基于UG NX的四叶螺旋桨几何造型及五坐标加工+CAD图纸(8)
3.1 螺旋桨数控加工工艺分析设计
在本论文中，需要对四叶螺旋浆的叶片和圆角主要曲面进行加工。另外，在叶片之间有大量的材料需要去除。为了使螺旋桨满足气动性的要求，叶片常采用旋转的复杂曲面的结构，这给螺旋桨的加工提出了更高的要求。根据本例具体情况，加工难点如下。
（1）加工叶片相对较长，刚度较低，属于薄壁类零件，加工过程极易变形。
（2）本例的四叶螺旋浆曲面为自由曲面，叶片扭曲比较严重，并且有上下叶片遮挡部分，加工时会产生干涉，加工难度较大。为了避免干涉，要用变轴的方法分段加工曲面，因此，保证加工表面的一致性也有困难。
四叶螺旋浆加工技术要求包括尺寸、形状、位置和表面粗糙度等几何方面的要求，也包括机械、物理和化学性能的要求。在对四叶螺旋浆进行加工前，必须对叶轮毛坯进行探伤检查，叶片必须具有良好的表面质量。精度一般集中在叶片表面、轮毂的表面和叶根表面，表面粗糙度值应小于Ra0.8μm，截面间的型面平滑过度。另外，叶身的表面纹理力求一致，一致的流水线是最好的纹理表面，但这样又限制了走刀方向，从而在一定程度上限制了加工的刀具轨迹。四叶螺旋浆在工作中为了防止振动并降低噪音，所以对动平衡性的要求很高，因此在加工过程中要综合考虑螺旋桨的对称问题。本例应用了旋转阵列加工的操作。另外，应尽可能减少由于装夹或换刀造成的误差。
3.1.1 确定毛坯
四叶螺旋桨加工是指毛坯采用锻压件，然后用数控车床车削成为圆柱体的基本形状，在五轴数控加工中心上使轮毂与叶片在一个毛坯上两次装夹加工完成，五轴数控加工技术的成熟使这种原来需要手工制造的零件可以通过整体加工制造出来，因此较理想的毛坯是锻压件它可以满足压气机叶轮产品强度要求，曲面误差小，动平衡时去质量较少。由于本微型四叶螺旋浆是船舶的关键部件之一，他对材料的要求是在保证零件有足够的强度时尽量减轻零件的重量。在综合考虑零件的使用性和工艺性之后选择采用牌号为LD80的铝合金。
3.1.2 拟定加工路线
第一次装夹---定轴铣上叶片粗加工---定轴铣上叶片半精加工---变轴铣上叶片精加工---第二次装夹---定轴铣下叶片粗加工---定轴铣下叶片半精加工---变轴铣下叶片精加工---变轴铣外轮廓铣
通常为防止加工时叶片变形，改进切削工艺，高速铣切削能够有效的降低叶片弹塑性变形，提高切削速度，降低切削区域温度，改变了切屑成形原理和去除机理，降低切削力，减少了变形；改进工艺路线，先加工刚性薄弱的叶尖部位，后加工叶根部位；改进工艺参数，降低精加工切削量，使用锋利的刀具，多轴加工中增大后跟角等。
3.1.3 确定工序具体内容
根据零件的加工工艺要求，进行工序的划分，内容包括确定走刀次数和加工余量，不同的加工工序，其加工余量、精度和表面粗糙度是不一样的。UG/CAM默认划分三个工序：粗加工、半精加工和精加工。
将本文中的螺旋桨加工划分为多叶片粗加工、叶片半精加工、叶片精加工、叶片外轮廓加工四个工序。1：粗加工余量1mm选择单个叶片一一粗加工，这种操作允许对多叶片部件进行多层、多轴粗加工，加工自上而下进行，就是沿轴向（z向）不同深度的XY平面内生成粗加工刀轨。2：与粗加工一样余量0.3mm。 3：叶片精加工达到表面所需要求，这种加工操作可自叶片和叶片圆角向下精加工到叶毂。4：叶片外轮廓加工。各工序内容如表3.1所示。
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