飛機發(fā)動機葉片安裝體加工工藝設計(編輯修改稿)
2024-10-04 21:31 本頁面
【文章內容簡介】 在加工工藝和刀具方面進行改進和革新，來解決渦輪盤加工效率低下的問題。 小結 由上可見，國內的傳統(tǒng)工藝與國外先進的工藝相比還有一定差距。目前為了適應大規(guī)模生產需要，國內渦輪盤制造水平正在先世界先進水平靠近，特別是對先進技術和先進設備的引進，還有對工藝的改進和刀具的革新，國內制造水平和產品質量得到了很大提高。 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 生產綱領與生產類型 生產綱領 產品的生產綱領就是年生產量。生產綱領及生產類型與工藝過程的關系十分密切，生產綱領不同，生產規(guī)模也不同，工藝過程的特點也相應而異。年生產綱領是設計或修改工藝過程的重要依據(jù)，是車間設計的基本文件 [6]。 飛機 葉片安裝體（也叫渦輪盤）的年生產量為 1500 件，這就是本工藝規(guī)程設計的生產綱領。 生產類型 機械制造業(yè)的生產類型一般分為三大類，即大量生產，成批生產和單件生產。其中，成批生產又可劃分為大批生產，中批生產和小批生產。顯然，產量愈大，生產專業(yè)化程度應該愈高。 表 按重型機械、中型機械和輕型機械的年生產量列出了不同生產類型的規(guī)范，供編制工藝規(guī)程時參考。 表 各種生產類型的規(guī)范 [6] 生產類型 零件的年生產綱領（件 /年） 重型機械 中型機械 輕型機械的 單件生產 ≤ 5 ≤ 20 ≤ 100 小批生產 5～ 100 20～ 200 100～ 500 中批生產 100～ 300 200～ 500 500～ 5000 大批生產 300～ 1000 500～ 5000 5000～ 50000 大量生產 1000 5000 50000 從表中可以看出，生產類型的劃分一方面要考慮生產綱領即年生產量；另一方面還要必須考慮產品本身的大小和復雜程度 [7]。 渦輪盤年生產量為 1500 件，其結構鉸復雜，屬中型機械。因此，根據(jù)表 1－ 1可知其生產類型為大批生產。 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 零件的材料及結構分析 零件材料分析 渦輪盤的材料為高溫合金 GH4033，以 45 號剛的加工性為 100％ ,則高溫合金的加工性僅為 5％～ 20％，可以說高溫合金是各種難加工材料中最難切削的材料。高溫合金切削過程有以下特點 [8]： （ 1）塑性變形較大：不同高溫合金其伸長率相差很大，但都具有一定的塑性。 （ 2）切削力很大：高溫合金本身硬度并不高，但合金中有大量純度高、組織致密的奧氏體固溶體存在，切削時塑性變形區(qū)晶格歪扭嚴重，因而硬度大大提高，使切削力增加。而且加工高溫合金時冷硬現(xiàn)象嚴重，所以切削力很大，比切削一般鋼材大 2～ 3 倍。 （ 3）冷硬現(xiàn)象嚴重：切削高溫合金時，已加工表面的硬度比基體硬度能高50％～ 100％。 （ 4）切削高溫度高：高溫合金在切削過程中產生較大的塑性變形，同時刀具與工件和切屑之間產生強烈摩擦，使切削力增大，因此產生大量的切削熱。 （ 5）刀具易磨損：在高溫合金中含有大量金屬碳化物、氮化物、硼化物及金屬間化合物，特別是γ ’ 相構成的硬質點。同時高溫合金的高溫強度很高，加工硬化嚴重，所以在切削過程中給刀具造成了巨大的摩擦和磨料磨損。 （ 6）精度不易保證：切削高溫合金時，切削溫度很高，會造成工件熱變形，使尺寸和形狀精度發(fā)生變化， 不易保證。 （ 7）γ ’ 相含量的影響：高溫合金中金屬間化合物γ ’ 相含量越高越難加工。 零件結構分析 渦輪盤尺寸及結構如圖 所示： 該零件的圖樣視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。但基準孔精度要求較高，要求表面粗糙度 m 有些。本零件除徑向槽和軸向槽外的其他各表面加工并不困難。徑向槽要求表面粗糙度 m，要求不高，但深度較大（深75 ㎜），不易加工。軸向槽的位置在徑向槽內，尺寸較小（深 5 ㎜，寬 15㎜），故要較精確的保證以上要求比較困難，需改進加工工藝和革新刀具，以保證加工精度和提高加工效率。 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 圖 渦輪盤零件圖 毛坯的選擇 該零件為成批生產，基準孔尺寸較大，為了提高生產效率采用模鍛毛坯，即先模鍛出帶有基準孔的盤狀毛坯，后續(xù)對各個表面進行加工達到所需尺寸和精度要求。定為孔和螺栓孔尺寸較小，不宜采用模鍛，所以選用只帶有Φ 105 基準孔的盤狀毛坯。 毛坯具體尺寸根據(jù)加工余量來確定。 工藝規(guī)程設計 定位基準的選擇 1．一般原則 1）選最大尺寸的表面為安裝面，選最長距離的 表面為導向面。 2）首先考慮保證空間位子精度，再考慮保證尺寸精度。 3）應盡量選擇零件的主要表面為定為基準，因為主要表面是決定該零件其他第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 表面的基準，也就是主要設計基準。 4）定位基準應有利于夾緊，在加工過程中穩(wěn)定可靠 [6]。 2．粗基準的選擇 1）選加工余量小的、光潔的、面積較大的毛面做粗基準。 2）選用重要表面為粗基準。 3）選不加工表面做粗基準。 4）粗基準一般只能使用一次。 3．精基準的選擇 1）基準重合原則 選設計基準為定位基準，這樣就沒有基準不重合誤差。 2）基準單一原則 為了減少夾具類型和數(shù)量或 為了進行自動化生產，在零件的加工過程中，采取單一基準，這就是基準單一原則。 3）互為基準原則 對某些空間位置精度要求很高的零件，通常采用互為基準、反復加工的原則。 4）自為基準原則 對于某些精度要求很高的表面，在精密加工時，為了保證加工精度，要求加工表面的余量很小并且均勻，這時常以加工面本身定位，待到夾緊后將定位元件移去，再進行加工。 工序設計 機床的選擇 機床的選用根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》選取。具體如下： 1．工序 50、 60、 80、 90、 100、 1 1 1 1 150、 160、 180、190、 200、 2 2 230 為粗車、半精車和精車，選用普通機床。零件尺寸較大，根據(jù)最大外形尺寸可選用車床 CT61100[11]。 190 為粗鏜、半精鏜和精鏜孔，工件是回轉體，易在車床上鏜孔。考慮到零件尺寸較大，同樣選用車床 CT61100[11]。 70 為粗銑槽，由于零件車床較大，且粗銑精度要求不高，易在車床上第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 銑削，銑刀采用機夾式旋風銑刀，用電機帶動銑刀旋轉。同樣車床選用 CT61100[11]。 170 為鉆孔，工件外徑為Φ 850 ㎜， 一般鉆床無法夾緊，因此使用搖臂鉆床 Z3032 10，最大鉆孔直徑 32 ㎜，滿足渦輪盤各個孔徑的鉆削 [11]。 230 為鉸孔，使用鉸刀在車床上加工，為了減少車床種類，同樣選用CT61100[11]。 240 為锪沉頭孔Φ 55 ㎜，使用锪鉆在鉆床上進行加工，同樣根據(jù)最大鉆孔直徑選用搖臂鉆床 Z3063 20/1，最大鉆孔直徑 63 ㎜ [11]。 圖 锪鉆示意圖 夾具的選擇 工序中除粗銑徑向槽需要用專用夾具外，其他工序使用通用夾具即可。
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