王 瑞,葛昱昊,郭祥雨

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)海洋工程學(xué)院,威海 264209;2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,哈爾濱 150006)

0 引言

船用螺旋槳作為推進(jìn)裝置的主要部件,對船舶的推進(jìn)能力具有重要影響。若槳葉表面存在凹陷、凸起、毛刺等加工缺陷,會(huì)增加行進(jìn)過程中槳葉與水流之間的摩擦阻力,降低燃料轉(zhuǎn)化率,進(jìn)而導(dǎo)致船速降低、航程縮短等問題。因此,改善槳葉表面加工質(zhì)量對于提高船舶的推進(jìn)能力具有重要意義。目前,大型船用螺旋槳葉片多采用重型多軸數(shù)控機(jī)床加工完成,如CKX5680七軸五聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合重型數(shù)控機(jī)床[1]、VTM11000七軸六聯(lián)動(dòng)螺旋槳數(shù)控加工機(jī)床[2]、HPMC-110機(jī)床[3]、SR5-420機(jī)床[4]等。但重型多軸數(shù)控機(jī)床存在以下兩個(gè)問題:①通過單面加工方式對螺旋槳葉片進(jìn)行加工,完成一側(cè)加工后需使用特殊翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)完成翻面,二次裝夾后方可加工對側(cè)槳葉。然而翻面過程會(huì)對已加工表面造成一定程度損傷;二次裝夾過程則會(huì)產(chǎn)生定位精度的損失,進(jìn)而導(dǎo)致兩側(cè)產(chǎn)生加工偏差;②加工過程中槳葉處于懸臂狀態(tài),目前采用的對側(cè)固定支撐無法完全抵消切削力導(dǎo)致的加工振顫與槳葉變形,對表面加工精度的改善有限。

近年來,國內(nèi)外對雙面加工理論進(jìn)行了深入的研究,如MEJBEL等[5]研究使用立式雙端銑刀同步完成兩個(gè)薄壁表面的加工,工件表面平整度和加工效率大大提升;FU等[6]研究了一種基于并聯(lián)機(jī)床的薄壁工件雙面銑削方法,工件的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)性能得到了有效改善;MORI等[7]研究了一種雙面對稱銑削方法,通過同步精加工兩側(cè)表面以抵消兩側(cè)的推力,并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該種抑制加工振顫的方法。雙面加工方式能夠在一次裝夾下完成工件兩側(cè)的加工,避免二次裝夾產(chǎn)生的定位精度損失問題,同時(shí)極大提高了加工效率。更重要的是,雙面對稱加工方法可通過兩側(cè)刀具的相對支撐提高加工系統(tǒng)的整體剛性、減弱懸臂效應(yīng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)振顫與變形的減小。因此,本研究采用雙面加工的方式以解決傳統(tǒng)螺旋槳葉片加工中的問題。

目前,針對雙面加工的研究大多以均勻薄壁件為加工對象,此類工件形狀簡單且一般兩側(cè)對稱,可實(shí)現(xiàn)完全的雙面對稱加工,通過兩側(cè)刀具互相輔助支撐以提高加工系統(tǒng)剛性,進(jìn)而提高表面加工精度,同時(shí)大幅度提升加工效率。但船用螺旋槳葉片大多為非對稱復(fù)雜曲面型工件,現(xiàn)有的雙面對稱加工方法并不適用于槳葉加工。BUDAK等[8]發(fā)現(xiàn)雖然雙面銑削在加工效率上有巨大的優(yōu)勢,但工具間復(fù)雜的動(dòng)態(tài)交互使得加工參數(shù)的選擇非常具有挑戰(zhàn)性。同樣,由于螺旋槳葉片具有中間厚、邊緣薄的特點(diǎn),雙面加工槳葉邊緣區(qū)域過程中極易發(fā)生刀具碰撞事故,因此需要對兩側(cè)刀具的交互配合方式進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)。本文結(jié)合雙面對稱加工與雙面錯(cuò)位加工兩種方式,提出一種螺旋槳葉片的雙面協(xié)同加工方法,并研究設(shè)計(jì)了該加工方法的刀路規(guī)劃算法。

1 加工刀路總體設(shè)計(jì)

螺旋槳葉片表面加工過程中難免會(huì)留下加工刀痕,若盡可能將表面加工刀痕與螺旋槳旋轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)的表面流線方向保持一致,則可很大程度上減少表面加工刀痕不平滑度對流動(dòng)穩(wěn)定性的影響[9]。然而,不同形狀的螺旋槳葉片表面流線方向并不相同,并且通過建模進(jìn)行表面流體仿真分析的效率比較低。通過對比一般類型的槳葉流線發(fā)現(xiàn):一般槳葉旋轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)表面流線方向與不同半徑軸心圓柱面相交于槳葉的曲線方向相似。因此本文對一般類型螺旋槳表面刀路的生成方法為:

(1)通過設(shè)定的半徑增量ΔR圍繞螺旋槳軸線做一系列的軸心圓柱面,直到軸心圓柱面半徑等于螺旋槳半徑為止;

(2)通過將槳葉模型與軸心圓柱面相交得到一組輪廓曲線;

(3)利用螺旋槳葉片的導(dǎo)邊與隨邊將該組曲線劃分為兩部分,分別作為兩側(cè)表面刀路,并通過往復(fù)加工方式對相鄰的刀路進(jìn)行連接,如圖1所示。

圖1 槳葉往復(fù)加工刀路示意圖

上述生成方法僅適用于部分類型螺旋槳,其中輪廓曲線得到的刀路稱為加工刀路,連接相鄰加工刀路的稱為變換刀路。

雙面加工過程中,加工系統(tǒng)中共有夾緊支撐面和兩側(cè)刀具刀觸點(diǎn)3個(gè)受力位置,而3個(gè)受力位置之間會(huì)不可避免地產(chǎn)生加工力矩。經(jīng)分析,螺旋槳葉片雙面加工系統(tǒng)中產(chǎn)生的加工力矩主要包括兩種:夾緊支撐面與刀具刀觸點(diǎn)之間的傾覆力矩、兩側(cè)刀具刀觸點(diǎn)之間的扭轉(zhuǎn)力矩。傾覆力矩的大小主要與刀具刀觸點(diǎn)到葉片基座的徑向距離有關(guān),刀具刀觸點(diǎn)與葉片基座距離越遠(yuǎn),加工所產(chǎn)生的傾覆力矩越大;扭轉(zhuǎn)力矩的大小主要與兩側(cè)刀具刀觸點(diǎn)之間的相對距離有關(guān),兩側(cè)刀具刀觸點(diǎn)相對距離越遠(yuǎn),加工所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩越大。以上兩種類型的加工力矩均會(huì)導(dǎo)致加工振顫與工件變形問題,從而降低槳葉表面加工精度。因此需要設(shè)計(jì)調(diào)整兩側(cè)刀具的交互配合方式以提高加工系統(tǒng)剛性或減小切削力臂大小,實(shí)現(xiàn)槳葉表面加工精度的提高。

均勻薄壁件的雙面對稱加工中,兩側(cè)刀具通過相互支撐實(shí)現(xiàn)了切削力的抵消及系統(tǒng)剛性的提升,并且刀軸的重合使得扭轉(zhuǎn)力矩基本為0。然而螺旋槳葉片一般為非對稱復(fù)雜曲面型工件,一般意義上的對稱加工不適用于此類工件。因此基于雙面對稱加工理論,本文對槳葉“對稱加工”的相關(guān)定義如下:將刀路生成方法中同一輪廓曲線劃分得到的兩條加工刀路稱為槳葉的對稱刀路;將每對對稱刀路以同樣的均勻程度插入相同數(shù)量的點(diǎn),并將對應(yīng)點(diǎn)沿連線方向分別向外側(cè)移動(dòng)一個(gè)刀具半徑的距離,每對對應(yīng)點(diǎn)稱為槳葉的對稱加工點(diǎn),如圖2所示;兩側(cè)刀軸與對稱加工點(diǎn)連線重合,并按加工點(diǎn)依次走刀加工的過程稱為槳葉的對稱加工。該加工過程通過兩側(cè)刀具在軸向的相互支撐,實(shí)現(xiàn)了軸向切削分力的抵消及加工系統(tǒng)剛性的提升,可極大程度上減小傾覆力矩和扭轉(zhuǎn)力矩的影響。但槳葉存在中間厚、邊緣薄的特點(diǎn),雙面對稱加工在葉片邊緣加工安全性低,易發(fā)生撞刀事故,因此雙面對稱加工至槳葉邊緣位置需提前進(jìn)行兩側(cè)刀具錯(cuò)位。而對稱加工轉(zhuǎn)換至錯(cuò)位加工需要通過一側(cè)刀具的變速實(shí)現(xiàn),因此需要對每對刀路中對稱加工、變速加工以及錯(cuò)位加工的部分進(jìn)行區(qū)域劃分。

圖2 槳葉對稱加工點(diǎn)示意圖

2 螺旋槳葉片區(qū)域劃分

對螺旋槳葉片進(jìn)行區(qū)域劃分前,首先定義兩個(gè)槳葉區(qū)域劃分參數(shù):最小安全距離hsafe、最大錯(cuò)位范圍比例Kmax。最小安全距離hsafe是指槳葉雙面加工過程中兩側(cè)刀具刀頭點(diǎn)之間的最小安全加工距離,參數(shù)大小取決于雙面加工中球頭銑刀的刀具半徑rtool。通常兩側(cè)刀頭點(diǎn)間距大于等于一個(gè)刀具半徑即可保證雙面加工的安全性,因此最小安全距離hsafe的參數(shù)大小一般取1～1.5倍刀具半徑rtool。錯(cuò)位范圍比例是指每對對稱刀路中錯(cuò)位加工與變速加工部分占本對對稱刀路的比例大小,最大錯(cuò)位范圍比例Kmax為約束其大小的參數(shù)。為保證螺旋槳葉片表面最大程度執(zhí)行雙面對稱加工,最大錯(cuò)位范圍比例Kmax的參數(shù)大小一般取0.1～0.2。通過上述兩個(gè)區(qū)域劃分參數(shù),本文將槳葉表面劃分為4個(gè)區(qū)域:葉梢區(qū)域、內(nèi)部區(qū)域、變速區(qū)域、邊緣區(qū)域,4個(gè)區(qū)域的劃分規(guī)則如表1所示。

表1 槳葉表面區(qū)域劃分規(guī)則

葉梢區(qū)域?yàn)闃~遠(yuǎn)離葉根端的部分區(qū)域,此部分整體厚度較小使得滿足最小安全距離hsafe的范圍較小,導(dǎo)致錯(cuò)位范圍比例較大,不滿足最大錯(cuò)位范圍比例Kmax的約束條件,無法安全保證兩側(cè)刀具執(zhí)行雙面對稱加工,因此執(zhí)行單面交替加工。邊緣區(qū)域、變速區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域?yàn)榉侨~梢區(qū)域刀路劃分所得,其中邊緣區(qū)域?yàn)槊繉ΨQ刀路中不滿足最小安全距離hsafe的部分,由于厚度較小、邊緣交匯等問題無法執(zhí)行雙面對稱加工,因此采用錯(cuò)位加工方式;變速區(qū)域?yàn)檫B接邊緣區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域的過渡區(qū)域,區(qū)域長度與邊緣區(qū)域相等,通過Sigmoid組合變速函數(shù)的加工刀位點(diǎn)插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)對稱加工與錯(cuò)位加工的轉(zhuǎn)換;內(nèi)部區(qū)域?yàn)闈M足最小安全距離hsafe的非變速區(qū)域,所占刀路范圍最大,執(zhí)行雙面對稱加工。槳葉表面區(qū)域劃分如圖3所示。

圖3 槳葉表面區(qū)域劃分示意圖

3 雙面協(xié)同加工刀路規(guī)劃流程設(shè)計(jì)

雙面協(xié)同加工過程將兩側(cè)刀具分別定義為前刀與后刀:前刀為每對刀路切出時(shí)率先切出的一側(cè)刀具,所加工的表面稱為前刀面;后刀為每對刀路切出時(shí)隨后切出的一側(cè)刀具,所加工的表面稱為后刀面。除此之外,雙面協(xié)同加工方法還需要6個(gè)關(guān)鍵刀位點(diǎn)對刀路規(guī)劃流程進(jìn)行描述:后刀變速起始點(diǎn)SRk、前刀錯(cuò)位起始點(diǎn)DFk、后刀敏感點(diǎn)(后刀變速終止點(diǎn))ERk、前刀敏感點(diǎn)(前刀變速起始點(diǎn))SFk、后刀錯(cuò)位終止點(diǎn)DRk、前刀變速終止點(diǎn)EFk,如圖4所示。

醫(yī)用耗材SPD信息化建設(shè)打通了醫(yī)院與上游供應(yīng)商之間的信息互通，保證了耗材使用安全，有據(jù)可循，科學(xué)規(guī)范，改善了醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)用耗材的精細(xì)化管理，降低了管理成本，加強(qiáng)和改善內(nèi)部控制，為醫(yī)院管理決策提供有力的依據(jù)。伴隨信息技術(shù)的發(fā)展、行業(yè)政策的轉(zhuǎn)變，醫(yī)院的信息化建設(shè)將一直處于相對靜止的動(dòng)態(tài)變化過程中，并逐步向信息集成、資源共享的縱深領(lǐng)域發(fā)展?？傊畔⒒ㄔO(shè)是促進(jìn)醫(yī)院現(xiàn)代化建設(shè)、提高醫(yī)院管理效益和醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量、提升醫(yī)院綜合競爭力的不可缺少的必要因素，醫(yī)用耗材SPD系統(tǒng)應(yīng)用的深度和廣度必將不斷拓延，持續(xù)向低成本、高效率、高實(shí)用性的模式轉(zhuǎn)變，為醫(yī)院信息化建設(shè)提供有益借鑒。

(a) 切出過程關(guān)鍵刀位點(diǎn) (b) 切入過程關(guān)鍵刀位點(diǎn)圖4 刀路規(guī)劃流程關(guān)鍵刀位點(diǎn)示意圖

關(guān)鍵點(diǎn)SRk、DFk分別為后刀面、前刀面對稱刀路切出過程中的內(nèi)部區(qū)域與變速區(qū)域的分界點(diǎn);關(guān)鍵點(diǎn)ERk為后刀面刀路切出過程中變速區(qū)域與邊緣區(qū)域的分界點(diǎn);關(guān)鍵點(diǎn)SFk為前刀面刀路切入過程中邊緣區(qū)域與變速區(qū)域的分界點(diǎn);關(guān)鍵點(diǎn)DRk、EFk分別為后刀面、前刀面對稱刀路切入過程中的變速區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域的分界點(diǎn)。

上述6個(gè)關(guān)鍵刀位點(diǎn)為雙面協(xié)同加工刀路規(guī)劃中非葉梢區(qū)域刀路不同加工方式之間的分界點(diǎn),由此規(guī)劃得到具體加工過程為:

步驟1:前刀自葉梢區(qū)域刀路起始處切入,按既定路線單側(cè)往復(fù)加工;后刀于零點(diǎn)位置等待;

步驟2:前刀完成葉梢區(qū)域加工后,走刀至非葉梢區(qū)域第一條刀路的SFk點(diǎn)處抬刀等待,記本對對稱刀路為刀路n;后刀自葉梢區(qū)域刀路起始處切入,按既定路線單側(cè)往復(fù)加工;

步驟3:后刀完成葉梢區(qū)域加工后,走刀至刀路n的后刀面SFk對應(yīng)點(diǎn),此時(shí)前刀重新切入刀路n,兩側(cè)開始執(zhí)行雙面對稱加工,如圖5a所示;

(a) 內(nèi)部區(qū)域雙面對稱加工 (b) 轉(zhuǎn)變?yōu)殡p面錯(cuò)位加工

步驟4:前刀、后刀同步走刀至SRk點(diǎn)、DFk點(diǎn)時(shí),后刀進(jìn)入Sigmoid變速階段,兩側(cè)開始執(zhí)行雙面錯(cuò)位加工,如圖5b所示;

步驟5:前刀完成刀路n加工,并走刀至刀路n+1的SFk點(diǎn)時(shí),開始進(jìn)入Sigmoid變速階段;此時(shí)后刀剛好走刀至刀路n的ERk點(diǎn),結(jié)束變速階段,兩側(cè)刀頭點(diǎn)間距最小,如圖5c所示;

步驟6:后刀完成刀路n加工,并走刀至刀路n+1的DRk點(diǎn);此時(shí)前刀剛好走刀至刀路n+1的EFk點(diǎn),結(jié)束變速階段;兩側(cè)刀具重新進(jìn)行雙面對稱加工,如圖5d所示;

葉梢區(qū)域單側(cè)往復(fù)加工過程中,刀軸方向與加工刀位點(diǎn)法向量方向重合;內(nèi)部區(qū)域雙面對稱加工過程中,刀軸方向與兩側(cè)與對稱加工點(diǎn)連線方向重合;變速區(qū)域與邊緣區(qū)域的雙面錯(cuò)位加工過程中,刀軸方向與錯(cuò)位前對稱加工點(diǎn)連線方向重合,變速區(qū)域的變速插補(bǔ)點(diǎn)刀軸矢量通過姿態(tài)插補(bǔ)得到。

4 變速區(qū)域Sigmoid加工刀位點(diǎn)插補(bǔ)

對比銑削加工現(xiàn)有的變速方式,如梯形加減速、指數(shù)型加減速、三角函數(shù)型加減速等[10],其中指數(shù)型、三角函數(shù)型等S型加減速方式變速過程平穩(wěn)可靠,適用于頻繁的加減速操作,因此本研究采用S型變速作為變速區(qū)域的變速方式。雙面協(xié)同加工刀路規(guī)劃流程中,變速區(qū)域利用Sigmoid變速曲線實(shí)現(xiàn)雙面對稱加工與雙面錯(cuò)位加工的加工方式轉(zhuǎn)換。Sigmoid函數(shù)作為一種常見的S型的數(shù)學(xué)擠壓函數(shù),能夠?qū)⑤斎霐D壓至在0和1之間,這利于研究中對Sigmoid函數(shù)的變形處理。

圖6為Sigmoid組合變速曲線,其中包括前半部分的減速階段和后半部分的加速階段。利用Sigmoid組合變速曲線對變速區(qū)間的插補(bǔ)處理可以實(shí)現(xiàn)平滑的變速過程,式(1)為經(jīng)參數(shù)調(diào)節(jié)變形處理得到Sigmoid組合變速曲線表達(dá)式。

圖6 Sigmoid組合變速曲線

(1)

式中:KT為時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù),控制自變量區(qū)間范圍,大小等于0.25倍的變速時(shí)間;KV為速度調(diào)節(jié)參數(shù),控制因變量區(qū)間范圍,大小等于變速起點(diǎn)速度;Ka為加速度調(diào)節(jié)參數(shù),控制Sigmoid組合變速曲線斜率,通過式(3)和式(4)求解。

式(1)中常數(shù)項(xiàng)K代表曲線始末速度值與實(shí)際加工始末速度值的差值,將常數(shù)項(xiàng)K與變形處理后的Sigmoid表達(dá)式相加即可整體上移曲線得到Sigmoid組合變速曲線表達(dá)式。在區(qū)間[0,4KT]內(nèi)對式(1)中進(jìn)行積分運(yùn)算,求解得到如下位移曲線表達(dá)式:

(2)

通過區(qū)域劃分求得變速區(qū)域的區(qū)間長度為Lc,代入式(2)化簡求得關(guān)于調(diào)節(jié)參數(shù)Ka的一元方程:

(3)

利用數(shù)值法對上式進(jìn)行求解,初步解得加速度調(diào)節(jié)參數(shù)Ka。由于機(jī)床各驅(qū)動(dòng)軸加速度上限為amax,通過對式(1)求導(dǎo)可知Sigmoid組合變速曲線在t=KT和t=3KT處斜率最大,即變速階段中驅(qū)動(dòng)加速度最大值。將t=KT和t=3KT代入式(1)的導(dǎo)數(shù)表達(dá)式中,利用各驅(qū)動(dòng)軸加速度上限amax約束可得:

(4)

通過上式對式(3)求解的調(diào)節(jié)參數(shù)Ka進(jìn)行上限約束檢驗(yàn),若所求得Ka滿足上限約束條件,則將其作為最終加速度調(diào)節(jié)參數(shù)代回式(1)和式(2),求得最終Sigmoid組合變速曲線表達(dá)式與位移曲線表達(dá)式;若所求得Ka不滿足上限約束條件,需對變速時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,減小變速階段驅(qū)動(dòng)加速度最大值以滿足上限約束條件。

變速區(qū)域內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)數(shù)量、節(jié)點(diǎn)時(shí)間與對側(cè)刀路無變速錯(cuò)位加工區(qū)間刀位點(diǎn)數(shù)量、節(jié)點(diǎn)時(shí)間一致,將節(jié)點(diǎn)時(shí)間序列代入式(1)和式(2)中求得插補(bǔ)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)速度與節(jié)點(diǎn)位移序列,通過后置處理整合到雙面協(xié)同加工文件中。

5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

本研究借助一套對稱布置的XYZ-3RPS雙面混聯(lián)機(jī)床完成螺旋槳葉片系列加工實(shí)驗(yàn)。機(jī)床的部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示。

表2 XYZ-3RPS混聯(lián)機(jī)床部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)

通過刀路規(guī)劃算法處理后,進(jìn)一步經(jīng)過后置處理程序轉(zhuǎn)換得到各加工刀位點(diǎn)對應(yīng)的各軸驅(qū)動(dòng)桿長數(shù)據(jù)及驅(qū)動(dòng)速度數(shù)據(jù),整合為加工文件后導(dǎo)入XYZ-3RPS雙面混聯(lián)機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中。機(jī)床右側(cè)部分加工數(shù)據(jù)如表3和表4所示。螺旋槳葉片雙面協(xié)同加工過程如圖7c所示。

表3 右側(cè)部分加工刀位點(diǎn)時(shí)間-驅(qū)動(dòng)桿長數(shù)據(jù)

表4 右側(cè)部分加工刀位點(diǎn)時(shí)間-驅(qū)動(dòng)速度數(shù)據(jù)

(a) 變形曲線對比圖 (b) 振動(dòng)曲線對比圖

本研究對雙面協(xié)同加工與單面加工的實(shí)時(shí)變形數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集與整合,全過程變形與振動(dòng)對比曲線如圖7a和圖7b所示,其中黑色曲線為雙面協(xié)同加工實(shí)驗(yàn)過程,灰色曲線為單面加工實(shí)驗(yàn)過程。通過對比數(shù)據(jù)可得單面加工與雙面協(xié)同加工的變形范圍、振動(dòng)峰值和振動(dòng)均方根值,其中振動(dòng)峰值反應(yīng)了振動(dòng)曲線的幅度,振動(dòng)均方根值反應(yīng)了振動(dòng)信號的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。單面加工變形范圍在-0.32～0.18之間,雙面協(xié)同加工變形范圍在-0.24～0.11之間;單面加工振動(dòng)峰值為0.08 mm,雙面協(xié)同加工振動(dòng)峰值為0.03 mm;單面加工的均方根值為0.008 1 mm,雙面協(xié)同加工的均方根值為0.003 4 mm。

通過數(shù)據(jù)對比可知,雙面協(xié)同加工在變形范圍、振動(dòng)峰值、振動(dòng)均方根值方面較無支撐單面加工均有提高,表明雙面協(xié)同加工方法可有效改善螺旋槳葉片單面加工過程中的變形與振顫問題。

6 結(jié)論

(1)針對螺旋槳葉片邊緣較薄、表面形狀復(fù)雜等問題,本研究通過對槳葉表面進(jìn)行區(qū)域劃分,進(jìn)而對不同區(qū)域采用針對性加工方式,實(shí)現(xiàn)大范圍雙面對稱加工,同時(shí)避免了兩側(cè)刀具加工過程中產(chǎn)生干涉問題。但葉梢區(qū)域加工過程中仍需通過輔助支撐來減小工件變形與加工振顫,亟待解決。

(2)利用變形處理后的Sigmoid組合變速曲線完成了對變速區(qū)域加工刀位點(diǎn)的插補(bǔ),實(shí)現(xiàn)了雙面協(xié)同加工過程中對稱加工與錯(cuò)位加工間的轉(zhuǎn)換。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,加工變速過程中平穩(wěn)可靠,適用于頻繁的變速操作。

(3)本研究針對螺旋槳葉片提出的雙面協(xié)同加工刀路規(guī)劃算法,通過實(shí)際加工實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。對比雙面協(xié)同加工與單面加工全過程數(shù)據(jù)結(jié)果,雙面協(xié)同加工極大程度上改善了工件變形與加工振顫問題,證明雙面協(xié)同加工方法具有較高的實(shí)用價(jià)值。