ADAMS基于走刀路径规划的锚唇曲面虚拟仿真加工(3)

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目前，虽然国内外造船企业投入巨资购买了大量软硬件，广泛地使用计算机进行辅助设计，但是，在锚唇曲面的设计及拉锚运动的仿真方面，却从未见到相关深入研究的介绍和论文。现在对于复杂曲面的设计，普遍使用三维软件进行建模，用这种方法设计锚唇，虽然比传统的设计方法有很多的优越之处，但是也要经历设计——运动仿真——修改设计——重新进行仿真的繁琐过程。那么能不能有一种方法可以避免这些反复的工作呢？这就是本课题要研究的内容——逆向加工技术。

对于五轴数控机床，通常采用的是傻瓜式的按照设计好的模型在自动编程软件里生成的NC代码进行加工。逆向加工技术的核心思想是让机床根据规划好的走刀路径来加工，得到的曲面就是满足设计要求的曲面，这是对五轴数控机床应用的一个扩展。这种方法，为五轴数控加工提供了一种新的应用领域，为曲面设计提供了一种新的方法的。通过这种方法，能够一次性设计加工出所要求的曲面，免去重复试验、仿真的繁琐过程，节省了大量人力、材料和时间，提高了加工效率和经济效益。

1传统锚唇设计流程图

1.2. 研究现状及存在问题

现阶段的锚唇设计一般由有经验的工作人员结合具体情况，使锚唇剖面具有一定的曲率半径，根据锚链筒的中心线，对称地进行设计。然后进行木模拉锚试验，依据试验结果反复修正锚唇和锚链筒的形状和位置直到符合设计要求为止。图1-2表示右舷锚唇典型设计的示意图。长期的生产实践告诉我们，按上述原则设计的锚唇，在实际使用中，存在着一种不正常现象：在起锚过程中。锚链经常发生扭转（见图1-3）。扭转现象严重时，锚链经常从掣链器中跳出来，使起锚作业不得不停止进行。当扭转现象特别严重时，如操作不熟练，还将损坏其他器具，造成人身事故。即使锚链发生轻微扭转现象时，船员也必须使用专用工具，如锚链钩或铁棒等，慢慢地矫正扭转的锚链，使锚链在锚机链轮带动下，以最慢的速度，沿着掣链器通过，最后进入锚链舱。这样的海上作业给船员带来不少麻烦。

各种类型的大小船舶，发生锚链扭转现象的轻重程度都不一样，它与船舶锚系统设计的各种参数、船舶艏部的线型、抛锚的水深、海区等因素有关。

右舷锚唇典型设计示意图

锚链扭转现象示意图

在长期的生产斗争中，广大造船工作者，为了解决上述的锚裢扭转现象。已经作了大量的工作：如导链滚轮，我国己编入国家标准，并已正式颁布普遍使用；又如南海800吨货轮采用有滑槽的导链槽。这些装置对减少锚链的扭转现象起了一定的作用。从国外进口的远洋客轮“耀华轮”，经研究分析，也是为了减少扭转现象，不设置上锚唇，而是在甲板上把大型的闸刀式掣链器直接安装在锚链筒的筒口上，强迫锚链从闸刀式掣链器凹形链槽中通过，使锚链不致发生扭转现象。上述设计，对防止锚链发生扭转现象具有一定的作用，但都是强制性的措施。导链滚轮、导链槽，或闸刀式掣链器，都是强制锚链从这些装置的凹形链槽内通过，使锚链在进入掣链器或锚机链轮之前，不产生扭转现象；但是，当锚链通过这些装置时，受力大、磨损严重；锚链在反复使用过程中，常会引起较大的变形和磨损，因而也大大地缩短了锚链的使用寿命，所以，这些装置的设置，不是最理想的办法，而且，当扭转现象十分严重时，还是不能绝对地保证不产生扭转现象。