文档介绍：江苏科技大学

硕士学位论文

论文题目基于 UG 的船用螺旋桨
CAD/CAM 系统的开发
研究方向计算机集成制造
学科、专业机械制造及其自动化
研究生姓名徐玲
导师姓名张胜文

填表时间 2012 年 3 月 15 日
摘要
摘要
船用螺旋桨是船舶动力系统的核心部件,其设计与制造精度的高低直接影响了船
舶推进性能的好坏。由于螺旋桨是复杂的自由曲面零件,其设计与制造难度较高。传
统的螺旋桨设计制造方法落后,既费时费力,精度又难以保证。随着数控加工技术的
发展,螺旋桨逐渐采用数控机床来加工,由于叶片曲面手工编程难度较大、编程周期
较长,严重影响了螺旋桨的加工效率,螺旋桨的自动编程技术显得尤为重要。
目前,国内螺旋桨制造企业的数控编程方法相对比较落后,虽然某些企业已经引
进了通用的 CAD/CAM 软件,但是由于编程操作繁琐复杂、对编程人员经验要求高、
重复性劳动多等问题,尚未在螺旋桨的数控编程中发挥重要作用。如果引进国外专用
的螺旋桨 CAD/CAM 软件,价格又极其昂贵,令很多厂家难以承受。
为了解决以上问题,对螺旋桨的设计方法、工艺规划以及数控加工等方面的内容
进行了研究,并且在此基础上开发了船用螺旋桨的 CAD/CAM 系统,课题主要研究内
容与成果如下:
(1)研究螺旋桨的分类方法,根据螺旋桨的图谱设计方法,归纳总结出各类螺旋
桨的设计尺寸表(包括螺旋桨的桨叶轮廓尺寸表和桨叶切面尺寸表),将这些数据存入
数据库,为螺旋桨的 CAD 系统提供必要的数据支撑。
(2)分析研究各类螺旋桨的结构特征,结合自由曲面的造型原理,得出螺旋桨的
造型方法以及各类螺旋桨造型的异同点,在此基础上研究螺旋桨的参数化建模技术,
以 VC++和 UG/Open Grip 为工具开发了螺旋桨的型值点计算模块和图形生成模块,实
现了螺旋桨的参数化建模。
(3)将知识工程技术应用到螺旋桨的数控编程中,归纳总结各类螺旋桨的数控加
工工艺,形成广义知识库(包括工艺知识库、刀具库、切削参数库、机床及后处理库
和模板库),在此基础上建立加工知识模板,为实现螺旋桨的智能编程系统提供必要的
数据支撑。利用 UG/Open、VC++ 等工具开发了基于 UG 的螺旋桨智能数控编程系
统,并通过螺旋桨的数控编程实例验证了上述研究成果的有效性。
(4)最后以 VERICUT 软件为平台构建了船用螺旋桨的整个加工工艺系统,通过
加工仿真验证了数控程序的准确性。

关键词:船用螺旋桨;参数化建模;知识工程;智能编程;仿真验证

-I-
江苏科技大学工学硕士学位论文
Abstract
Marine propeller is the ponent of marine power system, its precision of design
and manufacture directly influences the performance of ship. As propeller is a kind of
complex freeform surface part, the difficulty of its design and manufacture is high.
Traditional method of design and manufacture is backward, it’s time-consuming, and the
accuracy is hard to guarantee. As the development of NC machining technology, it gradually
uses NC machine tool to process propeller. Because manual programming of blade surface
is more difficult, the cycle of programming is longer, and it seriously affects the processing
efficiency of propeller, auto-programming of propeller is particularly important.
Nowadays NC programming method of domestic propeller manufacturing enterprises
is relatively backward, although