【正文】 的工藝性 例如材料為鑄鐵或青銅等的零件應(yīng)選擇鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀不復(fù)雜，力學(xué)性能要求又不太高時(shí)，可選用型材；重要的鋼質(zhì)零件，為保證其力學(xué)性能，應(yīng)選擇鍛造件毛坯。 50～ 200W 微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組己定型投入批量牛產(chǎn)，年生產(chǎn)能力達(dá)一萬(wàn)臺(tái)以上； l～ 20kW 容量的中、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 已經(jīng) 達(dá)到小批量生產(chǎn)階段。 第四節(jié) 我國(guó)目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)的概況 及發(fā)展前景 我國(guó)風(fēng)能資源比較豐富，是風(fēng)能利用的大國(guó)之一，風(fēng)力提水和風(fēng)帆運(yùn)輸曾有過(guò)輝煌歷史。 2． 風(fēng)能設(shè)施日趨進(jìn)步，大量生產(chǎn)降低成本，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電成本已低于發(fā)電機(jī)。因風(fēng)能具有隨機(jī)性，而電力負(fù)荷則有其本身的規(guī)律，為使供電可靠，大 規(guī)模 風(fēng)電是建設(shè)多臺(tái)大型風(fēng)電機(jī)組形成的風(fēng)電廠與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行；在電網(wǎng)達(dá)不到的邊遠(yuǎn)地區(qū)則采用風(fēng)電機(jī)組與柴油發(fā)電機(jī)組 聯(lián)合運(yùn)行的方式，既可節(jié)油又可保證連續(xù)供電。風(fēng)中含有的能量比人類迄今所能控制的能量高得多，風(fēng)力是地球上重要的能源之一。埃及被認(rèn)為可能 是最先利用風(fēng)能的國(guó)家，約在數(shù)千年前，他們就開(kāi)始用風(fēng)帆來(lái)幫助行船，如 圖 11 所示。 總結(jié) ................................................................. 29 河海大學(xué)本科生畢業(yè)論文 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸加工工藝的研究 2 參考文獻(xiàn) ............................................................. 30 摘要 本文首先介紹了一下人類利用風(fēng)能的歷史，并由此引出來(lái)當(dāng)今發(fā)展迅速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)和該技術(shù)的特點(diǎn)，同時(shí)指出最近些年我們國(guó) 家在風(fēng)能的利用方面做出了很大的投資和風(fēng)能發(fā)電機(jī)的發(fā)展前景。例如荷蘭現(xiàn)存幾百座風(fēng)車，被作為文物保護(hù)起來(lái)，成為旅游景觀。轉(zhuǎn)子上的回轉(zhuǎn)葉片受風(fēng)力沖動(dòng)，將風(fēng)力轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械力，通過(guò)升速裝置驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。空氣流速越高，動(dòng)能越大。 風(fēng)能缺點(diǎn) 1． 風(fēng)力發(fā)電在生態(tài)上的問(wèn)題是可能干擾鳥(niǎo)類，如美國(guó)堪薩斯州的松雞在風(fēng)車出現(xiàn)之后已漸漸消失。風(fēng)資源較豐富區(qū)主要在東北、華北和西北北部地區(qū)，東南沿海距海岸線 50～ 100km 的內(nèi)陸地區(qū)、海南島西部、臺(tái)灣島南北兩端以及新疆阿拉山地區(qū)，占全國(guó)總面積的 18％。并在國(guó)際合作和引進(jìn)國(guó)外機(jī)組的條件下，已在新疆、內(nèi)蒙古等區(qū)建立了 14 個(gè)風(fēng)力發(fā)電試驗(yàn)場(chǎng)，安裝 大、中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多臺(tái)。 4現(xiàn)有的生產(chǎn)條件 選擇毛坯時(shí)，還要考慮本廠的毛坯制造水平、設(shè)備條件以及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟(jì)性等。電加熱用設(shè)備有電阻爐、鹽浴爐、感應(yīng)加熱裝置和接觸加熱裝置等。精度要求高的主軸，在淬火回火后還要進(jìn)行定性處理。這一階段的主要目的是用大的切削用量切除大部分余量，把毛坯加工到接近工件的最終形狀和尺寸，只留下少量的加工余量。精加工前各種加工 :粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽以及車螺紋等 ~精加工 :精磨外圓和兩處 ~外錐面及莫氏 6 號(hào)內(nèi)錐孔，從而保證主軸最重要表面的精度。 (5)主軸是加工要求很高的零件，需安排多次檢驗(yàn)工 序。但深孔加工是粗加工工序，要切除大量金屬，加工過(guò)程中會(huì)引起主軸變形，所以最好在粗車外圓之后就把深孔加工出來(lái)。 五 、 定位基準(zhǔn)的選擇 以兩頂尖孔作為軸類零件的定位基準(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合原則，又能使基準(zhǔn)統(tǒng)一。工序 14 精車各外圓包括支承軸頸的 1:12 錐度時(shí)，即是以上述前后錐孔內(nèi)所配錐堵的頂尖作為定位基準(zhǔn)面 。 下面我們分別 簡(jiǎn)單介紹一下鑄造和鍛造 兩種毛坯制造方法并加以比較 。早期的鑄造受陶器的影響較大，鑄件大多為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、宗教、生活等方 面的工具或用具，藝術(shù)色彩較濃。鑄造工藝通常包括： ① 鑄型（使液態(tài)金屬成為固態(tài)鑄件的容器）準(zhǔn)備，鑄型按所用材料可分為砂型、金屬型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次數(shù)可分為一次性型、半永久型和永久型，鑄型準(zhǔn)備的優(yōu)劣是影響鑄件質(zhì)量的主要因素； ② 鑄 造金屬的熔化與澆注，鑄造金屬（鑄造合金）主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金； ③ 鑄件處理和檢驗(yàn)，鑄件處理包括清除型芯和鑄件表面異物、切除澆冒口、鏟磨毛刺和披縫等凸出物以及熱處理、整形、防銹處理和粗加工等。金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件，可分為模鍛、冷鐓、旋轉(zhuǎn)鍛、擠壓等。 （ 2）節(jié)省金屬材料。 綜上所述 ，對(duì)于我們需要加工的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸的毛坯制造選擇方法是鍛造中的自由鍛。根據(jù)合金總含量的多少，合金鋼又可分為三種：低合金鋼（含量低于 5%）、中合金鋼（含量為 5~10%）和高合金鋼（含量高于 10%）。 輔助工序 為完成基本工序，而使坯料預(yù)先產(chǎn)生某種變形的工序。拔長(zhǎng)是通過(guò)逐次送進(jìn)和反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)坯料，進(jìn)行壓縮變形，相當(dāng)于一系列局部鐓粗的組合。沖孔工序用于圓環(huán)、套同等空心件的鍛制，用的工具為各種沖子， 如圖 23 所示。其具體正火處理是：將鍛件加熱到 Ac3 或者 Acm 以上 50~70 度，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的保溫，使其組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，然后在靜止的空氣中冷卻。 表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。 圖 26 工步 3 加工面 河海大學(xué)本科生畢業(yè)論文 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸加工工藝的研究 15 工步 4： 夾小端，支左端軸承擋，找正，粗車大端端面及外圓面，粗車法蘭左側(cè)斷面及外圓，總長(zhǎng)留余量 20mm，外 圓留余量 10mm，法蘭厚 110 。 工 步 9：打深孔。 （機(jī)床 數(shù)控鉆專床，刀具 劃線座和麻花鉆Φ 3Φ 、Φ ，量具 游標(biāo)卡尺 0200） ， 加工面如圖 210 所示。 螺紋刀 ，量具 游標(biāo)卡尺 01500、環(huán)規(guī) M600、千分尺 500600） ， 加工面如圖 213 所示。 （涂層測(cè)厚儀） 工步 23：包裝。這些避免加工也不宜安排在主要避免精磨后進(jìn)行，以免破壞主要表面的精度。 2．加工后的檢驗(yàn) 河海大學(xué)本科生畢業(yè)論文 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸加工工藝的研究 20 單件小批生產(chǎn)中，尺寸精度一般用外徑千分尺檢驗(yàn)；大批大量生產(chǎn)時(shí)，常采用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)，長(zhǎng)度大而精度高的工件可用比較儀檢驗(yàn)。在車床上主要使用車刀，有的車床還可以使用各種孔加工刀具（如麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等）及螺紋刀具（絲錐、板牙等）進(jìn)行加工。運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件（主軸、刀架、工作臺(tái)等）的運(yùn)動(dòng)速度，它 是根據(jù)機(jī)床上常用的切削用量確定的。 CKH/CKHJ 系列數(shù)控重型車床可以加工各種軸類、盤類零件，可以車削各種螺紋、圓弧、圓錐及回轉(zhuǎn)體的內(nèi)、外曲面，能夠滿足黑色金屬高速切削及有色金屬的速度要求。因其容屑槽成螺旋狀而形似麻花而得名。一般用于普通車床，鉆床及攻絲機(jī)的螺紋加工用，切削速度較慢。 根據(jù)上述要求，麻花鉆已不能使用深孔加工的需要，而應(yīng)采用專用的深孔鉆。一般來(lái)說(shuō)，材料硬度越高，耐磨性越好。按照用途的不同，高速鋼可以分為通用型高速鋼 和高性能高速鋼。 W6Mo5Cr4V2A1 即 501 鋼，這是一種我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的含鋁不含鈷的超硬高速鋼。其中，把工件安裝在機(jī)床上，使工件相對(duì)于機(jī)床與刀具占有確定的位置，這個(gè)工藝過(guò)程稱為定位。其次，夾緊力要適中，夾緊力過(guò)大，會(huì)引起工件變形，使其加工精度減低；夾緊力過(guò)小，工件夾壓不牢，加工時(shí)工件移動(dòng)，就會(huì)破壞定位精度，甚至使工件報(bào)廢。找正安裝的定位精度和工件效率，取決于被找正面的精度、所用的工件和工人的技術(shù) 水平等因素。 河海大學(xué)本科生畢業(yè)論文 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸加工工藝的研究 25 萬(wàn)能通用夾具：是指在一定范圍內(nèi)可用來(lái)加工各種不同尺寸和形狀的工件的機(jī)床夾具。由于它的零部件均已在事先由專門工廠按系列標(biāo)準(zhǔn)制造號(hào)，并且當(dāng)產(chǎn)品加工完畢后，可將夾具拆卸、清洗及分類保管，以便下次組裝另一形式的夾具之用。這類量具在其測(cè)量范圍內(nèi)，可測(cè)河海大學(xué)本科生畢業(yè)論文 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸加工工藝的研究 26 量出任一數(shù)值。 深度尺是利用游標(biāo)原理對(duì)尺框測(cè)量面和尺身測(cè)量面相對(duì)移動(dòng)分隔的距離，進(jìn)行讀數(shù)的一種測(cè)量工具，它主要用于測(cè)量階梯形、盲孔、凹槽等的深度及高度。 主軸加工過(guò)程中，我們用到的量具有卷尺、游標(biāo)卡尺、深度尺、通止規(guī)、環(huán)規(guī) 等一些量具，在這里就一一介紹這些量具 。 標(biāo)準(zhǔn)量具： 是用作計(jì)量或測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量工具。它是由各工廠針對(duì)某一工件的形狀、尺寸和加工要求而設(shè)計(jì)制造的。這時(shí)工件的定位，是由夾具的定位元件來(lái)保證的；工件的夾緊，是由夾具的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。工件找正后（即已定位），再將工件壓緊。定位，是確定工件與機(jī)床、刀具的相對(duì)位置，也就確定了工件加工表面的位置，以及加工表面與其他表面的相對(duì)位置。 第三節(jié) 夾具的選擇 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了保證工件的形狀、位置及尺寸要求，通常在加工前，首先需要確定好工件相對(duì)于刀具的機(jī)床的位置。下面主要拿兩種高性能高速鋼作介紹： W2Mo9Cr4VCo8 即 M42 是一種應(yīng)用最廣的含鈷的超硬高速鋼。 目前最常用的刀具材料有高速鋼和硬質(zhì)合金。不同種類的刀具材料適用于不同的加工條件，所以我們?cè)谶x擇刀具材料的時(shí)候要綜合考慮加工條件。 ：①排屑通暢 深孔加工時(shí)，要求能良好的分屑、卷屑和斷屑，達(dá)到排屑通暢。 圖 34 絲錐 ，沿軸向開(kāi)有溝槽。進(jìn)給系統(tǒng)采用交流伺服電機(jī)。單件小批生產(chǎn)多選用通用機(jī)床，大批生產(chǎn)則選擇高生產(chǎn)率的專用自動(dòng)機(jī)床。尺寸參數(shù)是指決定機(jī)床加工性能的主要尺寸，它包括主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他尺寸參數(shù)。主軸相互位置精度檢驗(yàn)一般以軸兩端頂尖孔或工藝錐堵上的頂尖孔為定位基準(zhǔn)，在兩支承軸頸上方分別用千分表測(cè)量。 七、 軸的檢驗(yàn) 1．加工中的檢驗(yàn) 自動(dòng)測(cè)量裝置，作為輔 助裝置安裝在機(jī)床上。若僅從定為基準(zhǔn)考慮，希望能夠始終用中心孔定位，避免使用錐堵，那么深孔加工安排到最后為好，但深孔加工是粗加工，發(fā)熱量大，破壞外圓加工精度，所以深孔只能在半精加工階段進(jìn)行。（機(jī)床 數(shù)控鉆專機(jī)、攻絲機(jī)，刀具 劃線座、麻花鉆Φ 、絲錐 M10，量具 游標(biāo)卡尺 0200、通止規(guī) M10） 工步 19：鉗工，去毛刺。外圓車刀，量具 游標(biāo)卡尺 0200 和 01500） ， 加工面如圖 212 所示。 品 質(zhì) 特 性 基 準(zhǔn)（規(guī)格） 檢 查 方 法 粗車 法蘭右側(cè)端面 粗車小端端面 粗車法蘭右側(cè)各外圓 中心孔 AB 游標(biāo)卡尺 表面粗糙度 工藝保證 品質(zhì)特征 基準(zhǔn)（規(guī)格） 檢查方法 粗車大端端面 粗車外圓面 中心孔 AB 游標(biāo)卡尺 粗車法蘭左側(cè)端面 工藝保證 粗車法蘭左側(cè)各外圓 中心孔 AB 游標(biāo)卡尺 表面粗糙度 工藝保證 品質(zhì)特征 基準(zhǔn)（規(guī)格） 檢查方法 河海大學(xué)本科生畢業(yè)論文 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸加工工藝的研究 16 圖 28 工步 10 加工面 工步 11：夾小端，支大端軸承擋，精車大端端面（保證總長(zhǎng)），法蘭厚留 95mm；半精車法蘭外圓（ 留余量） ；精車大端內(nèi)孔、倒角。用探傷儀對(duì)工件進(jìn)行探傷。用中心鉆 A5 或 A6 在手槍鉆機(jī)床上打孔 工步 3： 雙頂，夾大端。 調(diào)質(zhì)一般安排在 粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。擴(kuò)孔的方法有：沖頭擴(kuò)孔和芯軸擴(kuò)孔兩種型式 ， 如圖 24 所示 。 同一般拔長(zhǎng)相比 ，僅坯料不同， 為空心料，因此是拔長(zhǎng)的一種變態(tài)工序，但又是它自身的工藝特點(diǎn)。 自由鍛造的基本工序分析如下： 鐓粗： 使坯料高度減小，橫截面積增大的變形工序稱為鐓 粗。其化學(xué)成分為： 碳 C ： ～ ； 硅 Si： ～ ； 錳 Mn： ～ ； 硫 S ：允許殘余含量 ≤ ； 磷 P ：允許殘余含量 ≤ ； 鉻 Cr： ～ ； 鎳 Ni：允許殘余含量 ≤ ； 銅 Cu：允許殘余含量 ≤ ； 鉬 Mo： ～ 三 、 主軸毛坯自由鍛工序 任何形狀的鍛件，均可視為由原材料經(jīng)過(guò)一系列的鍛造變形而成的，也即其變形過(guò)程是由一系列的變形工序組成的。鋼的含碳量為~%，低于 %的稱為工業(yè)純鐵，高于 %的稱為生鐵。 （ 4）具有較高的靈活性和適用范圍。金屬在變形前的橫斷面積與變形后的模斷面積之比稱為 鍛造比。機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。進(jìn)入 20 世紀(jì)，鑄造的發(fā)展速度很快，先后開(kāi)發(fā)出球墨鑄鐵，可鍛鑄鐵，超低碳不銹鋼以及鋁銅、鋁硅、鋁鎂合金，鈦基、鎳基合金等鑄造金屬材料，并發(fā)明了對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行孕育處理的新工藝。但鑄造生產(chǎn)所需的材料（如金屬、木材、燃料、造型材料等）和設(shè)備（如冶金爐、混砂機(jī)、造型機(jī)、造芯機(jī)、落砂機(jī)、拋丸機(jī)等）較多，且會(huì)產(chǎn)生粉塵、有害氣體和噪聲而污染環(huán)境。隨著基準(zhǔn)的不斷轉(zhuǎn)換，定位精度不斷提高。否則，將會(huì)因工件與頂尖間的接觸剛度變化而產(chǎn)生加工誤差。 (4)因主軸的螺紋對(duì)支承軸頸有一定的同軸度要求，故放在淬火之后的精