【正文】 質(zhì)合金鑲片等新型產(chǎn)品并用于生產(chǎn)，但價格非常昂貴。即使到下個世紀切削加工仍將是機械制造業(yè)最基本最大量的工藝技術(shù)，必須給予充分重視。這就給樅樹型輪槽銑刀的設(shè)計帶來了很多問題，需要在刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)、設(shè)計細節(jié)和刀具鍍層等方面進行深入研究。轉(zhuǎn)子是汽輪機的核心部件，在高溫高壓的蒸汽介質(zhì)中，承受著離心力、彎矩和扭矩的作用，工作條件非常惡劣，因此，汽輪機轉(zhuǎn)子加工質(zhì)量的好壞將直接影響到整個汽輪機的性能，而輪槽的加工又是轉(zhuǎn)子加工中最為關(guān)鍵、最為困難的加工。在今后數(shù)年內(nèi)，1000MW大型汽輪發(fā)電機組必將成為我國大型火力發(fā)電廠的主力機組［1］［4］。因此，我國電站建設(shè)壓力很大，而電站機組的單機容量也隨著大型火電設(shè)備設(shè)計制作技術(shù)的提高，趨向大型化。關(guān)鍵詞：樅樹型輪槽銑刀，高效，精密，先進刀具 上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 ABSTRACTThe Design And Manufacturing Principle and the Experiment Study on High Efficiency and Precise Fir tree milling cutterABSTRACTMetal cutting is one of the major processing technology in the manufacturing technology. It decides the machining efficiency, precision, quality and cost. In the past years, high efficiency and advanced tools have a prodigious development. Advanced tools experience a great change from the material to the Structure. This project aims to meet the two needs of high efficiency, high speed, high precision and industrial production. And the project takes example for the fir tree milling cutter, to study the design and experiment of the high efficiency and high performance tools.Fir tree milling cutter is used to process the firtype grooves in rotors. Generally speaking, the manufacturing and designing level of the fir tree milling cutter is lower than some countries, especially the finishing tools major rely on the imports. So the study on high efficiency and advanced fir tree milling cutter must take effort to the structure designing, grinding simulation technology, manufacturing technology and so on. Thus we can improve the manufacturing level of the steam turbine industry and petitive strength taking part in the international market, in order to promote the rapid and sustainable development in the tools industry.This paper major study the application to the tool modeling and the grinding simulation of technology tool structure designing. Through the study on the modeling simulation, we can have a theoretic analysis that the design of tool structure has a impact on the tool cutting. Also through the cutting experiment on the working scene, we can study the cutting force, cutting temperature, cutting vibration produced in the machining process. It can help us verify the design of tool structure in order to solve the application of the advanced tools. Key Words：fir tree milling cutter，high efficiency，precise，advanced tools 上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 目錄目 錄目 錄第一章 緒論……………………………………………………………………………………….1 引言 1 研究歷程及其國內(nèi)外現(xiàn)狀 1 課題的來源及研究意義 3 課題的主要內(nèi)容 3第二章 樅樹型輪槽銑刀結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備……………………………………………………….4 研究工作背景介紹 4 高效精密樅樹型輪槽銑刀設(shè)計研究 4 5 8 10 樅樹型輪槽銑刀設(shè)計準則 13 高效精密樅樹型輪槽銑刀制備 13 傳統(tǒng)鏟磨工藝分析 14 樅樹型輪槽銑刀高效、精密磨削工藝分析 15 本章小結(jié) 16第三章 樅樹型輪槽銑刀建模仿真研究………………………………………………………...17 建模仿真研究基本思想 17 樅樹型輪槽銑刀建模仿真研究 18 18 刀具切削溫度仿真預(yù)測分析 20 刀具切削力仿真預(yù)測分析 23 本章小結(jié) 27第四章 樅樹型輪槽銑刀切削試驗研究………………………………………………………...28 28 試驗?zāi)康暮蛢?nèi)容 28 試驗方案 28 32 切削加工過程中的力分析 35 38 39 39 40 41 42 42 44 47第五章 總結(jié)與展望………………………………………………………………………………48 48 48參考文獻…………………………………………………………………………………………..50致 謝………………………………………………………………………………………………52攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文…………………………………………………………………..53 上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 第一章 緒論第一章 緒論 引言隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，對電力的需求呈快速增長之勢。高效先進樅樹型輪槽銑刀的研究，需從刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計、刃磨仿真技術(shù)、制造工藝技術(shù)等多方面努力，以此提升我國汽輪機行業(yè)的制造技術(shù)水平以及參與國際市場的競爭實力，推動工具行業(yè)快速持續(xù)發(fā)展。本課題針對高效、高性能刀具的高效率、高速度、高精度和工業(yè)化生產(chǎn)的兩大需求，以樅樹型輪槽銑刀為列，來研究高效、高性能刀具的設(shè)計及其試驗研究。（請在以上方框內(nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：___________ 指導(dǎo)教師簽名：___________日期：_____________ 日期：____________上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 摘要高效精密樅樹型輪槽銑刀設(shè)計制備準則及其試驗研究摘 要金屬切削加工作為制造技術(shù)中最主要的工藝技術(shù)，決定著制造業(yè)中零件的加工效率、精度、質(zhì)量和成本。 保密□，在 年解密后適用本授權(quán)書。 學(xué)位論文作者簽名：___________ 日期：_________________上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 申請上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文高效精密樅樹型輪槽銑刀設(shè)計制備準則及其試驗研究學(xué) 校：上海交通大學(xué)院 系：機械與動力工程學(xué)院工程領(lǐng)域：機械制造及其自動化交大導(dǎo)師：陳明 教授企業(yè)導(dǎo)師：孟璋琪 高工工程碩士：孟漪學(xué) 號：1090212030上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院2011年11月Thesis Submitted to shanghai Jiao Tong Universityfor the Degree of Engineering MasterThe Design And Manufacturing Principle and the Experiment Study on High Efficiency and Precise Fir tree milling cutter Candidate：Yi MengSupervisor(Ⅰ)： Min ChenSupervisor(Ⅱ)： Zhangqi MengSpeciality： Mechanical EngineeringSchool of Mechanical EngineeringShanghai Jiaotong UniversityShanghai, Aug,2011上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于 不保密□。近幾十年來，高效先進刀具得到了很大的發(fā)展，先進刀具從材料及刀具結(jié)構(gòu)都發(fā)生了巨大的變化。樅樹型輪槽銑刀用來加工汽輪機轉(zhuǎn)子根部輪槽，總體來說，目前我國加工汽輪機轉(zhuǎn)子用樅樹型輪槽銑刀設(shè)計制造水平還比較低，尤其是精加工刀具還主要依賴進口刀具為主。本文主要研究樅樹型輪槽銑刀的設(shè)計與制備，以及仿真技術(shù)對刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用；通過建模仿真的研究，以此進行刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計對刀具切削影響的理論分析；同時通過加工現(xiàn)場切削試驗，研究刀具加工時產(chǎn)生的切削力、切削溫度、切削振動，對刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行驗證，從而解決先進刀具應(yīng)用問題。近幾年來，我國電力需求增長每年達15～20%左右。我國大型火力發(fā)電廠的單機容量從300MW到亞臨界600MW等級，目前正在向超臨界1000MW等級大型汽輪發(fā)電機組發(fā)展。汽輪機主要由轉(zhuǎn)子和靜體兩部分組成。百萬級水泵汽輪機輪槽結(jié)構(gòu)采用的是樅樹型輪槽，這種結(jié)構(gòu)的輪槽增大了葉根與輪槽的接觸面積，使載荷分布更加均勻，但其尺寸精度要求高，加工制造困難。金屬切削加工作為制造技術(shù)中最主要的工藝技術(shù)，決定著制造業(yè)中零件的加工效率、精度、質(zhì)量和成本［5］。 充分認識并努力推廣應(yīng)用先進切削技術(shù)和高效刀具，提高加工生產(chǎn)效率，降低成本，加強企業(yè)的競爭力，已是我國機械制造業(yè)發(fā)展所面臨的需要盡快解決的重大問題［6］。少數(shù)國內(nèi)骨干工具企業(yè)雖可以生產(chǎn)部分加工汽輪機轉(zhuǎn)子用樅樹型輪槽銑刀，但在刀具品種、刀具質(zhì)量、刀具性能穩(wěn)定性和提供整體配套服務(wù)能力等方面與國外刀具制造商還有很大差距，使得國內(nèi)汽輪機行業(yè)用樅樹型輪槽銑刀仍以進口為主?？傮w來說，目前我國加工汽輪機轉(zhuǎn)子用樅樹型輪槽銑刀設(shè)計制造水平還比較低，尤其是精加工刀具還主要依賴進口刀具為主。 研究歷程及其國內(nèi)外現(xiàn)狀由于汽輪機轉(zhuǎn)子是采用整鍛轉(zhuǎn)子形式，加工時需要非常謹慎，一旦其中一個輪槽加工有誤，引起的損失將非常大，因此在加工前對加工的難點及可能引起的問題要進行充分地分析。 葉根槽是葉片在轉(zhuǎn)子上的定位點，最常見的葉根槽形式是樅樹型槽。由于樅樹型葉根輪槽形狀復(fù)雜且精度要求高，通常采用成型法加工，主要方法包括成形拉削和成形銑削兩種：（1） 成型拉削加工輪槽拉削效率較高，但需在專業(yè)拉床設(shè)備