关 键 词：

转子 数控 加工 工艺 铣削 夹具 设计 CAD 开题 报告

资源描述：

Ⅱ级转子数控加工工艺及铣削夹具设计含7张CAD图带开题报告.zip,转子,数控,加工,工艺,铣削,夹具,设计,CAD,开题,报告

内容简介：

级转子数控加工工艺及铣削夹具设计开题报告 一、选题依据（目的、意义、国内外研究现状、学术准备情况、研究思路及方法）1、 目的、意义转子又可称为叶轮，叶轮既指装有动叶的轮盘，又指轮盘与安装其上的转动叶片的总称。叶轮是把能量传给流体的具有叶片的旋转体。叶轮的典型的应用有离心压缩机、泵、径流式涡轮和膨胀机等许多动力机械。其加工质量的优劣对发动机的性能有着决定性的影响。然而，通常发动机中的叶轮为整体叶轮，而其叶片的形状又是机械中最难加工的曲面构成的。因此，整体叶轮的加工一直是机械加工中长期困扰工程技术人员的难题。为了加工出合格的叶轮，人们想出了很多的办法。由最初的铸造成型后修光，到后来的石蜡精密铸造，还有电火花加工等方法。其中，也有的厂家利用三坐标仿形铣。但是这些方法不是加工效率低下，就是精度或产品机械性能不佳，一直到数控加工技术应用到叶轮的加工中，这些问题才得到了根本的解决。但是不管是什么设备上采用叶轮，它的目的都是：使得能量在“流体的动能”和“机械能”之间转化。一种是将流体的动能转换成机械能。例如涡轮发电机组，就是靠蒸汽或是水流来冲击叶轮，使得叶轮旋转，叶轮旋转带动发电机转子旋转，从而产生电流。整个过程就是 流体的动能-叶轮旋转的机械能-电能的转换过程。 另外一种就是将“机械能”转化成“流体的动能”，起到给流体加速的作用。例如离心式空压机、汽车的涡轮增压系统等。他就是靠电机带动叶轮高速旋转，高速旋转的叶轮叶片表面是符合流体力学原理的，流体接触叶片表面，然后随着叶轮的旋转顺着叶片表面流动，通常流体是从叶轮旋转的轴向进入，然后从径向出来，在叶轮旋转的离心力下流体被加速。这个过程就是 旋转的机械能-流体的动能的转换过程。叶轮机械作为一种重要的而广泛的机械应用于各行各业小到家用大到航天以及在国防中均有重要作用，例如水泵，飞机推进器及导弹发射等各个方面。转子在国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。因此必须设定好转子的加工工艺，以便达到经济高效的需要。转子作为广泛应用的重要部件，对机器的性能影响很大，它的加工成为提高发动机性能的一个关键环节。从叶片的结构来看，其叶身型面部分为复杂的空间曲面，各部分的曲率、扭转变化较大，是典型的薄壁件。由于其工作条件较为恶劣，对零件本身的精度和质量提出的很高的要求。型面的加工质量直接影响其工作性能，从而可能影响整机的性能。正是因次我们需要加大对转子及其叶轮的深入研究，无论是生产还是维护，而今我们是在加工工艺方面对其进行探究及学习。2、 国内外研究现状国内研究现状60年代是国内外转子发动机蓬勃发展的时期,高潮时我国研制转子发动机的单位多达 152家。70年代中期,全国只剩下上海、金华、天津、广州、桂林等屈指可数的几家了。1973年 ,机械工业部确定由机械科学研究院负责全国转子发动机的技术攻关组织协调工作,将约 60个主机、材料、工艺、附件、油料和情报研究等单位有效地组织起来,有计划、有步骤地先后开展了28个大项近百个专题的攻关和试验研究。改革开放以来,我国的转子发动机技术取得了突破性进展。1980年左右,攻关突破了6个技术关键,。到1980 1982 年期间, 共有 3 种机型(均为车用汽油水冷式双缸转子机)通过了部级或省级的科研成果鉴定。目前，我国已有越来越多的厂家开始采用锻造毛坯后多坐标NC 加工成型的方法加工叶轮，尤其是国防工业中所用的关键叶轮，如火箭发动机的转子、风扇，飞机发动机的进水平的四、五轴联动数控机床。按叶涡轮等。目前都已采用多坐标数控机床加工。国内所用的机床大多是引进的具有国际先轮的曲面形状的不同，在数控机床上加工叶轮采用了两类方法。第一类是点铣法，即用球头刀按叶片的流线方向逐行走刀（加工一个叶片一般需50200 次走刀），逐渐加工出叶片曲面。这种方法在自由曲面型叶片上普遍采用，在一小部分直母线型叶片上也采用。我国航天用的转子、风扇都采用这种点铣法，能够较精确地符合叶片设计型面的要求，精度较高，但费时间，容易磨损刀具。第二类是侧铣法，即用圆柱铣刀或圆锥铣刀的侧刃铣削叶片曲面，它主要用于直母线型叶轮的加工上。我国增压器模型叶轮已采用此种方法制造。这种铣削方法比采用点铣法能显著改善叶片的表面粗糙度以及显著提高叶轮的加工效率，但是我国国防工业中，由于对侧铣加工的方法有疑虑，很少采用侧铣的方法，使叶轮的加工效率低下。 我国尚缺乏在这种专用于叶轮的数控加工的编程软件，国内少数工厂已经认识到专用软件的优越性，意欲引进。国外发展菲加士.汪克尔（1902-1988），在1927年他在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功了第一台转子发动机。1951年，菲加士汪克尔与德国NSU公司签订了关于合作开发转子发动机的合约。1960年，汪克尔转子发动机在德国工程师协会的一次讨论会上作首次公众讨论。三年后，NSU公司在法兰克福车展上展出了装备汪克尔转子发动机的新车型。1967年，日本东洋工业公司也将转子发动机装在马自达轿车上开始成批生产。当时业内人士认为这种发动机的结构紧凑轻巧，运转宁静畅顺，也许会取替传统的活塞反复式发动机。80年代以后,马自达几乎将现代往复汽油机的一切先进技术都成功地应用到转子发动机上来,有的甚至超过原往复机的效果。国外许多家公司利用很大部分叶轮曲面为非可展直纹面这一特性已开始采用四轴侧铣来加工非可展直纹面叶片的整体叶轮。其中世界上最著名的美国NREC 公司提供的资料上就介绍了该公司生产的软件MAX5就能够完成为叶轮的四轴侧铣数控加工生成数控代码的工作。这样可以大大地节约编程时间，提高效率。据调查，在俄罗斯的叶轮加工中，也已大量使用侧铣的加工方法进行加工，前例中提到叶轮在俄罗斯只需几十个小时即可加工完成，而有些非重要用途的铝材料叶轮甚至只需几十分钟即可加工完毕。生产效率大大提高，而且利用侧铣的方法加工，可以避免刀具与工件接触区集中于一点，从而减轻了刀具磨损，这两项都大大地降低了生产成本和表面粗糙度。而且，这些年发展起来的高速切削在叶轮叶片加工中已经广泛使用。Starrag 公司提供的五轴、四轴叶轮叶片加工机床的最高转速可达5 万转/分。实际生产中转速也常用到1 万转/分左右。使用硬质合金刀具加工不锈钢普遍切削速度为150米/分。国际上有许多工厂与我国的情况类似，也采用通用软件编制叶轮数控加工程序。但一些先进的多坐标数控机床生产厂商(如STARRAG)及专业的叶轮加工工厂（如美国的NREC）都推出了专用于叶轮的数控加工软件包，如MAX-5， MAX-AB，STARRAG 程序等。3、 学术准备情况通过对数控机床现状及发展趋势简析浅谈自动化设备专用夹具的设计等各种书籍的知识的了解学习。进行实践调研，理论研究，以及实践经验方法等各方法的对转子叶轮有了一定的认知，对我的设计题目有了清晰的认知形成了自己的提纲，对自己完成设计题目有了层次性认知。4、 本选题研究思路及方法查阅书籍及网络信息，搜集各方资料，明确任务，为设计报告做准备。1.通过查阅的资料对自己的毕业选题有大体上的了解，知道转子的作用用途为自己设计加工工艺提供依据，也为自己论题所需要的工具有一定了解。2.熟悉数控车床的结构，工作原理，3.总结前人对转子加工工艺及装备相关研究成果；4.通过调查文献来获取资料，正确的掌握转子的叶轮加工工艺及装备设计的有关问题；5.根据相关数据和公式进行计算，然后将得出的计算结果与对应的图纸相结合；6.积极与老师、同学交流，相互了解研究进度；二、论文结构框架1、 论文提纲第一章 数控加工工艺的特点及工艺划分1.1数控加工工艺特点1.2数控加工工序与工步的划分第二章级转子的工艺设计2.1机械制造工艺概述2.2转子零件的分析2.3工艺规程设计第三章 铣床夹具的结构设计3.1夹具设计概述3.2夹具的组成3.3工件装夹的方法3.4夹具的分类3.5专用夹具的设计步骤3.6夹紧力的计算3.7定位误差的计算3.8夹具模型示意图第四章 数控加工工艺编程4.1概述4.2 编程流程4.3 点位加工的数控编译4.4平面加工的数控编程2、参考文献【1】刘录,孙铁.4L空气压缩机无油润滑关键部件改造设计J.北京石油化工学院学报,2002年01期.【2】孙昌焕,鄂京梅,宋士双.节能润滑油在KTK-12.5/35氧压机上的使用J.低温与特气,2006年02期.【3】魏龙,袁强.离心式压缩机的喘振及控制J.风机技术,2004年01期.【4】邹正文,李桂兰,刘志华,杨长岭.DH71型离心式空压机装置系统的工作点研究J.风机技术,2005年02期.【5】肖朋,王军.后置导叶式轴流通风机内部流场数值模拟及性能预测J.风机技术,2005年04期.【6】白永成.硫磺回收装置尾气鼓风机轴封泄漏分析及对策J.风机技术,2010年02期.【7】冯道主编.机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册.安徽文化音像出版社，2003.【8】黄健求.机械制造技术基础.机械工业出版社,2005.11 .【9】 张春梅，刘静香.工程力学.北京理工大学出版社,2008. 【10】编委会主编.机床夹具设计手册.机械工业出版社.2009.【11】吴波，周云龙.数控机床现状及发展趋势简析.2015-12-02 .【12】.浅谈自动化设备专用夹具的设计.2016-05-20 .三、论文写作安排1、第一到二周：搜集资料，整理，确定写作思路，论文提