4894-汽轮机叶片的热锻模设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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4894-汽轮机叶片的热锻模设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,汽轮机,叶片,锻模,设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩
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机械工程的内容 机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。 不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有 ： 建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和 转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。 研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。 机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特 的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品 。 生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产 。 销售对象遍及全部产业和个人、家庭 。 而且销售量在社会经济状况的影响下 ， 可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。 机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。 机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维 护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。 研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。 机械工程分类 机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。 另外，机械在其研究、开发、设计、 制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段 。 按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。 这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等 都 有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动 力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。 机械工程的发展历程 人类成为 “现代人 ”的标志就是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。 几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用来提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜力、水力和风力。所用材料从天然的石、木 、土、皮革，发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶车，已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。 人类从石器时代进入青铜时代，再进而到铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。有足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。在中国，公元前 1000前 900 年就已有了冶铸用的鼓风器，并逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。 15 16 世纪以前，机械工程发展缓慢。但在以千年计的实践中，在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识，成为后来机械工程发展的重要潜力。 17 世纪以后，资本主义在英、法和西欧诸国出现，商品生产开始成为社会的中心问题。 18 世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。制作机械的主 要材料逐渐从木材改用更为坚韧，但难以用手工加工的金属。机械制造工业开始形成，并在几十年中成为一个重要产业。 机械工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成 18 19世纪的工业革命，以及资本主义机械大生产的主要技术因素。 动力是发展生产的重要因素。 17 世纪 后期，随着各种机械的改进和发展，随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加，人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。 在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工作机械。但当时的煤矿、锡矿、铜矿 等 矿井中的地下水，仍只能用大量畜力来提升和排除。在这样的生产需要下， 18 世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上只应用于煤矿。 1765 年 ， 瓦特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。 1781 年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大 了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是 19 世纪唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重，应用很不方便。 19 世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。 20 世纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。 发电站初期应用蒸汽机为原动力。 20 世纪初期，出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机，也出现了适应各种水利资源的水轮机，促进了电力供 应系统的蓬勃发展。 19 世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时启动的原动机。它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机械和轮船，到 20 世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在汽轮机和内燃机的排挤下，已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。 工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。金属 (主要是铜、铁 )仅用以制造仪器、锁、钟表、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精 工细作，以达到需要的精度。蒸汽机动力装置的推广，以及随之出现的矿山、冶金、轮船、机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，越来越大，要求的精度也越来越高。应用的金属材料从铜、铁发展到以钢为主。 机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展生产所需的机械装备的供应。 社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。生产批量的增大和精密加工技术的进展，促进了大量生产方法的形成， 如零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等。 简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。在机械工程中，互换性最早体现在莫茨利于 1797 年利用其创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火枪，显示了互换性的可行性和优越性。这种生产方法在美国逐渐推广，形成了所谓 “美国生产方法 ”。 20 世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在 19 世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度 。 20 世纪中、后期，机械加工的主要特点是：不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高到近于大量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。 18 世纪以前，机械匠师全凭经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几乎不发生联系。到 18 19 世纪，在新兴的资本主义经济的促进下，掌握科学知识的人士开始注意生产，而直接进行生产的匠师则开始学习科学 文化知识，他们之间的交流和互相启发取得很大的成果。在这个过程中，逐渐形成一整套围绕机械工程的基础理论。 动力机械最先与当时的先进科学相结合。蒸汽机的发明人萨弗里、瓦特，应用了物理学家帕潘和布莱克的理论；在蒸汽机实践的基础上，物理学家卡诺、兰金和开尔文建立起一门新的科学 热力学。内燃机的理论基础是法国的罗沙在 1862 年创立的； 1876 年奥托应用罗沙的理论，彻底改进了他原来创造的粗陋笨重、噪声大、热效率低的内燃机而奠定了内燃机的地位。其他如汽轮机、燃气轮机、水轮机等都在理论指导下得到发展，而理论也在实践中得到 改进和提高。 早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统，在 被中香炉 中应用了能永保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。但是，关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择，直到 17 世纪之后方有理论阐述。 手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在各文明古国都有悠久历史，但是曲柄连杆 机构的形式、运动和动力的确切分析和综合，则是近代机构学的成就。机构学作为一个专门学科，迟至 19 世纪初才首次列入高等工程学院 (巴黎的工艺学院 )的课程。通过理论研究，人们方能精确地分析各种机构， 包括复杂的空间连杆机构的运动，并进而能按需要综合出新的机构。 机械工程的工作对象是动态的机械，它的工作情况会发生很大的变化。这种变化有时是随机而不可预见；实际应用的材料也不完全均匀，可能存有各种缺陷；加工精度有一定的偏差，等等。 与以静态结构为工作对象的土木工程相比，机械工程中各种问题更难以用理论精确解决。因此，早期的机械工程只运用简单的理论概念，结合实践经验进行工作。设计计算多依靠经验公式；为保证安全，都偏于保守，结果制成的机械笨重而庞大，成本高，生产率低，能量消耗很大。 从 18世纪起，新理论的不断诞生， 以及数学方法的发展，使设计计算的精确度不断的提高。进入 20 世纪，出现各种实验应力分析方法，人们已能用实验方法测出模型和实物上各部位的应力。 20 世纪后 半叶，有限元法和电子计算机的广泛应用，使得对复杂的机械及其零 。构件进行力、力矩 、应力等的分析和计算成为可能。对于掌握有充分的实践或实验资料的 机械或其元件，已经可以运用统计技术，按照要求的可靠度，科学地进行机械设计。 机械工程的发展展望 机械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低 资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。 机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。 人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。 人类 智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中，以及 在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化的。 人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一 轮大发展。 19 世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程， 19 世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入 20 世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在 20 世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。 由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术 交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自 20 世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。 综合 再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。 综合与专业是多层次的。在机械 工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。 毕业设计（论文）任务书 题 目 汽轮机叶片的热锻模设计 姓 名 学 号 094813760 题目类型 工程实际 科 研 实验室建设 其 它 一、课题主要研究（设计）内容： 1、 汽轮机叶片热锻模具的零件图 （ 1 张 纸）； 2、用 3D 软件绘出 汽轮机叶片热锻模具零件图 （合计 1 张 纸）； 3、写出设计说明书；翻译机械工程方面的英文资料（ 3000 字以上）。 二、工作进度要求（分阶段提出具体时间要求）： 了解熟悉课题，查阅资料； 完成开题报告内容，对课题进一步研究； 确定总体设计方案 ; . 绘制设计的装配草图； 绘制设计的装配图； 中期检查； 论文的撰写和装配图的绘制； 完成论文的撰写、装配图的绘制、完成三维图； 毕业答辩。 三、应查阅的主要参 考文献： 1张志文 叶片锻造 M. 西安交通大学出版社， 1987 2王开全 汽轮机叶片精密模锻技术 究 D山大学， 2004 3张国新 汽轮机叶片无块锻造 J2008,33（ 5） 4李尚建 锻造工艺及模具设计 M. 北京：机械工程出版社 5吕成 谢彬 林南 等 重型燃机叶片锻造过程数值模拟与工艺优化 j. 大连理工大学学报 2007 47 6盖超 陈伟 吕彦明 等 叶片余量加放技术研究 J 热加工工艺 2006 7张国新 汽轮机叶片锻坯优化设计 J 锻压技术 2008 H 8洪慎章 李名尧 锻造实用数据速查手册 机械工程也出版社 9. on 106A 008 10r. . 007 11of a a 007 四、毕业设计（论文）预期成果或结论性观点 1、能用于 汽轮机叶片热模锻终锻工序的模具； 2、汽轮机叶片热锻模具和切边模具的三维零件库。 五、毕业设计（论文）完成提交方式（设计、作品照片、实物、模型、技术文档或论文、含有技术文档或论文的光盘等） 1、汽轮机叶片的热模锻设计论文及机械工程方面的英文翻译资料； 2、用 件绘制汽轮机叶片热锻模具装配图； 3、用 3D 软件绘制汽轮机叶片热锻模具及切边模具装配立体效果图； 4、光盘 ; 指导教师： 审核人： 2012 年 10 月 10 日 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 题 目 汽轮机叶片的热锻模设计 姓 名 张拯 学 号 094813760 一、本课题的研究目的和意义 目的是了解及掌握制造汽轮机叶片热锻模工艺流程和设计制作方法。数值模拟记说已经比较成熟，充分利用好这一技术，可以达到提高设计质量，提高材料利用率，减低能耗，缩短新品开发周期的目的。对我自身了解机械制造所需要的的严谨态度和科学方法有着重要的意义。 二、本课题的主要研究内容（提纲） 位确定，尺寸公差 . 架设计，模膛设计。 三、文献综述（国内外研究情况及其发展） 我国考古发现 000 多年前 证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先 该厂于 1958 年开始制造汽车覆盖件模具 0 世纪 60 年代开始生产精冲模具 目前我国已形成了 300 多亿元 (未包括港 台的统计数字 )各类冲压模具的生产能力 . 近年来 大型冲压模具已能生产单套重量达 50 多吨的模具 精度达到 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产 a 精冲模 300冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平 . 1. 模具 术状况 我国模具 术的发展已有 20 多年历史 于 1984 年共同完成的精神模 统是我国第一个自行开发 的模具 统 986 年共同完成的冷冲模 统是我国自行开发的第一个冲裁模统 统也于同年完成 纪 90 年代以来 术 63 计划将东风汽车公司作为 用示范工厂 开发的汽车车身与覆盖模具 成系统于 1996 年初通过鉴定 一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和 件系统 取得了显著效益 一汽引进了板料成型过程计算机模拟 件并开始用于生产 . 21 世纪开始术逐渐普及 术 力 . 模具 术能显著缩短模具设计与制造周期 提高产品质量 在 八五 期间 数控加工的使用率也越来越高 统 司 V 公司的 司的 司的 以色列公司的 引进了 软件及法国 专用软件 术 /的设计和模具结构图的设计均已实现二维 总图生产逐步代替零件图 生产 在冲压成型 件方面 华中科技术大学 湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件 产生了良好的效冲压模具水平状况 近年来 大型冲压模具已能生产单套重量达 50多吨的模具 精度达到 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产 a 精冲模 300 冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平 . 1. 模具 我国模具 0多年历史 33 厂于 1984 年共同完成的精神模 统是我国第一个自行开发的模具统 986 年共同完成的冷冲模 统是我国自行开发的第一个冲裁模 统 统也于同年完成 纪 90 年代以来 国家科委 863计划将东风汽车公司作为 由华中理工大学作为技术依托单位 成系统于1996年初通过鉴定 一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和 并在模具设计制造中实际应用 1997 年一汽引进了板料成型过程计算机模拟 件并开始用于生产 . 21 世纪开始 术逐渐普及 术 力 . 模具 术能显著缩短模具设计与制造周期 提高产品质量 在 八五 期间 数控加工的使用率也越来越高 如美国 V 公司的 以色列公司的 引进了 软件及法国 专用软件 术 /的设计和模具结构图的设计均已实现二维 总图生产逐步代替零件图生产 在冲压成型 除了引进的软件外 吉林大学 并已在生实践中得到成功应用 在国家产业政策的正确引 导下 现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平 虽然如此 这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面 都有较大差距 具有设计和制造难度大 可代表覆盖件模具的水平 模具结构周期等方面 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具 有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具 但总体上和国外多工位级进模相比 使用寿命 仍存在一定差距 . 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美 高效益加工设备的使用越来越广泛 术的应用越来越成熟 这些都提高了模具面加工精度 缩短了模具的制造周期 . 模具表面强化技术也得到广泛应用 无污染 碳化物被覆处理 (及许多镀 (涂 )层技术在冲压模具上的应用日益增多 实型铸造技术 激光切割和激光焊技术也得到了应用 . 四、拟解决的关键问题 五、研究思路和方法 首先先了解汽轮机叶片构造和其形状特性，然后通过 X 软件将叶片模型做出，然后反出模具初型。将分型面确立， 将模具分成两块 %出 . 主要是参考文献，了解其制造方法学会并应用。 六、本课题的进度安排 成果 :了解熟悉课题，查阅资料； 成果 :完成开题报告内容，对课题进一步研究； 成果 :确定出方案，画出 模具 草图； 11 成果 :中期检查 成果 :论文的撰写和 模具图 的绘制 ； 1 成果 :完成论文的撰写、装配图的绘制、完成三维图； 5. 10 毕业答辩。 七、参考文献 1张志文 叶片锻造 M. 西安交通大学出版社， 1987 2王开全 汽轮机叶片精密模锻技术 究 D山大学， 2004 3张国新 汽轮机叶片无块锻造 J2008,33（ 5） 4李尚建 锻造工艺及模具设计 M. 北 京：机械工程出版社 5吕成 谢彬 林南 等 重型燃机叶片锻造过程数值模拟与工艺优化 j. 大连理工大学学报 2007 47 6盖超 陈伟 吕彦明 等 叶片余量加放技术研究 J 热加工工艺 2006 7张国新 汽轮机叶片锻坯优化设计 J 锻压技术 2008 H 8洪慎章 李名尧 锻造实用数据速查手册 机械工程也出版社 9. on 106A 008 10r. . 007 11of a a 007 指导教师意见 指导教师（签 名 ）： 年 月 日 所在系（所） 意见 负 责 人 （签 章 ）： 年 月 日 汽轮机叶片的热锻模设计 章节目录 汽轮机叶片是干什么的 叶片如何制造 叶片模具设计假设 汽轮机是什么？ 英文名称： 义：将蒸汽的热能转换为机械能的叶轮式旋转原动机。 汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。 主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 。 汽轮机叶片是什么？ 汽轮机叶片的制造。 初锻 锻件 终锻 棒料 叶片用热锻模具。 我国考古发现 000多年前 证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先 长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间 958年开始制造汽车覆盖件模具 0世纪 60年代开始生产精冲模具 . 具体思路 完成毕设的其他方面，美化，格式更正，修改语言使其具有更好的流畅性等 . 根据相关数据在 的雏形分成两半（分型面的确立），根据模具制造细则来做好其飞边槽等细节部位。 参考机械设计类书籍，标注模具偏差，粗糙度，采用什么样的金属铸件以及如何处理。 根据老师给的粗略尺寸做出大致零件图，利用数值模拟技术将其转化为复杂曲面的标准叶片。然后设计出加工余量和填充不锻造部位，通过 零件图 1 细化模具 3 完成毕设 4 X 2 应该参考的文献。 1张志文 叶片锻造 M. 西安交通大学出版社， 1987 2王开全 汽轮机叶片精密模锻技术 D山大学，2004 3张国新 汽轮机叶片无块锻造 J2008,33（ 5） 4李尚建 锻造工艺及模具设计 M. 北京：机械工程出版社 5吕成 谢彬 林南 等 重型燃机叶片锻造过程数值模拟与工艺优化 j. 大连理工大学学报 2007 47 6盖超 陈伟 吕彦明 等 叶片余量加放技术研究 J 热加工工艺 2006 7张国新 汽轮机叶片锻坯优化设计 J 锻压技术 2008 H 8洪慎章 李名尧 锻造实用数据速查手册 机械工程也出版社 等 大连水产学院毕业设计 of of of in of of a to of of to in of of of of of of of of of in to to is of a a in of of of in of of by of of to of in of of by of of to of in in of in of is a is 大连水产学院毕业设计 to be to be to of be In in to of to be as to of of is be of to of it of to of is it to to of is of is of a to by of a of a to in s is of is of ge to to to of of an to a 00 to to 15is in in 7th in to of In 8th of to 大连水产学院毕业设计 of to of to in to an on of a a 8is an of of In 7th of of by on to a in to of is to n 18 to to 765, 1781 of of to in 9th is 19 of At of 0th in of of by of In 0th to of of 9th It is to to of 0th in no of is of of by to of of by of of of of is of to 大连水产学院毕业设计 is of of of of as of of in In in mo 797 by of At of in In 0th in 9th of In 0th is of of NC to of is to of of 18 in no 8in of of to to to in In a of on on in a is on 862 876, of he of as In of in In C, in in of to of on of 7th a s of in 连水产学院毕业设计 a in of is As a 9th in of of to a is it is be in in to of in To of In 8th a of of of In 0th of to on 20 of of as To or or to of of o of of to In of to of to as be to to a 00 to to of is is a in it of as so of of in of In of of of in is of in 连水产学院毕业设计 is in to In of s by at is of a of In 9th is it is a 9th an In 0th of to of of in of in of to to be is by as a of on to to of is of in to 0th of is of of to understaI 摘 要 汽轮机叶片是汽轮机的核心零部件，起能量转换的关键作用。由于使用环境和性能的要求，以及制造成本方面的考虑，越来越多的厂家采用了精锻的生产工艺。本文针对叶片精锻工艺设计的实际要求，在总结了工厂经验的基础上，以用参数化的思想，对叶片精锻模具 维建模做了系统的研究。 本文对 叶片模锻 进行了详细 设计 ，锻模的主要设计内容有：锻件图的设计，锻件的主要参数计算，确定锻锤吨位，终锻模膛设计，预锻模膛设计，确定飞边槽的形式和尺寸，模膛结构设计。除此之外，本文还对切边 凹凸 模进行了 设计 。 关键词 ： 汽轮机叶片；精锻； in in to of to of as as of in to of AD is on in up of of to of 录 摘 要 . I . 录 . 一章 绪论 . 1 言 . 1 内外叶片锻造技术概况 . 2 内外叶片 术概况 . 4 片锻造研究进展 . 6 轮机叶片工艺性分析 . 7 第二章 叶片锻模的设计 . 9 件图的设计 . 9 定分模位置 . 9 片锻造平衡角的确定 . 10 片锻造转角的确定步骤 . 13 械加工余量的确定 . 14 锻件的公差的确定 . 15 锻斜度的确定 . 17 角半径的确定 . 18 术要求 . 19 件的主要参数计算 . 19 定锻锤吨位 . 20 计终段模膛 . 20 定飞边槽的形式和尺寸 . 20 膛结构设计 . 22 柱、导套设计 . 28 第三章 切边模设计 . 31 边装置图的设计规范 . 31 边凹模设计 . 31 边凸模设计 . 32 致 谢 . V 参考文献 . 轮机叶片的热锻模设计 1 第一章 绪论 言 叶片是工业汽轮机、航空发动机、燃汽轮机和压缩机的重要零件，在上述动力机械的能量转换过程中起关键作用，是汽轮机、航空发动机的“心脏” 1。叶片又是汽轮机中使用数量最多的一类零件，一台汽轮机有数千件叶片。据统计，叶片制造的工时约占汽轮机整机的 1/3，工装量占整机的 1/2左右，成本约占整机的 20 25。典型的汽轮机叶片如图 1 图 1型的汽轮机叶片 锻造是叶片制造的主要成形加工工艺，一台航空发动机中锻造叶片占 80以上，汽轮机中， L 0、 L 1级动叶片和相当一部分的 L 2级动叶片 (叶身长度在 350几乎全部采用锻造方法生产。回顾美国锻压生产的情况，从 1960年到 1965年，各类叶片锻件的生产量占全美模锻件总产量的 而同期汽车模锻件的生产量也不过占 因而叶片锻件的生产量是极为可观的，也足以说明叶片锻件生 产在锻造行业中占有十分重要的地位 2。 叶片种类多，批量小，导致叶片锻造工艺与模具设计任务繁重。根据我国叶片生产厂的统计，设计一套叶片精锻模具需花费一个半月左右时间。全球市场的形成与激烈的行业竞争推动了制造技术的发展，能否快速设计产品成了企业竞争力强弱的决定性因素。因此，研究叶片精锻的 疑对提高工厂叶片锻造工艺与模具设计能力和准确性，增强企业的竞争力具有重要的现实意义，对于锻造行业其它类型锻件的 开发也不乏参考价值。 第一章 绪论 2 内外叶片锻造技术概况 1、 叶片锻造技术的发展 由于叶片几何形状复杂，精度要求高，锻造成形困难。最初叶片是采用方钢铣削加工工艺。后来随着锻造技术的进步，生产批量增大，叶片开始采用模锻方法生产，其制坯方法：小叶片采用挤压制坯，大中叶片采用自由锻或辊锻制坯，国外先进制坯工艺则采用径向锻造工艺。大吨位高能螺旋压力机和模具先进制造技术的出现，叶片锻造技术进而发展到半精锻和精锻生产。 2、 叶片锻造的特点 和普通的模锻件相比，叶片的制造工艺与检测技术要复杂和困难的多。叶片材料的合金化程度很高，变形温度范围窄，对锻造、热处理工艺参数很敏感。过高或过低的锻造、热处理温度 ，都将给叶片的组织和性能带来明显的影响，因而给锻造和热处理过程造成很大的困难 5。 汽轮机和燃气轮机叶片主要采用半精锻或精锻方法生产。这类叶片叶身很薄，型面复杂，锻造时变形抗力大。而且，操作过程坯料冷却较快，容易引起锻造压力的波动。这就要求锻造设备具有足够的打击能量、适宜的变形速度，以减少锻件与模具的接触时间而又适应金属的流动特性和保证一定的生产速率。同时，要求锻造设备具有好的刚度和承受偏心载荷的能力以及尽可能小的弹性变形，设备能量的调整和锻件高度尺寸的控制也要方便。 叶片锻件对表面质量、内部组织、流线分 布都要求十分严格，这就需要有良好的锻造工艺及相应的辅助工艺，如加热保护、表面喷丸、温度控制、模具润滑等等，对各种辅助工序的安排也必须是严格的、合理的。为了选择最佳的锻造工艺参数以便获得最优的机械性能，目前国内外已采用正交设计法，将所得的数据在综合研究的基础上进行级差分析，选出最优的工艺参数，并对试验数据用电子计算机进行回归分析，建立性能指标对工艺参数的回归方程。通过这一定量的关系，可以预报和控制工艺参数对叶片锻件性能指标的影响 6。 除此之外，叶片的检测技术与质量控制在精密锻造时也具有特殊意义。由于叶片尺 寸复杂，检测项目多，最终产品的各种技术要求，包括型面厚度公差、汽轮机叶片的热锻模设计 3 分散度、型面形状公差、扭曲公差、弯曲公差、缘板内侧面的相对位置公差、叶根和叶冠的角度以及锻件错移公差等，都要进行精确的检查。 3、 叶片的精密模锻 航空、航天、汽车和高技术领域的发展，要求机器零件的制造向着强韧化、轻型化、精密和高效的生产方向发展，要求塑性成形技术由“接近零件形状”向“完全零件形状”发展。精密模锻是近年来顺应这种要求发展十分迅速的一种精密成形方法，它是在一般模锻基础上逐步发展起来的一种少无切削加工新工艺3与一般模锻相比：它 能获得表面质量好，机械加工余量少和尺寸精度高的锻件；取消或部分取消了切削加工工序，从而提高材料利用率；可以使金属流线沿零件轮廓合理分布，提高零件的承载能力；降低零件生产成本。 叶片锻造工艺有精锻、半精锻和模锻三种方式，在现行叶片生产中目前尚无严格区分精锻和模锻的标准。一般而言，所谓精锻是指锻件叶身部分余量小、少于 差小，约为 1/3模锻公差，叶身表面不再需要切削加工，而只需要进行精抛光或化学铣削。而叶片模锻则锻件具有较大的加工余量。两者相比，精锻有如下优点： (1)可以提高叶片的性能和使用寿命叶片 精锻由于采用了合理的模具设计和先进的工艺技术，能够保证金属具有良好的成形条件和合适的变形程度，获得沿叶身形状分布的流线和均匀细小的晶粒，增加了强度。同时，由于金属沿着模具的形状流动，叶身型面和缘板内侧面及其与型面转接部分不需要机械加工，使外露出来的端向晶粒最少，流线不被破坏，减少了应力腐蚀和裂纹，提高了疲劳强度、冲击强度和抗腐蚀性能。 (2)与普通模锻叶片相比，可以节省 20 25左右的金属材料在各种类型的叶片生产中，由于叶片形状复杂，材料的利用率都比较低。用方钢铣削汽轮机叶片，材料利用率只有 7 15 ，普通模锻叶片，材料利用率只有 25 40，这些叶片的材料除了锻造过程中较大的毛边消耗外，大量消耗于为机械加工所留的余量。精锻叶片的材料利用率可以达到 50以上。 (3)简化机械加工过程精锻叶片型面和缘板内侧不需要机械加工，可以减少大量金属切削机床和机械加工工时，缩短机械加工过程。 第一章 绪论 4 (4)解决了难加工材料和型面薄的叶片机械加工的困难汽轮机叶片材料一般为不锈钢甚至钛合金，材料加工性能差。叶片型面薄而复杂，加工极易变形，采用精锻，可以解决这些问题。 (5)叶片制造的总成本大大降低采用叶片精锻技术，其所用的模具 费用和锻造费用较普通锻造提高约 5倍左右，增加了锻件的成本。但是对整个制造过程而言，由于节省了材料，缩短了生产周期，大大减少了机械加工费用，而且精锻叶片的使用寿命长，所以其总成本比普通的大余量锻造要低的多 7。 由于精锻叶片具有以上优点，因此，国内外叶片生产厂家都在积极研究叶片精锻方法，有的已经用精锻生产出叶片。 目前国外航空叶片精锻件已占锻造叶片的 80 90，主要采用有能量预选装置的螺旋压力机和大刚度机械压力机生产，英国和德国还掌握了带阻尼台叶片的精锻技术。 国内也正进行多方面的研究试验，使用精锻技术 生产叶片，如：无锡叶片厂、国营红旗机械厂、南京五一一厂，分别用螺旋压力机、曲柄压力机、摩擦压力机精锻各种类型的叶片。 同时也有很多厂家直接引进国外先进的叶片精锻技术，例如无锡叶片厂花巨资引进了美国西屋（ 司的汽轮机叶片精锻技术，西安航空锻造厂和以色列合资建立了安泰叶片技术有限公司，锻造精锻叶片。叶片精锻技术为他们带来了很高的经济效益。 内外叶片 术概况 1、 1963年，美国麻省理工学院的 其博士论文中首次提出了计算机图形学 (人机交互设计和符号存储分层的概念，奠定了计算机辅助设计 (理论基础。 动了几乎一切领域的设计革命。四十多年来， 展到以数据库为核心、具有强大曲面和实体造型功能的集成化系统。在航空、航天、汽车、船舶，机械、电子、化工、建筑、广告等行业中， 5 方便的几何造型、修改、工程制图和图形显示的工具，很大程度上提高了设计的速度和 质量，降低了设计难度和工作强度。 进入上世纪八十年代以后，随着计算机硬件和存储能量的大幅度提高，软件开发平台的功能不断增强，而计算机产品的价格又越来越低，计算机逐渐走进了中小型企业，走进了寻常百姓家。 ： 然这些软件也在不断的发展、完善 8。 我国 那时起陆续从国外引进一批 而，在系统化、工程化、实用化和商品化 原则的指导下，进行有自主知识产权的 分依赖引进技术和系统，不是长久之计。进入九十年代，我国已开始了国产 业化的发展，并开发了一些支撑软件和应用软件，如清华大学的高华 科院的 江大学的 中科技大学的开目 北工业大学和许多厂家合作开发的 用户也在逐步增加，但其水平、可靠性方面与国外同类软件相比还有较大差距 9。发展国产化 当前的 乎涉及产 品的整个生命周期的方方面面。因此，可以认为当前的 是因为 得 术的发展和应用水平已成为衡量国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。 2、 国外叶片设计、生产的诸多工序已由 世纪七十年代初，美国伯特利哥伦布实验室最早研制的名为 主应力法模拟叶片锻造过程，优化工艺参数和模具 设计，取得了较好的效果 10美国的 西德的 统，在这些系统下，不仅缩短了叶片从设计到制造的周期，更重要的是提高了质量。 第一章 绪论 6 我国的叶片 术起步较晚，基础也比较薄弱。长期以来，由于技术水平的限制，我国叶片锻造生产基本上沿用原苏联的模锻工艺。 内有西北工业大学对航空叶片 得了一定的成果，其中文献 13采用矢量作图法对叶片平衡角计算进行了程序 开发，并采用法向加余量方法开发了余量加放程序。文献 14中对航空发动机叶片精锻工艺及模具设计的 献 15以 叶片精锻模 章根据叶片锻件设计规程，完成了叶尖型面延伸、叶根型面延伸、叶身型面余量加放等。并着重对叶片型面的光顺性作了研究，给出了光顺的局部和整体方法的算法。目前国内汽轮机叶片的设计、制造仍然采用传统的方法，没有一套相关的 计、生产中涉及的计算复杂、要处理的数据较多，计算费时费力，也很难满足精度要求 。由于生产准备周期长、工作量大，设计人员花在产品创新上的时间少，使得产品在国际市场中缺乏竞争力。 动化铺平了道路。在 体化中， 开展其它工作的基础，应用 高企业的国际竞争力。基于国外商品化 片锻造研究进展 叶片锻造过程的研究得到了国内外科技工作者的广泛关注。上世纪八十年代，随着有限元模拟技术的发展，许多研究者开始用有限元法模拟叶 片锻造过程。1982年， 用二维有限元模拟分析了叶片锻造过程，突破了滑移线法所需的几个主要假设，并得出了简单的椭圆形预成形毛坯的形状 20。 1982年， 基于二维刚粘塑性有限元模型，模拟分析了不同的摩擦因子对涡轮叶片锻造过程的影响，并以石蜡为模拟材料对其进行了物理模拟，验证了有限元数值模拟结果的可靠性。 1982年， 采用刚塑性有限元法，对涡轮叶片精锻进行了二维有限元模拟，模拟过程中采用了三角形和四边形两种混合单元，并用 压缩条件，对金属在对称和不对称的上下模的作用下的流动情汽轮机叶片的热锻模设计 7 况作了对比分析，并将物理模拟所获得的载荷行程曲线与用有限元模拟和滑移线法所得的结果进行了对比验证。 1990年， 将叶片锻造过程作为二维平面应变问题处理，用二维有限元正向模拟与反向跟踪技术结合的办法，采用库仑摩擦对叶片锻造过程进行预成形设计，得到了该模拟条件下最佳的预成形毛坯形状。 1998年到 2003 年， 有限元法模拟了翼形截面零件精锻时模具的弹性变形及由此而形成德零件尺寸误差的补偿方法 24 国内对叶片精锻技术的研究起步较晚，上世纪八十年代中期，北京航空工业部第六二一研究所根据 1986年研制出可用于计算叶片精锻工艺某些参数的初步软件，并用刚粘塑性有限元法对叶身成形过程进行了模拟 26。 2000年到 2001 年，西北工业大学詹梅、刘郁丽等对带阻尼台的航空叶片及单榫头叶片采用自行开发的 3D 出了叶片精锻成形的规律，并对摩擦对精锻成形的影响作了分析。 从以上文献可以看出，叶片的锻造过程十分复杂， 工艺要求严格，研究的内容也比较丰富。在进行有限元模拟的时候，通常把变形过程看作平面应变问题，这和叶片的几何特征和锻造特点有关系。但是，在以上模拟当中，研究的对象都是叶身相对扭曲比较小，叶片尺寸较小的航空涡轮叶片或压缩机叶片，而汽轮机叶片，尤其是汽轮机大叶片，扭曲较大，几何尺寸很大，采用普通的模拟方式不再适宜。而且在上述模拟当中有一个共有的不足，即把模拟条件中的成形速度简化为匀速，如文献 11中，把上模速度取为 20mm/s。而这与普通的叶片锻造设备：摩擦压力机或螺旋压力机的速度特征及关联的力能曲线是极为不符 的。所以，以上分析都存在这样的缺陷，模拟的结果也将与实际有一定的差距，当然上述文献更没有对螺旋压力机的一个重要的工作参数即能量的预选作出分析。 轮机叶片 工艺性分析 1、 叶片锻造工艺研究进展 第一章 绪论 8 早在七十年代初， 给出了控制叶片尺寸偏差的具体事例。美国哥伦布 验室用主应力法研制了用于涡轮叶片和压气机叶片锻模设计和数控加工的计算机程序系统，其中用于锻模 够分析和设计涡轮叶片或压气机叶片的模锻过程 ，确定锻造过程各个阶段的变形力、合理的坯料尺寸和设备吨位、为模具的数控加工提供几何信息。 我国的叶片技术起步较晚 ,基础也比较薄弱。由于大多数叶片的型面是比较复杂的三维扭转曲面 ,几何要求精度高 ,设计制造难度大 ,而且生产准备周期长 ,工作量大。而 术正是在提高生产效率、改善设计制造质量、降低生产成本、减轻劳动强度等方面具有传统设计制造方法无法比拟的优越必性。近年来，在叶片生产的计算机辅助设计以及分析方面，国内学者做了很多工作。八十年代中期，北京航空工业部第六二一研究所根据 工艺 制出可用于计算叶片精锻工艺某些参数的初步软件，并用三维刚粘塑性有限元法对叶身成形过程进行了模拟；西北工业大学朱谨也曾对航空发动机叶片精锻工艺即模具设计的 由于叶片形状的复杂性，三维模拟方面的研究很少。 于刚粘塑性材料模型，并考虑摩擦的影响，对涡轮叶片等温锻造进行了三维刚粘塑性有限元模拟分析，但在模拟中假设模具上的榫头与叶身处采用直角相连，这种简化假设导致所进行的三维有限元分析模拟与实际生产还有一定距离。国内有西北工业大学詹梅、刘郁丽 对带阻尼台的航空叶片及单榫头叶片采用自行开发的 3D 海交通大学方洪祥对汽轮机长叶片的有限元建模及模型修正进行了研究。 近年来，随着计算机技术的不断进步和有限元方法的完善，计算机数值模拟本质上可以虚拟试验现实 ,将大量反复的试验工作在计算机上完成。且叶片已基本上形成了一类具有明确几何形状的零件系列 ,用计算机数值模拟技术来模拟叶片锻造成形规律 ,预测成形缺陷折叠和充不满产生的部位 ,并通过改进工艺或改变毛坯的形状和尺寸消除成形缺陷是完全可能的。 汽轮机叶片的热锻模设计 9 第 二 章 叶片锻模的设计 件图的 设计 锻件图是根据零件产品图制定的，它全面地反应锻件的情况。在锻件图中要规定：锻件公差和机械加工余量；锻件的材质及热处理要求；锻件的清理方式及其他技术条件内容。锻件图是编制锻造工艺卡片、设计模和量具以及最后检验锻件的依据，也是机械加工部门验收锻件，制定切削加工工艺，设计加工夹具（用毛坯面定位时）依据，所以锻件图是最重要的基本工艺文件之一。设计锻件图时必须综合考虑锻件的生产批量，设备工艺条件等各种因素。锻件图的设计还必须与机械加工工艺人员协商并认可。 定分模位置 分模面选择的基本要求是能保证锻件从 模膛中取出来，因此锻件的侧面不能有凹的形状。此外，还要考虑以下因素： 1）保证锻件容易脱模，一般应以最大投影面作为分模面，见图 2）易于检查上下模膛的相对错移，见图 3）分模线尽可能选直线，使锻模加工简单，见图 是对头部尺寸较大，且上下不对称的锻件，则易取折线分模，以保证成形充满，见图 4)对圆饼类锻件，当 H 取径向分模，而不取轴向分模，见图 5)应保证锻件有合理的金属流线分布，见图 6）尽量在高度的一半处分模，使锻件机械加工余量最小，有利 于节约材料； 7）要使模膛的宽带大而深度小，这样金属容易充满模膛，锻件容易出模。 第二章 叶片锻模的设计 10 图 正确与正确的分模面 综上分析，再结合 汽轮机叶片 自身的特点，分模面选择在其 左右两条进气边线和出气边线 位置，见图 图 模面位置 片锻造平衡角的确定 在汽轮机扭曲叶片的锻造工艺中，采用首先通过对锻坯的预制坯，然后进行敞开模锻成形锻造的工艺方法时，工艺分析中叶片锻造转角的确定是叶片锻造成形的关键，也是叶片锻造模具型腔设计时考虑的前提条件。如图 片各截面型线扭角变化较 大，在对汽轮机叶片进行工艺 中的锻造成形分析时， 汽轮机叶片的热锻模设计 11 图 片各截面型线 为了有利于叶片锻件各部分形状在锻造时按照金属材料流动规律充足成形，而对叶片锻件的扭曲叶身型面进行锻造方向的合理选择，其方法是通过对叶身截面绕型线坐标中心的旋转。 汽轮机叶片型面变化很大，各型面的扭角相互不等，叶冠处材料薄而扭角最大，叶根处扭角最小，扭角变化较大的叶片给锻造生产带来很大困难。因此锻造这种强度高、形状扭曲大又薄的锻件必然需要很大的变形载荷，同时也会产生更大的水平错模力。变形载荷和水平错模力的共同作用使得模块和设备产生弹 性变形，而这个弹性变形正是影响锻件尺寸精度的主要因素。因此，设计锻模时应将叶片旋转到一个恰当的角度，使得锻造时的载荷和错模力尽可能小，如图 示。由于叶片形状尺寸各异，有些叶片可以使锻造时理论上的水平错模力为零，而有些叶片由于锻造分模面的要求，不可能为零，只能尽可能地小。 图 衡角示意图 第二章 叶片锻模的设计 12 所谓叶片的锻造转角，就是扭曲叶片在锻造时，为了使叶片的各部分形状按照锻造金属流动规律成型，而有意地在工艺设计时使叶片叶型的锻造方向与原理论坐标方向转过 角度，这一转角即为锻造转角。 在工艺设计分折时应考虑 以下几个因素，以便合理选择锻造转角： (1)锻造应力的大小要考虑叶片在锻造时的模具型腔的进出汽边两侧受力均匀，避免过大的侧向分力。 (2)锻造转角选择应考虑时模具寿命的影响。由于锻造转角在考虑这些其它因素的同时而未能顾及叶根转角处位置时对模具寿命的影响，往往在叶根型腔大而深处成为容易引起模具沿纵向开裂的应力源。 (3)锻造转角的选择应配合锻坯形状的选择。对精锻叶片来说，在考虑上述因素的同时，还应配合精锻工艺，作出更为全面的考虑。 1、 计算法确定平衡角 计算法分三种，分别如下： (1)将靠近叶根的截面和靠近叶 冠的截面的夹角相加，求其平均值。 2 冠根 (2)将靠近叶根的截面和靠近叶冠的截面以及叶身中部的夹角相加，求其平均值。 3 冠中根 (3)将叶身各个截面的扭角相加，求其平均值。 n 实际设计中一般采用第 (2)种方法。它简捷、明了，易于设计人员操作，而且考虑到靠近叶冠的截面出气边最薄，一般加上一个验证过程，即图 2度要求： 48 52 ，以保证出气边能够充满。 2、 矢量作图法确定平衡角 因为锻模基准平面与打击力相垂直，利用打击力等于金属变形抗力的原理，通过矢量作图求出打击力的方向，这样也就求出了锻模基准的方向，其具体方法如图 叶身上标注了四个型面，各型面弦长线与 13 为 A、 B、 C、 D，为了更准确地计算出平衡角，首先将叶片分成与型面数目相同的若干部分，这里是分成四个部分。各个部分的面积为 面积上的中心线即型面线处，分别计算每一部分锻压成形时所需的变形力 2式中 叶片成形时的变形抗力（ 各部分的宽度，也就是型面的弦长（ 各部分的厚度，即型面的最大厚度（ 各部分的面积，即弦长与边长的乘积 各部分所需的变形力（ N） 图 量作图法求平衡角 按上式计算叶身各部分的变形力之后（即 B,D），用适当的缩尺比把各变形力表示在各相应的型面图上。变形力的方向与型面弦长线相垂直，然后再将这些变形力由 始逐条平行移到一个坐标系上，各变形力彼此首尾相连接。最后，把 连一条直线，所连直线与坐标纵轴 平衡角。 本设计采用第一种方法计算法确定平衡角。本设计确定叶片的扭转角为50， 50040冠中根 ， 。代入相应式中可得， 30 。 片锻造转角的确定步骤 (1)从输入叶片型线数据经计算机生成 取三个典型截面的完整型线：靠近叶根端、叶顶端和叶身中间截面； 第二章 叶片锻模的设计 14 (2)以三个典型截面重叠的原点为基点，结合叶片锻造转角确定原则的考虑进行旋转分析后，初定锻造转角； (3)根据初定锻造转角进行工艺分析叶型扭曲较大时应该作综 合考虑，既要考虑进出气边最高点处的充足成形，又要考虑进气边背弧“倒勾”余块不宜过大(如图 2；靠叶顶截面叶型较宽，出气边较薄时，应该使出气边适当往平坦方向旋转而加大锻造转角的角度；精锻或者少余量叶片锻造时，应该适当加大锻造转角值；锻坯采用扁坯形式时，可以适当将角度取偏小值，扭曲度不大的叶片，且出气边容易充足时，特别是锻坯采用圆坯形式时，应该适当加大锻造转角值； (4)在锻造转角确定中验证角的应用在靠近叶顶截面型线的出气边作趋向延伸的对称中心线，该中心线与分模面方向轴线的夹角就作为锻造转角确 定中考虑的验证角。根据从工厂以往扭曲叶片锻件在锻造转角确定时对角的验证情况进行积累统计，验证角一般控制在 48 52之间，如果小于 48时，应该在锻造工艺中考虑一定的措施，特别是锻坯的形状和在模具中的定位或其他相应的进气边阻尼措施等，但是绝不允许小于 45； (5)输入叶根、叶冠、凸台等各个典型截面，进一步进行锻造转角的修整和确定。 械加工余量的确定 叶片的余量与材料性质、尺寸大小、加热方法、锻造设备、加工方法有关。精锻叶片，叶身虽然无机械加工余量，但考虑到金属在加热过程中，存在表面氧化 脱碳、污染和元素烧损现象，还得留出适当的化铣量或抛光量。生产实践表明，无论是钢或耐热合金，当加热没有采取防护措施时，在锻件表面不
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