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正文內(nèi)容

汽輪機動葉片五軸數(shù)控工藝畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-19 16:11 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 200—300r/min,進給率保持在 F200 左右。加工完成之后,根據(jù)工序圖(如圖 )的要求,采用游標卡尺檢驗尺寸和平行度誤差,90 度角尺檢驗垂直度。圖 精銑兩端面圖 與銑葉根工序圖葉根加工涵蓋粗銑葉根、精銑葉根、銑葉根圓弧、粗銑葉根凹槽和精銑葉根凹槽 5 道工序。圖 所示為動葉片 T 型外包葉根, 其中 T、B 尺寸公差緊, 難以保證。 A、t 尺寸是從基準面給出的尺寸, 容易保證;b 尺寸為臺階尺寸, 必須靠刀具保證。h、h1 和 h2 尺寸互相關(guān)聯(lián), 因此通過尺寸鏈來保證。選用雙軸凹槽專用銑床, 專用凹槽銑刀,兩把刀同時加工可保證 T、t 尺寸, 如圖 所示。選用雙軸龍門銑床及型線銑刀進行精銑葉根, 可保證 A、B、b 尺寸, 如圖 所示。根據(jù)葉根加工的工藝分析,擬定出加工葉根的工藝過程(圖 ) 。 由工序圖(圖 )可知,本工序是加工一個 寬度為 25 的圓弧槽,因此可以使用臥式銑床 X62 用 Φ125х25 的銑刀一次成型,加工過程中注意出汽邊標 圖 T 型外包葉根 圖 加工葉根凹槽圖 線性銑刀加工葉根 圖 葉根加工工藝過程記符以及不同級別和類型葉片的定位數(shù)據(jù)的不同。由于工序比較簡單,直接使用平口虎鉗即可定位。加工方法為粗銑,加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在 200—300r/min,進給率保持在 F200 左右,加工完成之后的零件形狀如圖(圖 ) 。加工完成之后,根據(jù)工序圖(如圖 )的要求,采用游標卡尺檢驗尺寸誤差。 根據(jù)零件圖可知,該葉片汽道成型規(guī)律為斜銑成型。為了使得在汽道加工時余量較為均勻,還需增加荒銑工序,此工序的加工尺寸是根據(jù)汽道成型最終尺寸放量所得,所加工型線與汽道內(nèi)弧型線相似,詳細數(shù)據(jù)見工序圖() 。該工序使用數(shù)控立式銑床 X53K,專用夾具 8310053,并將機床主軸旋轉(zhuǎn) 45 度,以方便成型。 圖 內(nèi)弧葉冠處去余量工序圖圖 內(nèi)弧葉冠處去余量加工成型后零件形狀 圖 內(nèi)弧去余量工序圖 為了使得汽道背弧加工時余量較為均勻,提高加工效率,減少刀具磨損,所以要進行背弧出汽邊倒角。使用專用夾具 8160017 裝夾工件,讓葉片的棱面與主軸相對,使葉片的側(cè)面與主軸成 125 度,便于一次性使用立式銑床 X52 加工成型。加工過程中注意出汽邊標記符(圖 中紅色標記面)。加工方法為粗銑,加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在 200—300r/min,進給率保持在 F200 左右,加工完成之后的零件形狀如圖(圖 ) ,根據(jù)工序圖(如圖 )的要求,采用游標卡尺檢驗尺寸誤差。 本工序加工方法、刀具參數(shù)和切削用量同前一工序,本工序尺寸要求見圖.圖 葉片背弧出汽邊倒角圖 葉片背弧出汽邊倒角工序圖 圖 葉片背弧進汽邊倒角工序圖 本工序為粗銑葉根及葉冠背徑向面,從工序圖()可知實際為加工一斜面,可以采用普通立式銑床一次加工成型。夾具采用平口虎鉗和帶角度的墊塊(正弦規(guī)墊 ) ,然后開始銑削調(diào)試,調(diào)試時要注意葉根的厚度,以及有無動葉片和末葉片的區(qū)分,兩者要分開銑削。測量時采用正弦規(guī)測量,將正弦規(guī)放在在測量臺上,在正弦規(guī)的一個腳下方墊固定高度的量塊,使葉片背徑向面與水平面成1186。20180。36180。180。加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在 200—300r/min,進給率保持在 F200 左右。本工序是前一工序的精加工,所用機床和夾具以及位置均改不變,只是切削用量相對于粗加工有所調(diào)整。加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在 2022—3000r/min,進給率保持在 F200 左右。加工完成之后,葉片形狀見圖 .、葉冠內(nèi)徑向面:本工序是銑葉根內(nèi)徑向面,其加工方法同加工背徑向面相同,唯一不同的是葉圖 粗銑葉根及葉冠背徑向面工序圖圖 精銑葉根及葉冠背徑向面根內(nèi)徑向面和葉冠內(nèi)徑向面分別使用立式銑床 X52 加工。使用正弦規(guī)墊()將背徑向面墊起,使內(nèi)徑向面與水平面成 1186。20180。36180。180。加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在200—300r/min,進給率保持在 F200 左右。加工完成之后,根據(jù)工序圖(如圖)的要求,采用游標卡尺檢驗尺寸誤差,90 度角尺檢測垂直度,正弦規(guī)檢測內(nèi)徑向面與背徑向面角度誤差。 :本工序是對前一工序粗銑葉根、葉冠內(nèi)徑向面的精加工。由于內(nèi)徑向裝配面涉及到裝配,精度要求高,所以在精加工時,需要用加工中心 YNC72 一次成型。其夾具和裝夾同上一工序完全相同,使用切削用量相對上一工序有所變化,加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在 2022—3000r/min,進給率保持在 F200 左右。汽道的加工比較復雜,下面有一章對其進行了詳細的介紹。 本工序比較簡單,只需要加工一個孔,故可用普通臥式銑床 X62 進行銑削。使用平口虎鉗和專用夾具 8298070 裝夾,使工件的加工面正對主軸,用 的直柄麻花鉆鉆削。加工完成之后,根據(jù)工序圖() ,使用游標卡尺檢驗相應(yīng)的尺寸誤差。 圖 粗銑葉根、葉冠內(nèi)徑向面 圖 銑葉頂銷孔工序圖 由鉗工對葉片的部分有圓弧的地方進行精修,要保證葉頂部,進出汽側(cè)斜度與葉冠連接處平直且圓滑自然。用拋光機對精加工后的內(nèi)背弧型線及圓角進行拋光增加葉片表面光潔度。試拋后要用內(nèi)背弧樣板對型線進行測量。 最后,按照產(chǎn)品圖樣及工藝規(guī)程進行檢驗。以上工序完成之后,就完成了如圖 的葉片加工。 圖 葉片模型第 3 章葉片汽道型面五軸數(shù)控加工工序設(shè)計葉片是汽輪機的主要部件之一, 尤其它的汽道部分決定了汽輪機的發(fā)電功率, 直接影響汽輪機產(chǎn)品的質(zhì)量和工作效率。因此,葉片汽道的加工應(yīng)滿足下列技術(shù)要求:① 保證汽道本的型線精度及各截面的相對位置精度。② 保證汽道型面與葉根的相對位置精度。由于汽道型面是由復雜曲線組成的空間曲面,要保證它的加工精度就不得不采用專門的加工方法。葉片的機械加工量約為透平機組加工量的三分之一,而汽道的加工量約占葉片加工量的二分之一。汽道的加工需要許多復雜的工裝、夾具、量具和專用機床,因此葉片的加工水平往往可以用汽道加工的水平來衡量。 汽道加工方法分類葉片汽道型線部分有三種形式: 有成型規(guī)律葉片、等截面直葉片和自由成型葉片。等截面葉片型線沿葉片高度形狀相同。有成型規(guī)律葉片,如斜銑葉片型面。斜銑型線由相同半徑的圓弧組成,圓弧中心連線對座標軸線的投影又相同,汽道的結(jié)構(gòu)中心線和對稱中心線在 XOZ,YOZ 兩平面的夾角等于常數(shù),所以能用一型線刀具——型線銑刀,沿著汽道結(jié)構(gòu)中心線的方向運動,加工出各截面所需要的型面來。葉型的特點是沿汽道高度上各截面型線都不相同,因此不能用成型銑刀加工,只能采用仿型加工。自由成型葉片,比如由座標點組成的扭曲葉片型面。此類葉型的特點是沿汽道高度方向上各截面型線都不相同,故不能用成型銑刀加工,只能用仿型加工。這種葉片在強度和氣動性能方面都能最大限度地滿足設(shè)計要求,但是其加工難度較大。以下是對各種葉片型面加工的方法的簡單介紹。 等截面直葉片加工 (1)鉚接圍帶動葉片加工:由于內(nèi)弧是由 r 成的型線,加工可用普通銑床和圓柱銑刀來完成,采用臥刀法,銑刀直徑 d=2r 當汽道高度 l>60 mm 時,可采用捅銑加工以提高加工精度和刀具壽命。(2)自帶圍帶動葉片:采用臥刀法。但銑刀軸徑 d0 受到圍帶高度的限制,如果d0 過小,葉片設(shè)計應(yīng)修改,使圍帶向背弧方向偏移。 有成型規(guī)律葉片汽道加工加工方法:普通臥銑床、專用夾具及型線銑刀。葉片斜銑結(jié)構(gòu)線與機床工作臺縱向進給方向一致,型線銑刀從葉頂向葉根方向吃刀。加工方法:臥式液壓仿形銑床、專用夾具、靠模板加型線銑刀。葉片的 CC、DD 截面間的一段斜銑結(jié)構(gòu)線與機床工作臺縱向進給方向一致,在機床進給過程中垂直方向液壓仿形銑頭在特定的靠模板做上、下仿形運動來滿足分段方向吃刀。 自由成型葉片加工加工方式:橫向掃描和縱向掃描。拋光量:~ mm(波谷處) 。加工方法:拉銑與橫向掃描相結(jié)合。五聯(lián)動加工中心是目前最先進的葉片汽道加工專用裝備。由于所用刀具全部采用硬質(zhì)合金,高速切削(8000~1 0000 轉(zhuǎn)/min) ,而且該機床設(shè)計性能允許大余量切削(即粗加工去余量) ,所以工效可大大提高。切削方式:五軸聯(lián)動可使刀具始終處于最佳切削狀態(tài),切削力最小。由于刀尖切削,又由于工件進給方向保證主切削力始終沿型面方向,即葉片剛性較好方向,所以工件彈性變形小。為了保證葉片汽道質(zhì)量,本工序中使用五軸聯(lián)動數(shù)控機床加工葉片汽道。、汽道型面加工工序內(nèi)容本工序使用 HX151 五軸聯(lián)動加工中心。加工部位為汽道型面和內(nèi)背弧各處圓角如(圖 )中加粗部位。使用傳動盤 8660059 時,卸下底部定位塊 866005910,換上 8298459,卸下定位螺釘 866005902,換上 B297279 以內(nèi)徑向面定位加工葉片,粗銑為精銑單面留 — 的加工余量。各截面間光滑過渡,不允許有明顯凹凸,型線波峰波谷只差小于 ,型面精加工后不留拋光余量。汽道型線與樣板見漏光間隙。內(nèi)弧:出汽邊不大于 ,中間不大于 ,進汽邊不大于 。背?。撼銎叢淮笥?,中間不大于 ,進汽邊不大于。其余見產(chǎn)品圖,型線圖及相關(guān)工藝規(guī)程。注意加厚片標記符,注意出汽邊標記符。下圖(圖 )為此工序結(jié)束時零件的形狀。圖 銑汽道型面及圓角 圖 汽道型面加工完成后葉片形狀汽道部分的加工工作量比較大,要求對葉片進行數(shù)據(jù)處理、造型、加工部位的劃分、加工方式的選擇、使用刀具的選擇、加工軌跡的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。加工工步也比較多,通常完成該工序的加工需要十多個工步。但基本的加工部位有:汽道、葉根圓角、葉頂圓角等,對每個部位根據(jù)余量情況和過渡圓角大小還須分成幾次完成。圖 為用 proe 加工汽道部分的加工軌跡,該方式為采用螺旋式進給加工。加工完該工序后對葉片的檢查采用綜合量具和三座標檢測,三座標檢測是首件的檢查和加工過程中抽檢。每件葉片要求用綜合量具檢查。 圖 汽道加工軌跡、汽道型面加工定位原理分析 在葉片的結(jié)構(gòu)中,汽道最為復雜,加工難度最大,其加工質(zhì)量對整個汽輪機的發(fā)電效率和運行狀況的影響也最大。所以,在加工過程中必須很好地保證葉片與刀具的位置精度,故需要對零件進行定位。定位的目的是使工件在夾具中相對于機床、刀具都有一個確定的正確位置。一個自由的物體,對空間三個相互垂直的坐標系來說,有六種活動的可能,分別為 X、Y、Z 軸方向的移動和轉(zhuǎn)動,如圖 ,因此空間任一自由物體共有六個自由度。若使物體
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