某第四级整流叶片工艺分析【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 某 第四级整流叶片工艺分析 制订工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，以极低成本，高的效率，可靠在加工出符合图纸样及技术要求的零件，工艺规程的编制首先要保证产品质量，同时要争取最好的经济效益，本文将就 某 第四级整流叶片的工艺进行分析。 某 第四级整流叶片是 某 发动机压气机的第四级整流叶片。 压气机的主要作用是提高进入发动机气流的压力，压气机中整流叶片是将工作叶片加给空气的动能转变为压力能，并将气流扭转到所需要的方向，使紊乱的气流变成均匀气流。 某 压气机整流叶片， 1为钛合金材料，因为钛合金导热系数低，磨销 加工时零件易烧伤、弹性模量小，容易变形，压力加工时尺寸不易控制，故采用热扎 毛坯。 4为 1用冷轧方法加工。下面就第四级整流呈片的工艺进行分析。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 1、零件图分析： 图中标明采用轧制方法加工，本零件采用辊锻轧制。这是在轧制工艺应用到锻造生产中的一种新工艺，辊锻是使坯料通过装有圆弧形模块的一对相对旋转的轧辊时，靠摩擦力的作用，得以连续进入轧辊受压而变形的生产方法。它是实现叶片生产高效，无余量的主要工艺之一，此种工艺的经济效益特别明显，与铣削旧工艺相比，材料利用率提高 4 倍，生产率提 高 ，且叶片质量大为提高，由于是毛坯直接轧到无余量，手工劳动量大为减少，劳动条件大大改善，产品的表面硬度也提高了，抗拉强度及疲劳度均优于模锻毛坯。 叶片材料 1于马氏体型热强不锈钢，由于添加了W、 V 等强化元素，其室温和高温强度，持久强度，蠕变极限都很高，同时具有良好韧性和抗氧化性能工艺塑性好，技术条件种规格为 材限厚 据工艺要求，我们选取板厚是 应状态为热轧软态。 叶片型面复杂，不带叶冠，粗糙度 求低， 流叶片相对与 流叶片来说相应尺寸的公差减小一倍多，故尺寸精度提高，给加工带来一定难度。同时叶片的扭角增大，从 0 面，扭角从 2从 33 6 35 58，扭角过大，不利与后续工序如：冷轧、全切等加工，原理如图所示： F 和 F是一对大小相等，方向 相反的力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 F 可分解为 个分力。 ， 。 随着 a 的增大， 大， 小。 图 1 由此可知，在冷轧或全切中，叶片型面上将受到一对相反的轴向分力，故需将设计图进行坐标转换。 在本零件中，我们取接近平均值的 0 截面摆平（ a=0）这也就是将原始坐标系 时针旋转 33 6，建立新的坐标系 X Y，如右图所示。 旋转后的数据见零件图。 零件图的技术条件中有： （ 1）允许叶型剖面变形而扭转在 10范围内如图 1 所示，这由型面测具来保证。 （ 2）叶片长度为 为 6 个截面，间隔为 隔过密，样板测量时无法靠住定位销测量，故、剖面不检查，数据 仅供模具设计用。 （ 3）叶片型面上对规定型面的单边偏差在两边缘 3减薄不大 于 厚不大于 这可作为工人检查型面透兴的依据。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 （ 4）叶片积叠轴对理论积叠轴沿 Y向偏移允差 图（ 2）所示。 图 2 图 3 2、工艺路线分析： （ 1） 某 整流叶片的工艺路线安排 ：领料（ 0） 钳工（ 5） 退火（ 10） 下料（ 15） 钳工（ 20） 铣面 1（ 25） 铣面 2（ 30） 铣面 3（ 35） 铣面 4（ 40） 钳工（ 45） 磨工（ 50） 钳工（ 55） 开坯（ 60） 退火（ 65） 粗轧（ 70） 退火（ 75） 精轧（ 80） 退火（ 85） 终轧（ 90） 最终退火 （ 95） 钻孔（ 100） 洗涤（ 105） 全切（ 110） 钳工（ 115） 抛光（ 120） 标印（ 125） 磁力探伤（ 130） 检验（ 135） 抛光（ 140） （ 2）其中 055 工序为毛坯准备阶段， 60140 为精加工阶段。叶片轧制（ 60、 70、 80、 90）及全切（ 110）为关键工序，钳工及检验为辅助以序，几次退火为热处理工序。其余为机械加工工序。 以下就一一加以分析： 如右图：铣工加工出的 工艺凸台是为了后续工 下 料 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 序的定位，夹紧需要， 铣去的斜角的大小根据 以往经验给出，由试加 毛坯图 工生产来最后确定。 图 4 冷轧是关键工序之一，叶片型面由毛坯直接轧至无余量如右图所示，毛坯准备阶段加工出的工艺凸是轧制过程的加工基础，而终轧出的两锥孔 2 既是本工序的测量基准，又是后工序全切的加工基准。参考试轧记录的参数进行开坯，粗轧、精轧及终轧工序，最后使叶片个截面满足技术要求， 如无需要，粗轧工序 可以不进行。当叶片 型面不合格时，就需 要修模，轧模型面的 好坏直接影响叶片型 图 5 面的质量。 另外，因叶片进气 边比排气边缘半径大，在 轧制过程中，进气边材料 流动慢，排气边材料流动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 快，故轧制出的叶片形状 如图所示，为避免叶片装 夹在测具中引进干涉，故 规定最大长度为 25 图 6 最小长度必须大于 4 在每一道轧制工序后，钢件的机械性能低劣，存在残余应力。如果不用中间退火，一直轧到底，除成型困难，容易损坏模具之外，叶片表面还会被“拉”裂。 故在每道工序之间安排退火，以除应力，改善钢材的机械性能，使塑性增强。硬度降低，为后续工序做准备。中间退火温度 700 10，保温 4h，用真空炉。 95 工序为最终退火，本工序与前几道热处理工序有所区别。退火温度 580 10，保温 4h，用真空炉。据零件图的要求，热处理工序按照工艺说明书Q/2行。 图中带 尺寸，如 为理论正确尺寸，它是确定被测要素的理想状态，方向位置的尺寸，该尺寸不带公差，实际尺 寸由工装设计保证。 110 工序全切也是一道关键工序。全切，即用冲模一次切去四周多余部分，省支砂轮切割等工序，提高了工效。 全切模冲切叶片时，冲头四周刃口，应尽量可能同时接触叶片，文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 否则容易切歪，此外，顶料块型应与叶片型面良好贴合。否则叶片边缘容易变形。 本工序后，叶片基本成型。如图所示：其中叶片长度及型面完全加工最终尺寸， a 尺寸留有 量由抛光工序（ 120）抛去， t 尺寸留有 余量由钳工工序（ 115）打磨掉。故本道工序全切的质量对于加工有很大的影响。 如图所示，零件图中给 出的尺寸 法直 接测量，可将其换算至 点，借助 3 的芯棒测量 H， 换算过程如下： 在 1=1.5*0 40 )/2 =C=40 = C+ 图 7 取 公差由工装设计给出。 081 =F=40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 = 图 8 取 H= 消除因尺寸换算及芯棒测量定位带来的累积误差，所以公差由 本工序中的两圆孔为加工基准，而全切后的叶片以 0 面为测量基准，故两剖面的精度要求较高。两孔至积叠轴的距离由工艺确定，中心孔一般取在剖面最大厚度处 样的优点是可防止冲切叶片时因摆放不平衡而产生翻转。另外，需特别注意的是，在全切与抛光工序中共用一套型面测具，测具基准相同，故其测具原理一致，但在全切（ 110）工序中，定位面处留有 余量由钳工工序（ 115） 打磨去，故其定位件与 抛光（ 120）工序用定位件有所区别，这样才能即准确又经济地进行测量。 叶片经过轧制及全切 两道关键工序后基本定形， 再经抛光，进排气边边缘 半径，即达到零件图的技 术条件。最后按工艺说明书 Q/2行磁检（ 130）。 图 9 按 收。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 3、冷轧叶片工艺的优点 （ 1）精度高：目前中、小叶片型面精度可控制在 内，是当国内叶片加工精度最高的工艺方法。 （ 2）工效高，叶片冷轧一道机动 循环时间只 5s 左右。 （ 3）表面光洁度高，目前生产条件下，可达 上。 （ 4）模具寿命长：有资料介绍，是相应精锻模的五倍，我厂的冷轧模寿命在 15000 片次以上。 （ 5）设备动作简单：相对吨位小。 （ 6）省材料：属无切削成形加工，目前虽然要切去一部分工艺基准用料和少量毛边，但仍比其他工艺方法省料。 （ 7）金属材料在轧制变形中沿叶片纵向流动，纤维组织正合零件工作要求，强度高，并因表面残留压应力，疲劳性能好， （ 8）经济效果明显优于苏联老工艺。 4、轧制中的缺陷及分析 轧制叶片本身动作比较简单，然而，轧制过程中影响因素比较复杂，因此，要轧得精确的无余量型面，就比较困难，有些现象似乎很难解释，但是经长期试验和生产的实践逐渐认识到，轧制叶片过程中金属变形的不均匀性是主要矛盾。现分别叙述几个主要问题。 正弯现象及其克服 所谓正弯，是指叶片的工轴在 Z 平面内的弯曲，叶盆挺买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 起，简称“挺肚”，叶盆凹 下简称“拱背”。轧制叶片容易“挺肚”，因为叶型的特点是中间厚，两边（进、排气边）薄，用轧模轧制时，叶片变形就不均匀，即两边相对压下量明 显地大于中间部分，因而两边延伸大于中间部分，这是主要矛盾。 如图所示，由于叶型是弯曲的，所以从 K 向看，较薄的进 排气边在较厚的中间部分的上方 ， 轧后 伸大于 a b c d，那么，在自由轧制（不用夹钳控制）的情况下，叶片必然如图那样变弯，即“挺肚”。这是主要原因。 “挺肚”现象，我们主要用升高工作台的方法来克服，因为延伸包括前滑和后滑二部分，所以即便叶片两边与中间延伸不等，只要前滑能相等，叶片就轧直了。 如果工作台升得太高，就会“拱背”，应适当降低工作台，直至轧得合格的平直叶片。 叶片座标轴 图 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 图 11 叶片挺肚原因 波浪弯的现象及其克服 波浪弯是正弯的一种特殊情况，即叶片先辊的前半段叶身“拱背”，而后出辊的叶身“挺肚”。 克服波弯的现象，我们将夹钳的工作台作成可调倾斜角度的。 侧弯现象及其克服 侧弯现象是指叶片的工轴在 面内弯曲，参见图 10。 轧制叶片侧弯的主要原因是因为叶片进、排气边延伸率不 一致造成的，一般是向进气边弯曲，因为排气边比进气边薄 很多，绝对压下量相同时，排气边相对压下量就大于进气边， 所以排气边延伸率大于进 气 边，因此产生向进气边 a 侧弯。 进气边 为克服侧弯现象，在 进气边铣出一斜角 a， a 大 小由经验，及试轧情况确定。 参考图 12。 图 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 叶型扭角的弯化及其控制 用与叶片型面扭角相同的模具轧制叶片，但轧出叶型扭角有的增大，有的减小。 其根本原因是叶片两边相对变形量大于中间部分，因而两边的前滑两大于中间部分的前滑量，这时如果由于工作台夹钳控制叶片无 法“挺肚”时，在扎制力作用下，相对中间部分逐渐增长的两边金属就会造成叶型扭角的增大。 克服扭角增大的办法： 增大压下量， 图 13 叶型扭角增大原因 此法由于压下量增大，变形区长度增大，因此两边展宽增大，前滑量相对减少，所以扭角减小。 减小两边毛边宽度。 Z a b c d Z a b c d 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 增大两边毛边厚度。 这两种方法都是通过减少两边延伸率的办法，减少两边的前滑量，达到减小扭角的目的。 分多次轧制，使每次轧制的变形量小。 5 工艺尺寸及其确定 零件坯料开坯前的工艺尺寸，都 是经过多次试轧后，根据谨严得出的。且在实践中证明是可行的。 叶片开坯后的工序尺寸，是通零件图给出的数据经坐标换算后得出的。 6、总结 叶片的只要工艺分析基本完毕，但现在存在问题是：叶片表面质量要求较高，对于小尺寸钢材叶片来说组织性能还未过错全摸透，最佳工艺参数有待进一步优选。设备及模具有待进一步改进。 总而言之， 某 的第四级整流叶片工艺流程在生产实践中证明是可行的，但还需要进一步完善和发展。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 全切后测具设计 检验测具是检验零件合格与否的专用夹具，本夹具对 某 第四级整流叶片全切后工序的检验测具（简称测具）， 因为 某 整流叶片要求高，叶型是空间曲 线 ，所以本测具结构较复杂。现就设计分析如下。 一、测具基本要求。 1、对零件的质量进行检验， 2、提高生产率，使用方便， 3、结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件。 测具设计时，要对基本要求有辨证的统一。 本测具设计时，重点是保证零件的检验，使用方便，检测直观，所以结构较复杂。 二、测量原理： 本测具检验时，用叶盆、叶背样板靠住叶片，调整间隙，观察样板与叶片间隙，通过透光检查叶片质量。 三、叶片定位装置及压紧装置。 零件零检验，就是使零件在测具中有一个正确位置，这就 需要对零件定位，这是检测零件的关键。 叶片定位时，选择叶片前缘两点，叶背两点，及叶片两端面定位，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 如图（ 1） 图（ 1） 叶片定位 定位时，零件进气边（前缘）支在定位板 24 和 35 的刀口上，限制了叶片的 X、 Y，叶背靠在定位板 9 和 7 上，限制了叶片 Y、Z、 X。叶片的一端顶在定位销 32 上，限制了叶片 Z，这样叶片就全定位在测具上。 零件定位好了，还需要夹紧，否则零件在测量时位置移动，在叶片另一端面弹性顶尖 45 顶住，压杆 26 从叶盆面压住叶片，这样叶片就压紧了。 四、测量装置 叶片在测具上定位，夹紧后，即可测量，测量时叶盆样板和叶背样板，样板上有一段曲线分别是对应叶盆，叶背的形状，样板上有编号分别检不同剖面。 叶片定位后，由于叶片在空间的角度不一定完全满足要求，这就买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 需要调整角度，本测具设计了这样的装置。 调整支架 47， 47 可绕 0心旋转，在细调，这时，叶片随整个定位，夹昆机构绕 0心旋转，至到满足测量要求时，用滚花螺钉16 锁紧。 图 （ 2） 叶盆样板 图（ 3） 叶片位置 测量时，样板支靠在定距板 34 上，并且与定距板 24 上定位销 3靠紧，叶盆型面与叶片盆面靠紧，调整调整板 38，可调整样板与叶片盆面见的间隙，通过透光，检查叶片型面是否合格。 根据工艺规程要求，在型面测具上检查型面透光，当板板与测具的调整板 38 间隙为 0 值，进出气边缘 3不大于 余不大于 在两边缘 3减薄不大于 厚不大于 余 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 部位减薄或增厚不大于 测量叶背 与 叶盆。 定距板刻有 0、 1、 3、 5、 6 数字及刻线，分距检验 0、 I、 V、面，测具总装图上的 0、 1、 3、 5、 6 刻线与定位销 32 的距离尺寸分别是 0、 I、 V、 面带 的数据计算而来。 如： 0 剖面 其中 样板型面厚度 一半 I 剖面 控制精度，给予 公差。 这些尺寸是制造样板厚度的依据。 定距板 34 距 0心距离 50 严格控制，因为样板与定距板 34 接触的表面距样板型面的积叠轴的距离 50，所在此尺寸关系到样板与叶片的 位 置关系。 定距板 34 表面和底座底面 K 有平行度要求，允差 定位销对 K 及两侧 N 有要求，允差 五、定位误差分析： 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧 定位板 24 上的刀口与测具中心距离 定位板 35 上的刀口与测具中心距离 这两尺寸是保证叶片积叠轴与测量中心（重合的关系）在同 一水平内重要尺寸。 = 由于 X、 Y坐 标 是 标旋转 33 6（详见工艺分析）得出。即 0 截面 a=0,与 0 截 面扭角最大的 面扭角差 2 52。 在 Y方向误差： 52 = 小，对本测具不影响检验精度。 即使再加上样板误差，测具安装误差，均能满足使用要求。 六、总体布局 本测具主要有底座 5，底座上开有 T 形槽，定距板 34 通过键 7 螺钉 8 安 装在底座中间部位， 34 上有六个定位销 3， 34 两边分别安装支架 14 和 5