【文章內容簡介】 ................................... 16 黑龍江職業(yè)學院 畢業(yè) 設計 1 第 1 章 緒論 研究目的和意義 研究目的 隨著科學技術的不斷進步和發(fā)展，越來越多的先進制造技術被應用到機械制造行業(yè)之中。軍用、民用航空發(fā)動機在性能方面的要求更是引領機械加工制造的潮流，因此，在新型的發(fā)動機設計中越來越多的采用了整體葉輪結構。下圖為某型號離心葉輪結構示意圖。 圖 11 離心葉輪結構圖 研究意義 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。加工的籠統(tǒng)的 流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟黑龍江職業(yè)學院 畢業(yè) 設計 2 就要有詳細的數據了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據產品數量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工 藝是每個步驟的詳細參數，工藝規(guī)程是某個廠根據實際情況編寫的特定的加工工藝。 整體葉輪銑削難點 為了使離心葉輪能夠滿足機器運轉時的氣動性要求，葉輪的葉型面呈空間復雜扭曲曲面，且葉片之間的流道非常的狹窄，流道根部變圓角等復雜結構 .因此 ,實現葉輪葉型的高效加工 ,高質量加工 ,這對葉輪的加工技術提出了更高的要求 .同時也大大的增加了葉輪加工的難度。 1 、某型號離心葉輪流道從葉輪的尾緣往前緣方向逐漸變窄 ,并且葉片長度較長 .相對壁較薄 ,導致剛度大大降低 .屬于典型的薄壁易變形零件 ,加工過程中極易發(fā)生變形和扭曲。 2 、 由于葉片較薄 ,刀具伸出長度較長 ,加工過程中接觸面積比較小 ,完全依靠銑刀刀尖部分與零件接觸進行切削 ,導致加工過程中刀具出現振動 ,出現讓刀情況 ,使葉片表面尺寸極易出現超差 ,并且降低葉片表面原始加工光度 ,為后續(xù)葉型拋光 ,磨粒流等工序增加了不小的難度。 3 、 葉輪為自由曲面 ,流道狹窄 ,葉片扭曲嚴重 ,在程序編制完成加工工程中極易發(fā)生刀具干涉 ,加工難度極高 .針對機床、數控程序、刀具伸出長度利用仿真軟件 VERICUT加工模擬軟件進行加工模擬 ,盡可能避免加工過程中出現干涉問題 ,進而提升產品的質量 ,提高加工的效率。 因此 ,為了加工出合格的某型號離心葉輪 ,必須全面的綜合地考慮到 。零件本身、材料、設備、技術等等多方面的特點 ,研究解決方案 ,規(guī)劃出一套完整的、合理的加工流程。 黑龍江職業(yè)學院 畢業(yè) 設計 3 第 2 章 工藝難點及解決方案 葉型銑削難點及解決方案 為了更好的解決上訴的三個問題 ,需要制定出科學合理的加工工藝路線、合理的安排工藝基準、加工余量以及加工參數 ,加工路線安排的準確合理可以保證加工的穩(wěn)定性，減少工藝基準轉換和基準變形造成的精度損失，并能有效的降低加工難度，保證產品質量。 葉型加工一般分為粗加工和精加工兩種，對于某型號的離心葉輪選用兩種 不同的刀具，粗加工采用直徑為 6mm 的刀具沿深度，從前緣往尾緣方向的分層銑削方式加工，在加工過程中要確保每一層的深度一致。葉片根部與流道面之間的殘余量均勻，只有這樣，才能保證后續(xù)精加工工序刀具減少讓刀現象、震顫。通過實際加工，對加工路線進行逐步微調。更好地適應實際的加工和產品質量的提高。 定位基準及解決方案 對于定位基準的選擇，在加工葉輪銑葉型工序時發(fā)現，定位面不平， 塞尺存在輕松進入問題，經反復測量定位面，最終找到了問題的原因，如圖二所示位置 對于定位基準的選擇，在加工葉輪銑葉型工序時 發(fā)現， 圖 21定位基準圖 按圖二直接找正在左側大端面進行加工會對葉型輪廓度加工造成一定偏差，在進行實際加工中發(fā)現，葉輪大端面車削完葉輪型面之后，平面度會有 化，而平面度越往中心變化越小。所以將左端面大端內側小端面定為基準，經過加工驗證，結論正確。 黑龍江職業(yè)學院 畢業(yè) 設計 4 數控刀具解決方案 葉型的五軸機床數控加工，刀具的選擇和使用是關鍵。通過分析零件結構以及在CAM 軟件中多次運算、仿真、為避免刀具干涉，選用錐柄球頭銑刀。先利用直徑為 6mm的銑刀快速去除加工余量。而流道底部空間較為狹窄 并且受葉片相對輪轂扭角的影響，使用直徑為 4mm刀具加工，考慮到葉片高度較高，刀具懸出長度較長，以增加刀具強度及避免過切。采用 VERICUT 軟件進行仿真模擬，以確定最優(yōu)刀長，即最大限度的減小切削振動，又盡可 能的減小刀具伸長，以防止干涉。最終得到最優(yōu)化的參數。 如： 刀號 型號 說明 T1 GC1630 球頭ф 6R3/錐度 3176。 刀具懸出 45 夾頭直徑〈 45 T2 GC1630 球頭ф 6R3/錐度 3176。 刀具懸出 45 夾頭直徑〈 45 T3 GC1630 球頭ф 6R3/錐度 3176。 刀具懸出 45 夾頭直徑〈 45 表 21 刀具參數 加工余量選擇方案 為了保證加工要求，減小葉片變形，降低葉片加工中的振動和讓刀，需對葉型、流道等加工余量進行合理的設定。葉輪加工余量的大小，需要根據實際加工和要求和刀具、機床來設定，余量過大會增加加工時間，增大機床和刀具的負荷，余量太小在后續(xù)的車削外輪廓加工或葉型光順過程中又不能修正之前造成的誤差。不但影響加工零件的質量，還會影響零件的表面完整性，嚴重的還會導致零件的超 差報廢。 車削加工難點及解決方案 定義：以車代磨是近幾年慢慢流行起來的新技術。在車床上裝夾豪克能刀具，車完后用豪克能刀具效果可以達到甚至超過磨床。而且省掉一道工序提高了效率。 以車代磨是用車削加工的方式加工出達到磨削加工工件精度及比表面質量的一種黑龍江職業(yè)學院 畢業(yè) 設計 5 工藝，由于該工藝在達到磨削加工精度以及表面質量的前提下，具有簡化工藝流程，大幅度節(jié)約加工的時間和生產等待的時間的優(yōu)點。從設備上來講，車削加工設備比磨削加工設備更為平普遍，而隨著科學技術和精密加工技術的發(fā)展進步，車床的精度越來越高，完全可以達到磨削加工所要求的精 度，從刀具上來講，現在稍微高強度，高硬度，高耐磨性的刀具材料（例如金剛石刀具，