基于五轴联动数控螺旋推进器叶片的加工工艺探讨

1 引言

　　目前，五轴联动数控加工技术的应用面临着很多困难，五轴联动本身编程抽象、烦琐，操作也比较复杂，要实现通用的多坐标编程难度较大。因此，需要专业人员进行大量实践，积累加工工艺经验。本研究应用UGNX8五轴编程系统完成螺旋推进器叶片的CAD建模、CAM编程、五轴联动数控加工工艺设计、最终实现五轴联动加工，并对复杂产品的造型和数控加工工艺进行探讨。

2 螺旋推进器叶片加工工艺分析

　　舰艇用的螺旋推进器叶片(见图1)，用三轴数控机床加工，在加工过程中由于其刀具相对于工件的位姿角不能变，加工螺旋推进器叶片时，就会产生干涉。采用五轴联动的数控机床加工，由于螺旋推进器叶片和刀具的位姿角随时可调，既可以避免三轴机床加工各种曲面时球头铣刀以点接触成形，且可能出现切削点落在球头刀顶上，线速度趋于零，切削效率低的情况，又可以利用刀具的最佳切削点来进行切削，获得所需的较好加工质量。

图1整体螺旋叶片

　　三轴联动曲面加工与五轴联动曲面加工刀具形态示意图(见图2)。螺旋推进器叶片的加工过程螺旋推进器叶片的加工任务比较复杂，其复杂性主要体现在加工程序的编制上，因此应当首先明确在利用UG的NX8软件生成加工程序这项工作中我们需要做什么，然后再一步步地实施。

图2坐标加工原理图

　　3.1 构建螺旋推进器叶片

　　(1)构建螺旋推进器叶片截面线是根据给定的数据绘出曲线A和曲线B(见图3)两条自由曲线。

图3样条曲线A和B

　　(2)构建螺旋推进器叶片曲面：将曲线A和曲线B构建得到叶片曲面，然后用“缝合”命令构建2mm厚的叶片(见图4)；根据图纸给定的尺寸，单击“曲线”工具条的“圆弧或圆”命令，得出流道截面线，通过拉伸得出流道面(见图5)。用倒圆角命令最后在风叶曲面和流道曲面倒圆角R2，构建螺旋推进器叶片曲面。

图4曲面

图5流道