦的立體輪廓，粗加工過程中采用層切法進(jìn)行銑削，所以選取端銑刀可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率與表面質(zhì)量。在UG中確定刀具的方式有兩種：用戶自定義刀具和從刀具庫獲取刀具。在編程之前，首先確定要使用的刀具。6）錐形刀錐形刀刃磨容易，切削條件好，能夠獲得高的加工效率，特別是對于底部狹窄的通道零件的加工，如葉輪的側(cè)銑加工。由于它在包含軸線的截面內(nèi)的形狀是曲線，所以它比圓柱面或圓錐面?zhèn)茹姷倪m應(yīng)能力強(qiáng)。而且與平底立銑刀相比，由于環(huán)形刀的切削部位是圓環(huán)面，切削刃強(qiáng)度較好且不易磨損。另外，球頭刀加工時的走刀行距一般也比相同直徑的其他刀具加工時小，因此效率較低。球頭刀對于加工對象的適應(yīng)能力很強(qiáng)，且編程與使用也較方便，但球頭刀加工過程中，越接近球頭的底部其切削條件越差（切削速度低、容屑空間小等）。2）端銑刀端銑刀在圓周面及端面均有切削刃，主要用于面積較大的平面銑削和較平坦的立體輪廓（如大型葉片、螺旋槳、模具等）的多坐標(biāo)銑削，以減少走刀次數(shù)，提高加工效率與表面質(zhì)量。端銑方式主要應(yīng)用于不適合側(cè)銑加工的其他情況，它采用一行一行的行切方式加工。在多坐標(biāo)加工情況下，平底立銑刀的應(yīng)用有側(cè)銑和端銑兩種方式。1）平底立銑刀平底立銑刀主要以周邊切削刃進(jìn)行切削，切削性能好，是銑削加工的主要刀具。（2）刀具的類型數(shù)控加工中常用的刀具主要有平底銑刀、端銑刀、球頭刀、環(huán)形刀、鼓形刀和錐形刀。鈦合金、鎳合金、不銹鋼等難切削材料和高硬度鋼等加工選用60176。螺旋角和30176。還有切屑排出性也變差了。螺旋角的選擇與切削振動、磨損、加工精度有關(guān)，一般選擇大的螺旋角，其理由是螺旋角越大參與切削長度越長、切削力在長切刃上被分散，如圖25所示。螺旋刃立銑刀加工切入工件時，刀刃上某點(diǎn)其受力位置隨刀具回轉(zhuǎn)而變化。銑刀刀齒數(shù)的選擇應(yīng)考慮到刀具材料的剛度、耐磨性、精度的要求，一般刀齒數(shù)愈多，心部實(shí)體直徑增大，剛性提高，但排屑性能差，所以刀齒數(shù)多、螺旋角大的立銑刀適宜精加工、半精加工，反之則用在粗加工。銑刀切削刃長度只要能保證將零件銑出即可，當(dāng)D/L≤；當(dāng)D/L≥，剛性較好。銑刀的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括直徑和齒數(shù)的選擇[15]。但是硬質(zhì)合金制造工藝復(fù)雜、價格較高[14]。高速鋼具有較高的強(qiáng)度和韌性，具有一定的硬度和耐磨性，適用于制造各種復(fù)雜刀具。銑削時對刀具的剛性刀有嚴(yán)格的要求，刀體伸出刀柄愈長，刀具的剛性愈差，銑削時愈容易產(chǎn)生振動，影響零件的表面質(zhì)量，還容易斷刀。同時，由于切削時產(chǎn)生的金屬塑性變形以及在刀具、切屑、工件相互接觸表面間產(chǎn)生的強(qiáng)烈摩擦，使刀具切屑上產(chǎn)生很高的溫度和受到很大的應(yīng)力，在這種情況下，刀具會迅速磨損或破損。圖34加工坐標(biāo)系要實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的高速、高精與高效，一個重要因素就是如何根據(jù)加工對象選用合適的刀具。本文中設(shè)定螺旋槳輪轂面中心為加工坐標(biāo)系原點(diǎn)。序號方法加工內(nèi)容操作方式刀具主軸轉(zhuǎn)速S進(jìn)給F跨距切深余量1粗加工毛坯開粗型腔銑端銑刀R122500120070%612半精加工葉面及葉背外形固定軸輪廓銑球頭刀R5300090040%3半精加工輪轂可變軸曲面輪廓銑球頭刀R530009004精加工葉面及葉背外形可變軸曲面輪廓銑球頭刀R5500040005精加工輪轂可變軸曲面輪廓銑球頭刀R550004000生成刀具軌跡前，必須要確定刀具軌跡所在的坐標(biāo)系，這個坐標(biāo)系就是加工坐標(biāo)系（MCS），加工坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系有著密切的關(guān)系。輪轂的半精加工和槳葉的精加工選擇UG多軸銑削模板，螺旋槳的葉面基本上是一個螺旋面，而背面是一個自由曲面。首先給定一個z值，確定出該z值處的xy平面，求出該平面與相鄰槳葉等距面（偏置距離粗加工余量）的交線；求出相鄰槳葉的2D邊界線；然后由邊界線，相交線，螺旋槳槳轂及毛坯確定出每層的加工區(qū)域。將本文中的螺旋槳零件加工劃分為粗加工、半精加工和精加工三個工序。根據(jù)零件的加工工藝要求，進(jìn)行工序的劃分，內(nèi)容包括確定走刀次數(shù)和加工余量，不同的加工工序，其加工余量、精度和表面粗糙度是不一樣的。螺旋槳葉面精銑螺旋槳葉背粗銑螺旋槳葉面粗銑螺旋槳葉背精銑螺旋槳輪轂精銑毛坯開粗二次裝夾（以螺旋槳葉面一側(cè)的輪轂端面＋孔為基準(zhǔn)）螺旋槳輪轂粗銑圖32擬定加工路線通常為防止加工時葉片變形，改進(jìn)切削工藝，高速銑切削能夠有效的降低葉片彈塑性變形，提高切削速度，降低切削區(qū)域溫度，改變了切屑成形原理和去除機(jī)理，降低切削力，減少了變形；改進(jìn)工藝方案，采用輔助機(jī)械增加剛度，在葉片彈性變形較大區(qū)域填充松香、石膏、蠟，或增加支撐桿，能夠?qū)椥宰冃慰刂圃谝欢ǚ秶鷥?nèi)；改進(jìn)工藝路線，先加工剛性薄弱的葉尖部位，后加工葉根部位；改進(jìn)工藝參數(shù)，降低精加工切削量，使用鋒利的刀具，多軸加工中增大后跟角等。當(dāng)零件尺寸很大，斜面斜度又較小時，常用行切法加工，但加工后，會在加工面留下殘留面積，需要用鉗修方法加以清除，用三坐標(biāo)數(shù)控立銑加工飛機(jī)整體壁板零件時常用此法。（2） 平面輪廓加工方法的選擇通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工。加工方法的選擇（1） 平面加工方法的選擇在數(shù)控銑床上加工平面主要采取端銑刀和立銑刀加工。隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，在不同設(shè)備和技術(shù)條件下，同一個零件的加工工藝路線會有較大的差別。選擇定位基準(zhǔn)為：孔+面，用槳背面的那一側(cè)的槳轂端面作為軸向定位基準(zhǔn)，用槳轂端面水平分布的直徑為5mm的銷孔作為周向定位基準(zhǔn)。如圖31所示。粗加工的目的就是去除相鄰槳葉間的多余材料，得到螺旋槳的大致形狀。根據(jù)零件表面的曲面方程，求出曲面在切觸點(diǎn)的法矢量，然后沿法矢量偏置一個刀具半徑，就得到刀具的刀心位置。螺旋槳毛坯通常有鑄件和圓柱棒料兩種類型。3螺旋槳數(shù)控加工工藝分析傳統(tǒng)的螺旋槳材料主要有耐海水腐蝕性能比較高的錳黃銅系和耐海水腐蝕性能較高、抗空泡腐蝕性能優(yōu)良的鋁青銅[11,12]。這是五坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工當(dāng)前和今后研究的重點(diǎn)。線接觸式加工是指加工過程中以線接觸成型的加工方式，例如圓柱周銑、圓錐周銑、棒形磨削及砂帶磨削等。這種加工方式的主要特點(diǎn)是:由于切削點(diǎn)有較高的切削速度，周期進(jìn)給量大，因而它具有較高的加工效率和精度。但是切削條件差，加工精度和效率低。其編程簡單、計算量較小。點(diǎn)接觸式加工是指在加工過程中以點(diǎn)接觸成型的加工方式，如球頭銑刀加工、球形砂輪磨削等。例如，垂直于表面方式即等價于a==0在五坐標(biāo)數(shù)控加工編程中，刀位數(shù)據(jù)的生成、干涉或碰撞問題的解決都與所用刀具的形狀有關(guān)。 為傾斜船用螺旋槳曲面造型及五軸數(shù)控加工刀位規(guī)劃角，是指刀軸與曲面法矢的夾角，不屬某個截面，位于以法矢為軸線，丫為頂角的圓錐上，但可由a角及指定沿走刀方向的左右側(cè)來確定刀軸的空間方向。3)傾斜于表面方式該方式由刀軸矢量i在局部坐標(biāo)系中與坐標(biāo)軸和坐標(biāo)平面所成的兩個角度a和定義。2)平行于表面方式平行于表面方式是指刀具軸線或母線始終處于各切削點(diǎn)的切平面內(nèi)，所對應(yīng)的加工方式一般為側(cè)銑。由于刀具底面緊貼加工表面，從而對切削行之間的殘余高度作最大限度地抑制，這樣就減少走刀次數(shù)而獲得較高的生產(chǎn)效率。那么走刀過程中刀具軸線方向如何控制就是一個要解決的問題，即刀軸控制方式問題。五坐標(biāo)加工與三坐標(biāo)加工的本質(zhì)區(qū)別在于:在三坐標(biāo)加工中，刀具軸線始終平行于Z軸。6)刀具偏置(tool offset)指由切觸點(diǎn)生成刀位點(diǎn)的計算過程。刀具軌跡曲線一般是由切觸點(diǎn)曲線定義刀具偏置計算得到，計算結(jié)束存放于刀位文件(CLData file)之中。3)刀位點(diǎn)數(shù)據(jù)(cutter location data，簡稱為CLData)指準(zhǔn)確確定刀具在加工過程中每一位置所需的數(shù)據(jù)。切觸點(diǎn)曲線是生成刀具軌跡的基本要素，既可以顯式地定義在加工曲面上，如曲面的等參數(shù)線、兩曲面的交線等，也可以隱式定義，使其滿足一些約束條件，如約束刀具沿導(dǎo)動線運(yùn)動，而導(dǎo)動線的投影可以定義刀具在加工曲面上的切觸點(diǎn)，還可以定義刀具中心軌跡，切觸點(diǎn)曲線由刀具中心軌跡隱式定義。圖21給出了幾種不同刀具在不同加工方式下的接觸點(diǎn)。1)切觸點(diǎn)(cutting contact point)指刀具在加工過程中與