王林峰

（辽宁地质工程职业学院，辽宁 丹东）

自由曲面的加工难度大、精度要求高，对加工技术提出了严格要求。螺旋桨叶轮是一种常见的自由曲面零件，将五轴高速数控加工技术应用到叶轮加工中，能够显著提高曲面加工效率，并且使曲面加工精度得到提升。在应用五轴高速数控加工技术时，前期需要根据螺旋桨叶轮的实体零件制作CAD 模型，根据模型的几何工艺信息，使用数控编程系统进行刀位和加工路径的规划，经仿真优化后利用伺服控制系统，控制刀具按照既定路径完成加工，得到零件成品。目前，五轴高速数控加工技术已经在螺旋桨叶轮、飞机机翼、汽车外壳等多种自由曲面零件的加工中得到广泛应用。

1 螺旋桨叶轮的几何结构

1.1 整体构造

螺旋桨由桨叶和桨毂构成，桨叶的靠前的一边为导边，靠后的一边为随边，桨叶与桨毂连接的部位为叶根，远离桨毂的一端为叶梢。桨毂呈锥形，用于固定桨叶和桨轴。在桨毂外侧设有整流罩，可以降低水的阻力，用毂帽固定整流罩。螺旋桨的整体构造见图1。

图1 螺旋桨整体结构示意

1.2 桨叶形成

螺旋桨叶的压力面是由母线ab 绕桨毂的轴线OO1旋转，并且匀速沿OO1向上移动形成的。在母线上，任意一点运动形成的轨迹线成为螺旋桨线。从平行于轴线的方向看，该线为圆弧；从垂直于轴线的方向看，该线为正弦曲线，见图2。

图2 螺旋桨面的形成

螺旋桨叶受到来自螺旋桨的一定推力，为了防止螺旋桨叶出现弯曲、变形，在产品设计时要科学确定螺旋桨叶的厚度。……