螺旋桨加工的数控技术研究

　　刀具路径生成后，在主菜单中选择Tool→Operation Navigator→Output→CLSF，即可输出刀具位置源文件。刀具位置源文件是一个包含标准APT命令的文本文件，不是数控程序，需要设法把刀具位置源文件转换成指定数控机床能执行的数控程序，才能进行零件的数控加工，这种转换过程称为后置处理。

　　后置处理过程是对刀具位置源文件的解释执行，对于5 坐标数控加工，后置处理算法与数控机床控制器类型、机床运动关系等因素有关。按照实际使用的数控机床的硬件布置和控制系统，通过后置处理程序，将刀具位置源文件转化成NC 代码，就可以输出到数控机床进行零件的加工。

　　4.4 仿真模拟和验证

　　刀具路径生成后，利用VERICUT 软件将编制好的数控程序按照生成的NC 代码在计算机上以实体形式模拟刀具路径，直观地观察机床运动和刀具切削过程，准确地检查机床所有运动部分、刀具、工件和夹具之间是否出现干涉和碰撞。通过调整，获得螺旋桨正确的数控加工方法及过程，验证各工艺参数选择的合理性。将设计模型与模拟后的制造模型进行比较，并自动计算两者的差别，确保加工结果的符合性。经过仿真加工和验证后的NC 代码才可输入到机床中，供数控加工使用。

　　4.5 精度及效率调节

　　采用上述方法加工的螺旋桨叶面，型值点误差可控制在一定范围以内，达到一定的技术要求。零件的加工误差涉及编程误差、机床精度、刀具类型、刀具磨损等因素，而编程误差、刀具路径、刀具类型又与加工效率有关。当精度要求较高时，可以牺牲加工效率，降低编程误差。另外，在加工叶面时，选用多轴铣中的变轴铣，刀轴有一定的前倾角，采用圆刀片面铣刀加工，这样切削条件较好，也有助于提高效率。

　　4.6 螺旋桨加工

　　将工件和设计好的工装安装在回转工作台上，保证工件回转中心与工作台回转中心重合，利用数控铣头的两个旋转轴C1 、A1 和三个平移轴X、Y、Z进行数控加工，利用回转工作台进行分度，就可完成螺旋桨的数控加工。

　　4.7 精度检测

　　螺旋桨的精度检测分三步进行。

　　（1）采用API 激光跟踪仪进行加工过程中的在线检测。API 激光跟踪仪是由一个先进的、结构紧凑的跟踪头、一个控制器、笔记本电脑和连接整个系统的电缆组成。在线测量时，API 激光跟踪仪在测量软件包Measurepro 的支持下，根据加工坐标的基准建立测量坐标系，通过光学靶在叶面上扫描、采样成千上万的点，跟踪头随时跟踪光学靶的空间位置，并将采样点的数据传给电脑，通过测量软件包的处理，实时显示被测量物体的X、Y、Z 坐标值和三个状态的转角，将测量点数据同已有的CAD 设计模型相比较后逐点给出偏差值，实现偏差结果的可视化操作，打印检测报告，准确判断加工结果是否符合设计要求。

　　（2）螺旋桨加工完成后，采用螺距规检查叶面型值点的数据。螺距规是测量螺旋桨螺距、半径等几何参数的精密测量仪器，集光机电为一体，具有空间三个运动方向的自由度（X、Y 和C）。测量时，将螺距规安装在螺旋桨毂端面，依靠内置的特殊三爪卡调整中心或用定位孔找准中心，转动滑车上的X 向微动手轮，可实现X 方向的移动；转动测筒上的Y向微动手轮，可实现测杆Y方向的移动；推（拉）动橫臂，可实现圆周方向的旋转运动。测针只要触及测定点，控制面板上便可显示出该点的X、Y、C方向的位置的数据。

　　（3）采用已设计加工好的样板对螺旋桨导边、随边的圆角、抗鸣边缘及叶片和桨毂的过渡圆角进行检测测量，以确定边缘和过渡圆角是否符合图纸技术要求。

5 结语

　　对某型潜艇大侧斜固定螺旋桨采用上述介绍的数控加工方法进行了加工，经检验测试，螺旋桨外形及结构尺寸、性能指标均达到了图纸及技术要求。与手工批铲加工方法相比，提高了表面质量、加工精度、检测精度和生产效率。这项研究实现了我军舰艇螺旋桨加工手段的突破，填补了国内用数控技术加工船用螺旋桨的空白，缩短了我国与先进国家之间在螺旋桨加工技术方面的差距，为提高我军舰艇螺旋桨航行性能，特别是提高潜艇水下航行时螺旋桨的推进效率、降低振动和噪声、增加隐蔽性方面，具有较高的军事应用价值。