基于混联机构的大型舰船用螺旋桨双刀双面对称加工方法研究

项目名称： 基于混联机构的大型舰船用螺旋桨双刀双面对称加工方法研究

项目编号： No.51205088

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械工程学科

项目作者： 王瑞

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 针对目前大型舰船用螺旋桨尺寸大，加工装备存在单面加工、桨叶易振颤、刚性差、二次装夹、加工工期长的缺点，本项目提出一种基于混联机构的大型螺旋桨双刀双面对称加工方法，并对相关理论和技术进行研究。为此，首先建立大型螺旋桨双刀双面对称加工装备的运动学模型，利用数值法分析装备的结构参数对刀具位姿灵敏度、机构刚度等性能参数的影响，实现结构参数与预期性能参数之间的合理匹配；在此基础上，研究双面后置处理算法，实现刀位文件坐标系的统一、双刀加工点自动跟随、数控加工文件离线生成；最后利用加权分类隔离的标定方法，建立刀具位姿误差向量与结构误差向量之间的映射模型，实现结构参数的误差补偿。利用本项目研究的加工方法，可实现螺旋桨一次装夹，双刀对称加工压力面和吸力面，有利于消除悬臂梁效应，减弱振颤，提高加工效率和加工精度。这对于对提高螺旋桨推进效率，降低舰船动力消耗，保证潜艇的隐蔽性和安全性具有重要的现实意义。

中文关键词： 螺旋桨；混联机构；对称加工；后置处理；误差补偿

英文摘要： The large-scale marine propeller's size is large, and the processing equipments have such disadvantages as one-surface machining, propeller blade vibration, poor stiffness, repeated clamping and long processing time. The method of double-cutter & double-surface symmetrical machining is proposed for large-scale marine propeller based on the parallel-serial mechanism for the first time. The mechanism kinematics modeling is built firstly. Considering the influence of mechanism structural parameters on the cutter sensitivity, stiffness performance and cutter workspace, the optimum structural parameters are given for the expected performance parameters. Based on the kinematics modeling , The double-surface post processing algorithm is analyzed which includes the normalization of cutter location data file coordinate system, auto pursuit movement of two cutters and the offline generation of NC files. The mapping model is built between the structural parameter errors and the cutter pose errors, and the approach adopting classifiable verification with weight value is introduced to implement the structural parameter error compensation.The method of the double-cutter & double-surface symmetrical machining can clamp the propeller one time, eliminate the cantilever beam effect, weak the flutter,raise the machining efficien

英文关键词： propeller；serial-parallel mechanism；symmetrical machining；post processing；error compensation