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船桨材料砂带磨削机理分析及实验研究
| 论文题名： | 船桨材料砂带磨削机理分析及实验研究 |
| 关键词： | 船用螺旋桨;砂带磨削机理;田口方法;几何造型 |
| 摘要： | 在现代大型船舶装备中，作为船体推进系统核心部件的螺旋桨通常是由铜合金铸造、加工而成，螺旋桨的加工精度对舰船的推进效率、噪音等因素有重要影响。通常船用桨叶形状为螺旋曲面，厚度不均匀，一直是机械加工领域的难点。目前我国螺旋桨零件的精加工主要采用数控磨削或者人工打磨的方式，然而由于国外技术限制等原因能满足加工要求的数控设备有限，仍有相当数量的螺旋桨采用人工打磨加工，这导致螺旋桨精度保持性差、加工环境差。随着砂带磨削技术的发展，数控砂带机床的加工精度逐渐提高，可以满足大部分复杂曲面零件的加工要求。本文对螺旋桨材料进行砂带磨抛实验研究，讨论了不同因素对磨削力、表面粗糙度等指标的影响，针对砂带磨削叶片过程中的磨削机理、磨削精度等进行分析，对螺旋桨的磨抛加工具有重要意义。本文研究内容包括如下方面: 通过研究砂粒与工件在磨削过程中的作用机理，分析了砂带最大磨屑厚度、磨削接触区长度等参数的变化规律，总结了砂带磨损过程及磨损形式并给出了更换砂带的原则;通过分析船用螺旋桨空间几何造型的特点，利用切面圆柱展开的方式将加工过程简化;针对螺旋桨的砂带磨削过程，研究了砂带位姿、砂带参数等因素对磨削精度的影响。 以船桨材料为研究对象，选择进给深度、工件速度、砂带速度、砂带粒度作为影响因素，对磨抛过程中的法向力和切向力进行实验分析，研究不同参数对磨削力的影响;通过实验建立了砂带厚度的变化模型并研究了不同参数下砂带的磨损规律;运用田口实验研究了不同因素对工件表面粗糙度的影响规律，通过方差统计的方法计算了不同因素对表面粗糙度的贡献率。 针对软质接触轮的磨抛加工过程，根据螺旋桨的磨抛加工特点将砂带的去除模型简化;通过实验获得了接触区域的去除函数并讨论了不同磨抛余量情况下工件速度的控制方法，运用去除函数对变余量磨抛中的加工效果进行预测;最后通过实验验证了预测的准确性，结果表明，砂带的材料去除模型能够预测磨抛后工件表面轮廓的变化趋势。 本文分析了螺旋桨砂带磨抛过程中的影响因素，研究了不同条件下的磨抛效果，对加工工艺参数的制定具有参考价值及指导意义。 |
| 作者： | 马强 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王永青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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