【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶。
技术介绍
1、随着科学技术的不断进步，船舶设计技术也将随之提高和持续改进与发展，这对配套船舶使用的螺旋桨也提出了更高的要求，螺旋桨产品也逐渐在遵循“节能现行，绿色引领”的新设计理念和发展方向，并且根据实际需要而不断的优化。基于创新理念设计的大型船用定距螺旋桨铸造出的毛坯普通铸件尺寸大，多曲面组合，但造型的工况达不到精铸的状态，并且多处铸造冒口、样块等切割面导致叶片的加工余量不均匀；叶片数量多，螺距变化大，加工档距小，干涉区域多；毛坯铸造时采用整体浇铸，每个叶片和半封闭区域的加工余量相差很大，对机械加工形成了很大障碍。上述因素均对大型船用定距螺旋桨的机械加工带来了巨大的挑战。
2、普通的五轴机床加工方法通常由于软件生成的程序和实际毛坯工况相差较大等原因，不能实现高效、高质量加工，限制了制造厂经济效益的提升，同时还存在如下缺点：
3、(1)五轴机床的后处理程序是根据理论模型生成的，而且由若干个狭小加工区域组成，需要使用多种不同规格的刀具生成五轴程序，无法考虑毛坯工况，无法考虑毛坯工况，而且由于加工区域狭小，需要使用多种不同规格的刀具生成五轴程序，而多达40-50个的处理程序在机械加工时需要根据干涉情况交错调用，加工风险和难度很大，极易产生质量问题。
4、(2)使用程序加工时，由于毛坯余量是否均匀未知，使用程序加工时，由于毛坯余量是否均匀未知，只能分区域、分叶片一刀一刀进行试切加工，需要操作人员频繁利用公式计算每刀的上刀量。若桨叶数量较多，一天24小时倒班加工，需要修改200多
5、(3)每天24小时不间断的操机过程中，人工劳动强度大。此外，操作人员因长时间高度集中精力工作，极易在操作设备过程中因为参数输入错误，引发工件过切、刀具损坏、机床碰撞等严重事故，危险性极高。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中大型船用螺旋桨加工过程中没有考虑毛坯情况以及自动化程度低的问题，本专利技术提供了一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法。
2、本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
3、一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法，包括以下步骤：
4、s1.利用三维立体扫描仪测量毛坯；
5、s2.利用nx软件根据螺旋桨成品数据建立加工模型，根据螺旋桨曲率对加工模型的加工区域进行划分；
6、s3.根据毛坯的测量结果优化五轴机床的加工参数；
7、s4.五轴机床根据所划分的加工区域对螺旋桨的单个叶片进行加工；
8、s5.五轴机床对单个叶片加工完成后，根据叶片角度跳转到下一叶片进行加工，直到完成所有螺旋桨叶片的加工。
9、所述步骤s1将螺旋桨曲率偏差小于0.0015的区域划分为一个加工区域。
10、所述步骤s3根据叶片间的相互干涉情况，对程序切削速度进行优化：刀具转速为800rpm-1500rpm、切削进给速率为700mmpm-1500mmpm、进刀速率为500mmpm-100mmpm、退刀速率为600-1000mmpm、机床联动速度的上限为25000mmpm-30000mmpm。
11、所述步骤s3对刀具进给值优化的计算式如下：
12、f2＝(k1-k2)×f1
13、式中：f2为优化后的进给值、k1为初始曲率、k2为优化后的曲率、f1为初始进给值。
14、所述步骤s5将r1叶片的中心线作为基准线，r2为叶片角度，计算式如下：
15、
16、r3＝r3+(ap)
17、式中：ap为不同半径区域所对应的被吃刀量，为铣刀刃长的
18、当r3≤叶片成品角度时结束单个叶片加工，再通过公式r2跳转到下一个叶片进行加工。
19、还包括以下步骤：
20、s6.根据步骤s1-s5在五轴自动化机床上模拟螺旋桨加工，若五轴机床提示加工错误信息，则对五轴机床的刀具转速、切削进给速率、进刀速率和退刀速率进行修改，若没有提示加工错误信息，则执行步骤s7；
21、s7.利用三维模拟软件对五轴机床的刀路轨迹模拟仿真，根据模拟仿真结果判断模拟仿真刀路轨迹是否存在干涉、过切以及模拟仿真机床主轴模型在加工摆动时模拟仿真铣刀模型的主轴与模拟仿真桨叶模型是否存在碰撞，若存在则对五轴机床的加工参数进行修改，若不存在则继续执行步骤s8；
22、s8.根据螺旋桨的直径及桨毂高度参数，调整五轴自动化机床到安全高度，在空载工况下运行五轴机床，观察五轴机床否存在碰撞的情况，若存在则对五轴机床的刀具转速、切削进给速率、进刀速率和退刀速率进行修改，若不存在则继续执行步骤s9；
23、s9.重新启动五轴自动化机床并对螺旋桨进行加工。
24、本专利技术与现有技术相比存在的优点是：
25、根据毛坯的情况调整了五轴加工程序，节省了试切毛坯所消耗的时间，先对螺旋桨的一个叶片进行加工，加工完当前叶片后，根据叶片角度跳转到下一叶片进行加工，直到完成全部螺旋桨叶片的加工，实现了大型螺旋桨自动化加工，提高了生产效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法，其特征在于，所述步骤S1将螺旋桨曲率偏差小于0.0015的区域划分为一个加工区域。
3.根据权利要求1所述的一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法，其特征在于，所述步骤S3根据叶片间的相互干涉情况，对切削速度进行优化：刀具转速为800rpm-1500rpm、切削进给速率为700mmpm-1500mmpm、进刀速率为500mmpm-100mmpm、退刀速率为600-1000mmpm、机床联动速度的上限为25000mmpm-30000mmpm。
4.根据权利要求1所述的一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法，其特征在于，所述步骤S3对刀具进给值优化的计算式如下：
5.根据权利要求1所述的一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法，其特征在于，所述步骤S5将R1叶片的中心线作为基准线，R2为叶片角度，计算式如下：
6.根据权利要求1所述的一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方
...【技术特征摘要】
1.一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法，其特征在于，所述步骤s1将螺旋桨曲率偏差小于0.0015的区域划分为一个加工区域。
3.根据权利要求1所述的一种大型船用定距螺旋桨的五轴自动化加工方法，其特征在于，所述步骤s3根据叶片间的相互干涉情况，对切削速度进行优化：刀具转速为800rpm-1500rpm、切削进给速率为700mmpm-1500mmpm、进刀速率为500mmpm-100mm...
【专利技术属性】
技术研发人员：武宝辉，朱晶，胥益民，房骁，张杰，于策，王红嵩，于霄雷，
申请(专利权)人：大连船用推进器有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。