【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ................................... 16 黑龍江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 研究目的和意義 研究目的 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，越來越多的先進(jìn)制造技術(shù)被應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)之中。軍用、民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)在性能方面的要求更是引領(lǐng)機(jī)械加工制造的潮流，因此，在新型的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中越來越多的采用了整體葉輪結(jié)構(gòu)。下圖為某型號(hào)離心葉輪結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 11 離心葉輪結(jié)構(gòu)圖 研究意義 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。加工的籠統(tǒng)的 流程。 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)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(gè)步驟黑龍江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 就要有詳細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對(duì)性了。每個(gè)廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工 藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。 整體葉輪銑削難點(diǎn) 為了使離心葉輪能夠滿足機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的氣動(dòng)性要求，葉輪的葉型面呈空間復(fù)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(fù)雜結(jié)構(gòu) .因此 ,實(shí)現(xiàn)葉輪葉型的高效加工 ,高質(zhì)量加工 ,這對(duì)葉輪的加工技術(shù)提出了更高的要求 .同時(shí)也大大的增加了葉輪加工的難度。 1 、某型號(hào)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(zhǎng)度較長(zhǎng) .相對(duì)壁較薄 ,導(dǎo)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(zhǎng)度較長(zhǎng) ,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(jìn)行切削 ,導(dǎo)致加工過程中刀具出現(xiàn)振動(dòng) ,出現(xiàn)讓刀情況 ,使葉片表面尺寸極易出現(xiàn)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(yán)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(duì)機(jī)床、數(shù)控程序、刀具伸出長(zhǎng)度利用仿真軟件 VERICUT加工模擬軟件進(jìn)行加工模擬 ,盡可能避免加工過程中出現(xiàn)干涉問題 ,進(jìn)而提升產(chǎn)品的質(zhì)量 ,提高加工的效率。 因此 ,為了加工出合格的某型號(hào)離心葉輪 ,必須全面的綜合地考慮到 。零件本身、材料、設(shè)備、技術(shù)等等多方面的特點(diǎn) ,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(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 3 第 2 章 工藝難點(diǎn)及解決方案 葉型銑削難點(diǎn)及解決方案 為了更好的解決上訴的三個(gè)問題 ,需要制定出科學(xué)合理的加工工藝路線、合理的安排工藝基準(zhǔn)、加工余量以及加工參數(shù) ,加工路線安排的準(zhǔn)確合理可以保證加工的穩(wěn)定性，減少工藝基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換和基準(zhǔn)變形造成的精度損失，并能有效的降低加工難度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 葉型加工一般分為粗加工和精加工兩種，對(duì)于某型號(hào)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(xiàn)象、震顫。通過實(shí)際加工，對(duì)加工路線進(jìn)行逐步微調(diào)。更好地適應(yīng)實(shí)際的加工和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。 定位基準(zhǔn)及解決方案 對(duì)于定位基準(zhǔn)的選擇，在加工葉輪銑葉型工序時(shí)發(fā)現(xiàn)，定位面不平， 塞尺存在輕松進(jìn)入問題，經(jīng)反復(fù)測(cè)量定位面，最終找到了問題的原因，如圖二所示位置 對(duì)于定位基準(zhǔn)的選擇，在加工葉輪銑葉型工序時(shí) 發(fā)現(xiàn)， 圖 21定位基準(zhǔn)圖 按圖二直接找正在左側(cè)大端面進(jìn)行加工會(huì)對(duì)葉型輪廓度加工造成一定偏差，在進(jìn)行實(shí)際加工中發(fā)現(xiàn)，葉輪大端面車削完葉輪型面之后，平面度會(huì)有 化，而平面度越往中心變化越小。所以將左端面大端內(nèi)側(cè)小端面定為基準(zhǔn)，經(jīng)過加工驗(yàn)證，結(jié)論正確。 黑龍江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 4 數(shù)控刀具解決方案 葉型的五軸機(jī)床數(shù)控加工，刀具的選擇和使用是關(guān)鍵。通過分析零件結(jié)構(gòu)以及在CAM 軟件中多次運(yùn)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(duì)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(zhǎng)度較長(zhǎng)，以增加刀具強(qiáng)度及避免過切。采用 VERICUT 軟件進(jìn)行仿真模擬，以確定最優(yōu)刀長(zhǎng)，即最大限度的減小切削振動(dòng)，又盡可 能的減小刀具伸長(zhǎng)，以防止干涉。最終得到最優(yōu)化的參數(shù)。 如： 刀號(hào) 型號(hào) 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(shù) 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(dòng)和讓刀，需對(duì)葉型、流道等加工余量進(jìn)行合理的設(shè)定。葉輪加工余量的大小，需要根據(jù)實(shí)際加工和要求和刀具、機(jī)床來設(shè)定，余量過大會(huì)增加加工時(shí)間，增大機(jī)床和刀具的負(fù)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(zhì)量，還會(huì)影響零件的表面完整性，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致零件的超 差報(bào)廢。 車削加工難點(diǎn)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(shù)。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(dá)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(dá)到磨削加工工件精度及比表面質(zhì)量的一種黑龍江職業(yè)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 5 工藝，由于該工藝在達(dá)到磨削加工精度以及表面質(zhì)量的前提下，具有簡(jiǎn)化工藝流程，大幅度節(jié)約加工的時(shí)間和生產(chǎn)等待的時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。從設(shè)備上來講，車削加工設(shè)備比磨削加工設(shè)備更為平普遍，而隨著科學(xué)技術(shù)和精密加工技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，車床的精度越來越高，完全可以達(dá)到磨削加工所要求的精 度，從刀具上來講，現(xiàn)在稍微高強(qiáng)度，高硬度，高耐磨性的刀具材料（例如金剛石刀具，