[发明专利]一种基于流函数的螺旋桨桨叶的数控加工方法

权利要求书

1.一种基于流函数的螺旋桨桨叶的数控加工方法，该方法具体包括如下步骤：

(1)对待加工的螺旋桨进行CAD建模，构建螺旋桨桨叶模型；螺旋桨桨叶的CAD建模以螺旋桨二维型值表为基础，型值表给出了桨叶在与转轴同轴的不同半径圆柱截面上的多个点，通过得到的点得到不同半径处的螺旋桨截面形状，再通过这些截面生成螺旋桨桨叶曲面，最后对得到的曲面进行合并和实体化；

(2)对所述的螺旋桨桨叶模型进行流体动力学数值模拟，通过分析螺旋桨桨叶流场确定优化的螺旋桨桨叶表面流线；

(3)对生成的螺旋桨桨叶表面流线进行点位修正，并完成沿流体流动方向的刀具路径规划；

(4)根据生成的刀具路径规划，进行面向零件轮廓的仿真试验，判断被加工零件在加工中是否存在干涉或过切，若存在，则转步骤(3)，若不存在，则转步骤(5)；

(5)根据刀具路径规划，生成刀位源文件，进行后置处理，然后将刀位源文件转化为机床支持的程序代码；

(6)对生成的程序代码，进行面向机床数控加工的仿真试验，判断被加工零件在加工中是否存在碰撞或干涉，若存在，则转步骤(5)，若不存在，则转步骤(7)；

(7)利用生成的程序代码，进行螺旋桨加工。

2.根据权利要求1所述的基于流函数的螺旋桨桨叶的数控加工方法其特征在于，所述步骤(2)中，通过利用CFD软件进行数值模拟，对螺旋桨进行敞水试验，得出流场分析结果。

3.根据权利要求2所述的基于流函数的螺旋桨桨叶的数控加工方法，其特征在于，所述螺旋桨桨叶流场分析中，通过建立表面流场分布曲线与表面几何形状和表面粗糙度之间关系的数学模型，将由于工作表面粗糙度的等效扰动以函数的形式引入到流体动力学数值模拟中，同时结合桨叶加工数据并设置粗糙度最大的方向为与叶面流线方向垂直或同向，建立螺旋桨工作表面的流场分布与运动的数学模型，实现获得准确的流场分布曲线。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于流函数的螺旋桨桨叶的数控加工方法，其特征在于，所述步骤(3)中进行刀具路径规划时，通过将螺旋桨桨叶叶片划分为多个区域，对每个区域采用不同的刀具路径规划，确定刀具的步长和行距，从而形成桨叶沿流体流动方向的刀具路径。

5.根据权利要求4所述的基于流函数的螺旋桨桨叶的数控加工方法，其特征在于，所述叶片划分为三个加工区域：叶背和随边、叶面和导边、以及叶根，其中，对叶背和随边进行沿圆周方向的加工刀具路径规划，对叶根沿螺旋线方向规划加工刀具路径。

6.利用权利要求1-5中任一项所述的基于流函数的螺旋桨桨叶的数控加工方法加工制备的螺旋桨桨叶。