详情

原文传递可调距螺旋桨加工定位误差分析

论文题名：	可调距螺旋桨加工定位误差分析
关键词：	可调距螺旋桨;定位误差;辅助支撑;变形测量;多轴数控铣削加工
摘要：	可调距螺旋桨是动力定位系统全回转推进器的关键动力部件，其加工精度和质量直接影响着动力定位系统的服役性能和寿命。可调距螺旋桨桨叶的加工已广泛采用多轴数控铣削加工，其中，桨叶的定位误差和加工过程中的受力变形是影响桨叶加工精度的主要因素，因此，对桨叶加工夹具的定位误差进行分析和补偿，并采取措施减小桨叶受力变形对于提高桨叶加工精度，保证桨叶工作性能具有重要意义。　　本文首先对可调距螺旋桨桨叶加工的装夹定位方案进行讨论，对一面两销夹具定位元件的尺寸和公差进行了计算。建立了定位源误差到工件位姿误差的误差映射模型，基于模型对桨叶加工中一面两销定位方式的定位误差进行了分析，根据夹具定位元件的尺寸和公差，求得桨叶位姿误差的范围。对实际加工过程中两孔与两销做单边接触的情况下的桨叶定位误差进行计算，得出的桨叶位姿误差可用机床数控系统进行补偿。　　针对桨叶在加工过程中的受力变形问题，本文研究了辅助支撑对桨叶加工受力变形的影响。建立了以桨叶刚度最大化为目标，以支撑材料体积占设计空间体积的百分比为约束的辅助支撑布局拓扑优化模型，对辅助支撑的数目和布局进行优化，通过有限元方法对比分析不同支撑情况下桨叶的变形情况，计算结果表明经过布局优化后的辅助支撑能明显减小桨叶加过程中的变形量，而且变形分布更加均匀。　　最后开展了桨叶加工变形测量实验。基于光纤光栅传感技术设计了桨叶加工变形测量装置，采用不同的辅助支撑布局，对加工过程中的受力变形进行测量，验证了拓扑优化布局模型对减小桨叶的加工变形的有效性；同时还分析了主轴转速和进给速度变化对加工变形的影响，为实际加工中的参数选择提供一定的参考。
作者：	郭步鹏
专业：	机械电子工程
导师：	杨文玉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文