【文章內容簡介】 準點及其 坐標值明確的標注在正，背面。 基準點的坐標標注出來后需要將標出的坐標，與葉片在夾具上的坐標相對應，第一：建立工作坐標系，首先把關節(jié)臂坐標測量儀放置與夾具臺水平的面上，然后用關節(jié)臂測量儀接觸底座臺底面較長的一條棱上的兩點，確定這條線為 X 軸，再用測量儀觸頭接觸底座底面較短一條棱上的兩點，這條線為 Y 軸，再接觸 X 與 Y 交點和交點所在豎直棱上確定這條直線為 Z軸，原點就是 X,Y,Z 的交點。第二步：把葉片放置在胎具上使位置大致正確，然后用測量儀觸頭分別測量葉片的四個基準點在工作坐標系的坐標， A, B, C, D與葉片模型上的四個點 a, b, c, d 相比較，分別用工作坐標系中的 X,Y,Z 坐標與模型坐標 x,y,z 相減，根據所得的差值進行調整，按照這種方法使 4 個基準點在工作坐標系的坐標與模型上的坐標完全 相同后用電焊的方式固定葉片。如所采用的是 3個球進行定位，其原理與 4點定位相同，只是分別使電腦模型當中三個球坐標與實體夾具當中的三個球坐標重合，調整方式與 4點定位相同。 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 方案論證 8 圖 粗基準的選擇依據 以毛坯面作為加工基準 叫做粗基準， 選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時應考慮下列原則： (1) 選擇重要表面為粗基準 ： 為保證工件上重要表面 的加工余量小而均勻，則應選擇該表面為粗基準。所謂重要表面一般是工件上加工精度以及表面質量要求較高的表面，如床身的導軌面，車床主軸箱的主軸孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主軸箱時，應以導軌面或主軸孔為粗基準。 (2) 選擇不加工表面為粗基準 ： 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應選擇不加工面為粗基準。如果工件上有多個不加工面，則應選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準，以便保證精度要求，使外形對稱等。 (3) 選擇加工余量最小的表面為粗基準 ： 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情 況下，如果零件上每個表面都要加工，則應選擇其中加工余量最小的表面為粗基準，以避免該表面在加工時因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 (4) 選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準 ： 以便工件定位可靠、夾緊方便。 (5) 粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次： 因為粗基準本身都是未經機械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復使用將產生較大的誤差。 第二面加工葉片裝夾及夾具設計 葉片第二面裝夾 方案 可以按照粗加工的方法一樣直接用已經焊接的 3個球體為基準，分別使模型上的點， 與葉片在實體夾具上的點對應即可，此時應該注意的是，此時的 3 球坐標與粗加工是 3球的坐標不一樣，精加工基準并不是已加工好的型面，而是以 3個球的坐標作為基準點?；鶞庶c的找法與葉片位置調整的方法與粗加工時方法一樣，不再進行介紹。 方案 由于每個標準的葉片的各個表面都是一樣的，這里可以考慮使用加工好的面作為精基準，放置在專用胎膜上，胎膜的表面與加工好的表面能夠完全吻合，由于葉片的重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 方案論證 9 特點放置在胎膜上可能出現(xiàn)錯位，所以考慮在胎膜上設計兩個特殊點 鉆 兩個圓柱銷孔。并且在加工好葉片的對應點鉆鉸孔，因此只需要把加工好第一面的葉片 面放置在胎膜上，使銷與銷孔配合即可進行第二面加工。 第二面加工定位方案選擇： 以 3 球體作為測量基準點時，測量、調整比較復雜，而第二種方法只需要制造出專門的胎膜即可，大大節(jié)省了時間，提高了效率，選擇胎膜定位。 因此選擇方案 2進行裝夾定位，夾具下圖： 葉片第二面加工基準確定原則 以加工過的面做基準，是精基準。 精基準的選擇應從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便、夾具結構簡單。選擇精基準一般應考慮如下原則： 1 ．“基準重合”原則 為了較容易地獲得加工表面 對其設計基準的相對位置精度要求，應選擇加工表面的設計基準為其定位基準。這一原則稱為基準重合原則 。如果加工表面的設計基準與定位基準不重合，則會增大定位誤差。 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 方案論證 10 2 ．“基準統(tǒng)一”原則 當工件以某一組精基準定位可以比較方便地加工其它表面時，應盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準定位，這就是“基準統(tǒng)一”原則。例如軸類零件大多數(shù)工序都以中心孔為定位基準；齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪內孔及端面為定位基準。 采用“基準統(tǒng)一”原則可減少工裝設計制造的費用，提高生產率，并可避免因基準轉換所造成的誤差。 3 ．“自為基 準”原則 當工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時，應選擇加工表面本身作為定位基準，這就是“自為基準”原則。例如磨削床身導軌面時，就以床身導軌面作為定位基準。此外，用浮動鉸刀鉸孔、用拉刀拉孔、用無心磨床磨外圓等，均為自為基準的實例。 4．“互為基準”原則 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準反復加工的原則。例如加工精密齒輪時，先以內孔定位加工齒形面，齒面淬硬后需進行磨齒。因齒面淬硬層較薄，所以要求磨削余量小而均勻。此時可用齒面為定位基準磨內孔，再以內孔為定位基準磨齒面 ，從而保證齒面的磨削余量均勻，且與齒面的相互位置精度又較易得到保證。 5 ．精基準選擇應保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便 葉片加工精基準選擇： 第一面加工完成后，即可進行第二面的加工，需要進行葉片的反面裝夾。方法有兩種（ 1）可以按照粗加工的方法一樣直接用已經焊接的 3個球體為基準，分別使模型上的點，與葉片在實體夾具上的點對應即可，此時應該注意的是，此時的 3 球坐標與粗加工是 3球的坐標不一樣，精加工基準并不是已加工好的型面，而是以 3個球的坐標作為基準點?；鶞庶c的找法與葉片位置調整的方法與粗加工時方法一 樣，不再進行介紹。（ 2）由于每個標準的葉片的各個表面都是一樣的，這里可以考慮使用加工好的面作為精基準，放置在專用胎膜上，胎膜的表面與加工好的表面能夠完全吻合，由于葉片的特點放置在胎膜上可能出現(xiàn)錯位，所以考慮在胎膜上設計兩個特殊點 鉆 兩個圓柱銷孔。并且在加工好葉片的對應點鉆鉸孔，因此只需要把加工好第一面的葉片面放置在胎膜上，使銷與銷孔配合即可進行第二面加工。 第二面加工定位選擇： 以 3球體作為測量基準點時，測量、調整比較復雜，而第二種方法只需要制造出專門的胎膜即可，大大節(jié)省了時間，提高了效率，選擇胎膜定位。 加 工好后用堆焊的方式填補好葉片上的銷孔即完成了整個葉片的數(shù)控加工。 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 加工工藝 11 4 加工工藝 葉片加工工藝流程 如下圖： 葉片毛胚鑄造：毛胚材料選用 0Cr13Ni5Mo。 葉片裝夾定位： 采用 4 點定位法并設計相應夾具。 在加工設備中有三軸、五軸數(shù)控鏜銑床和五軸數(shù)控龍門銑床，但其加工效果及效率各有利弊。 三 軸數(shù)控銑床就可以加工大多數(shù)形狀復雜的零件，如平面，斜面，曲面等完全可以滿足生產需要 ，五 軸數(shù)控銑床非常昂貴，大多數(shù)小公司包括有些企業(yè)，是只需 要 三 軸的就可以了 。 。 加工水輪機葉片過程中三軸數(shù)控銑床可以滿足其加工精度，而且可以大大減少生產成本，因此水輪機葉片的加工選擇三軸數(shù)控銑床。 葉片 A 面、 B 面需經過粗加工、半精加工、精加工，粗加工至表面粗糙度 10μ m，加工余量為 ，加工余量為 .精加工至表面粗糙度度達到 m，加工余量為 。砂葉片 A、 B面使其表面粗糙度達到 m。粗加工至精度 IT11，半精加工至精度 IT9，精加工至精度 IT7。 粗加工葉片選用 d50mm 立 銑刀， d50 立銑刀可以進行粗銑，去除大量毛胚，工作效率高，而且能夠滿足加工精度的要求。半精加工葉片選用 d36mm立銑刀， d36mm 立銑刀可以加工零件表面粗糙度至 m，滿足加工要求。精加工葉片選用 d10mm 球頭銑刀，球頭銑刀可精加工各種曲面，在高溫環(huán)境下也可正常工作，滿足水輪機葉片精加工的要求。 葉片毛胚鑄造 銑葉片 B 面 銑葉片 A 面 葉片裝夾定位 拆裝葉片 砂葉片 加工兩個定位銷孔 填補銷孔 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 加工工藝 12 加工定位銷孔時應先用鉆頭在設定位置鉆兩個孔，再用鉸刀對兩個銷孔進行加工，鉆孔時選用 鉆頭，再用 d9mm 鉸刀進行加工。 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 工步及工序 13 5 工步及工序 1 葉片裝夾 2 葉片 A 面加工 （ 1） 邊框粗加工 （ 2） 型面粗加工 (3) 邊框半精加工 (4) 型面半精加工 (5) 邊框精加工 (6) 型面精加工 (7) 加工定位孔 (8) 鉸孔 3 葉片 B 面加工 （ 9） 邊框粗加工 （ 10）型面粗加工 （ 11） 邊框半精加 （ 12）型面半精加工 （ 13）工邊框精加工 （ 14）型面精加工 4砂葉片 工件材料為不銹鋼，加工刀具為硬質合金銑刀，查《金屬切削與刀具實用技術》表 423可得切削速度 m in/)90~70( mv ? 。銑刀轉速 m in)/(10 000 rdvn ???，0d 為銑刀外徑。 粗加工：刀具 mmd 500 ? 硬質合金立銑刀，齒數(shù) z=4，銑削深度 mmap 5? ，查《機械加工工藝設計手冊》表 969得每齒進給量 )/)(~( zmmf z ? 。 半精加工：刀 具 mmd 360 ? 硬質合金立銑刀，齒數(shù) z=6，銑削深度 mmap 3? ，查《機械加工工藝設計手冊》表 969得每齒進給量 )/)(~( zmmf z ? 。 精加工：刀具 mmd 100 ? 硬質合金球銑刀，銑削深度 mmap ? ，查《機械加工工藝設計手冊》表 967 得進給量 mmf )~(? 。 公式： zffz /? )/(60/ smmfnv f ? 式中 z為銑刀齒數(shù)， fv 為進給速度。 鉆孔：刀具 mmd ? 硬質合金麻花鉆，查《金屬切削與刀具實用技術》表 38進給量 )/(~ rmmf ? ，切削速度 m in )/(27~25 mv ? ，鉆孔深 h=15mm。 鉸孔：刀具 mmd 90 ? H7 級硬質合金鉸刀，齒數(shù) z=4。鉸 孔至 9mm，查《金重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 工步及工序 14 屬切削與刀具實用技術》表 335得進給量 mmf ? 切削速度 min/ mv? 。 粗加工：刀具 mmd 500 ? 硬質合金立銑刀， mmap 5? ，銑削速度 min/80mv? ，轉速 min/500rn? ， 每齒進給量 zmmfz /? ，進給速度 m in/260 mmv f ? ，進給量 mmf ? 。 半精加工：刀具 mmd 360 ? 硬質合金立銑刀， mmap 3? ，銑削速度 min/80mv? ，轉速 min/800rn? ， 每齒進給量 )/( zmmfz ? ，進給速度 m in/624 mmv f ? ，進給量 mmf ? 。 精加工：刀具 mmd 100 ? 硬質合金立銑刀， mmap ? ，銑削速度 min/80mv? ，轉速 min/2500rn ? ， 進給速度 min/50 mmv f ? ，進給量 mmf ? 。 鉆孔：刀具 mmd ? 硬質合金麻花鉆，鉆孔深 h=15mm，切削速度 min/26mv? ，轉速 min/900rn? ， 進給量 mmf ? 。進給速度 min/90 mmv f ? 。 鉸孔：刀具 mmd 90 ? H7 級硬質合金鉸刀，鉸 孔至 9mm，切削速度min/ mv? ， 轉速 min/300rn? ， 進 給 速 度 min/30 mmv f ? ，進給量mmf ? 。 （ 1） 邊框粗加工：刀具 mmd 500 ? 硬質合金立銑刀， mmap 5? ，銑削速度min/80mv? ，轉速 min/500rn? ， 每齒進給量 zmmfz /? ，進給速度m in/260 mmv f ? ，進給量 mmf ? 。 （ 2）型面粗加工： 刀具 mmd 500 ? 硬質合金立銑刀， mmap 5? ，銑削速度min/80mv? ，轉速