UG+ADAMS小型船用螺旋桨加工用并联机床虚拟样机设计(5)

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（6）技术附加值高，并联机床结构看起来简单，但设计、控制很复杂，具有“硬件”简单，“软件”复杂的特点，是一种技术附加值很高的机电一体化产品。

（7）使用寿命长，由于受力结构合理，运动部件磨损小，且没有传统机床导轨，避免了铁屑或冷却液进入导轨内部而导致其划伤、磨损或锈蚀现象。

（8）Stewart平台适合于模块化生产，对于不同的机器加工范围，只需改变连杆长度和接点位置，维护也容易，无须进行机件的再制和调整，只需将新的机构参数输入。

（9）加工产品尺寸范围更大。机床在有效工作空间内可实现5～6面及全部复合角度的位置加工，适合用于敏捷加工；需一次装夹即可完成5～6面的复杂异型件及复合角度孔和曲面的加工等，可广泛用于航天航空、船舶、国防、汽车、大型模具、发电设备等大型复杂零件的自由曲面加工。用该机床组成的生产线，可大幅度的减少机床台数，减少辅助时间。

（10）变换坐标系方便，由于没有实体坐标系，机床坐标系与工件坐标系的转换全部靠软件完成，非常方便。

并联机床与传动串联机床的不同从传动链角度来说在于：串联机床一般是由底座、立柱、主轴箱和工作台等构件构成，负载力由一级传动构件传向下一级，传动链的构件要固定机床的全部自由度，要承受工作负载的所有力流，包括力和力矩。为了满足机床的刚度和强度，增大构件的质量，这增加了材料和能源的消耗，制约了进给速度和加速度的提高。而并联机床的工作台是由多个传动链联合控制自由度，以Stewart结构为例，通过伸缩杆两端的虎克铰和转动副，消除了横向力矩的作用，每个伸缩杆只承受轴向拉压作用，只限定沿伸缩杆轴向方向的一个自由度。一方面通过避免横向力矩作用，另一方面，将工作负载均衡的分担到了伸缩杆上，减轻的伸缩杆的工作负载，伸缩杆只需很小的尺寸就可以满足刚度和强度要求。从而减轻了机床的质量，大幅度提高了机床的进给速度和加速度、机床的刚度和加工精度。

1.1.2现实意义

当今加工行业因产品结构调整和精度提高，要求加工设备发展和提升来适应各行各业的日益发展的需求.螺旋桨是船舶必备的推进器部件，其加工精度和质量直接影响整个推进系统的性能。螺旋桨的桨叶叶面呈螺旋面，曲面复杂，结构复杂，而且其加工精度要求高，其加工困难。国内外研究采用多轴数控加工进行加工，其需再抛光达到精度要求，其加工设备昂贵，通用性差。

而并联机床具有结构简单、模块化程度高、加工精度高等优点适合加工叶轮、叶片和螺旋桨等复杂曲面零件。并联机床魅力无穷，其敏捷的加工特点是普通机床没有的，使工作效率提高，而且并联机床只需一次装夹，便可一次加工完所有的面，既节省人力又提高了加工效率。并联机床拥有高度动态性，无论是加工垂直于某坐标的平面还是复合角度面，对其都并无差别，特别适于各类复杂加工。并联机床与普通机床有较大的优点，是人们理想的加工复杂曲面机床，尤其新近推出的LINKS-EXE700，其在刚性、高速型、精度等等诸多方面比原先的并联机床更加优异，其推进了并联机床的发展。

并联机构机床则机构简单而数学复杂，整个平台的运动牵涉到相当庞大的数学运算，因此虚拟轴并联机床是一种知识密集型机构。这种新型机床完全打破了传统机床结构的概念，抛弃了固定导轨的刀具导向方式，采用了多杆并联机构驱动，大大提高了机床的刚度，使加工精度和加工质量都有较大的改进，这种机床具有高刚度、高承载能力、高速度、高精度以及重量轻、机械结构简单、制造成本低、标准化程度高等优点，在许多领域都得到了成功的应用，并联式工作平台结构简单、价格低，容易组装和搬运，其刚度重量比高于传统的数控机床。加工速度高，惯性低，热变形较小；故它具有高精度的优点而不存在传统机床的几何误差累积和放大的现象,,有平均化效果，是人们理想的加工机床，值得人们研究。