Ⅱ級轉子數(shù)控加工工藝及銑削夾具設計開題報告,轉子,數(shù)控,加工,工藝,銑削,夾具,設計,開題,報告,講演,呈文 Ⅱ級轉子數(shù)控加工工藝及銑削夾具設計開題報告 一、選題依據(jù)（目的、意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、學術準備情況、研究思路及方法） 1、 目的、意義 轉子又可稱為葉輪，葉輪既指裝有動葉的輪盤，又指輪盤與安裝其上的轉動葉片的總稱。葉輪是把能量傳給流體的具有葉片的旋轉體。 葉輪的典型的應用有離心壓縮機、泵、徑流式渦輪和膨脹機等許多動力機械。其加工質量的優(yōu)劣對發(fā)動機的性能有著決定性的影響。然而，通常發(fā)動機中的葉輪為整體葉輪，而其葉片的形狀又是機械中最難加工的曲面構成的。因此，整體葉輪的加工一直是機械加工中長期困擾工程技術人員的難題。為了加工出合格的葉輪，人們想出了很多的辦法。由最初的鑄造成型后修光，到后來的石蠟精密鑄造，還有電火花加工等方法。其中，也有的廠家利用三坐標仿形銑。但是這些方法不是加工效率低下，就是精度或產(chǎn)品機械性能不佳，一直到數(shù)控加工技術應用到葉輪的加工中，這些問題才得到了根本的解決。 但是不管是什么設備上采用葉輪，它的目的都是：使得能量在“流體的動能”和“機械能”之間轉化。一種是將流體的動能轉換成機械能。例如渦輪發(fā)電機組，就是靠蒸汽或是水流來沖擊葉輪，使得葉輪旋轉，葉輪旋轉帶動發(fā)電機轉子旋轉，從而產(chǎn)生電流。整個過程就是 流體的動能------->葉輪旋轉的機械能----->電能的轉換過程。 另外一種就是將“機械能”轉化成“流體的動能”，起到給流體加速的作用。例如離心式空壓機、汽車的渦輪增壓系統(tǒng)等。他就是靠電機帶動葉輪高速旋轉，高速旋轉的葉輪葉片表面是符合流體力學原理的，流體接觸葉片表面，然后隨著葉輪的旋轉順著葉片表面流動，通常流體是從葉輪旋轉的軸向進入，然后從徑向出來，在葉輪旋轉的離心力下流體被加速。這個過程就是 旋轉的機械能---->流體的動能的轉換過程。 葉輪機械作為一種重要的而廣泛的機械應用于各行各業(yè)小到家用大到航天以及在國防中均有重要作用，例如水泵，飛機推進器及導彈發(fā)射等各個方面。 轉子在國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為效率和質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大提高效率，提高產(chǎn)品的質量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。因此必須設定好轉子的加工工藝，以便達到經(jīng)濟高效的需要。 轉子作為廣泛應用的重要部件，對機器的性能影響很大，它的加工成為提高發(fā)動機性能的一個關鍵環(huán)節(jié)。從葉片的結構來看，其葉身型面部分為復雜的空間曲面，各部分的曲率、扭轉變化較大，是典型的薄壁件。由于其工作條件較為惡劣，對零件本身的精度和質量提出的很高的要求。型面的加工質量直接影響其工作性能，從而可能影響整機的性能。 正是因次我們需要加大對轉子及其葉輪的深入研究，無論是生產(chǎn)還是維護，而今我們是在加工工藝方面對其進行探究及學習。 2、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 60年代是國內(nèi)外轉子發(fā)動機蓬勃發(fā)展的時期,高潮時我國研制轉子發(fā)動機的單位多達 152家。 70年代中期,全國只剩下上海、金華、天津、廣州、桂林等屈指可數(shù)的幾家了。 1973年 ,機械工業(yè)部確定由機械科學研究院負責全國轉子發(fā)動機的技術攻關組織協(xié)調工作,將約 60個主機、材料、工藝、附件、油料和情報研究等單位有效地組織起來,有計劃、有步驟地先后開展了28個大項近百個專題的攻關和試驗研究。 改革開放以來,我國的轉子發(fā)動機技術取得了突破性進展。 1980年左右,攻關突破了6個技術關鍵,。 到1980～ 1982 年期間, 共有 3 種機型(均為車用汽油水冷式雙缸轉子機)通過了部級或省級的科研成果鑒定。 ? 目前，我國已有越來越多的廠家開始采用鍛造毛坯后多坐標NC 加工成型的方法加工葉輪，尤其是國防工業(yè)中所用的關鍵葉輪，如火箭發(fā)動機的轉子、風扇，飛機發(fā)動機的進水平的四、五軸聯(lián)動數(shù)控機床。 按葉渦輪等。目前都已采用多坐標數(shù)控機床加工。國內(nèi)所用的機床大多是引進的具有國際先輪的曲面形狀的不同，在數(shù)控機床上加工葉輪采用了兩類方法。 第一類是點銑法，即用球頭刀按葉片的流線方向逐行走刀（加工一個葉片一般需50——200 次走刀），逐漸加工出葉片曲面。這種方法在自由曲面型葉片上普遍采用，在一小部分直母線型葉片上也采用。我國航天用的轉子、風扇都采用這種點銑法，能夠較精確地符合葉片設計型面的要求，精度較高，但費時間，容易磨損刀具。 第二類是側銑法，即用圓柱銑刀或圓錐銑刀的側刃銑削葉片曲面，它主要用于直母線型葉輪的加工上。我國增壓器模型葉輪已采用此種方法制造。這種銑削方法比采用點銑法能顯著改善葉片的表面粗糙度以及顯著提高葉輪的加工效率，但是我國國防工業(yè)中，由于對側銑加工的方法有疑慮，很少采用側銑的方法，使葉輪的加工效率低下。 我國尚缺乏在這種專用于葉輪的數(shù)控加工的編程軟件，國內(nèi)少數(shù)工廠已經(jīng)認識到專用軟件的優(yōu)越性，意欲引進。 國外發(fā)展 菲加士.汪克爾（1902-1988），在1927年他在總結前人的研究成果的基礎上，解決了一些關鍵技術問題，研制成功了第一臺轉子發(fā)動機。 1951年，菲加士·汪克爾與德國NSU公司簽訂了關于合作開發(fā)轉子發(fā)動機的合約。 1960年，汪克爾轉子發(fā)動機在德國工程師協(xié)會的一次討論會上作首次公眾討論。三年后，NSU公司在法蘭克福車展上展出了裝備汪克爾轉子發(fā)動機的新車型。 1967年，日本東洋工業(yè)公司也將轉子發(fā)動機裝在馬自達轎車上開始成批生產(chǎn)。當時業(yè)內(nèi)人士認為這種發(fā)動機的結構緊湊輕巧，運轉寧靜暢順，也許會取替?zhèn)鹘y(tǒng)的活塞反復式發(fā)動機。 80年代以后,馬自達幾乎將現(xiàn)代往復汽油機的一切先進技術都成功地應用到轉子發(fā)動機上來,有的甚至超過原往復機的效果。 國外許多家公司利用很大部分葉輪曲面為非可展直紋面這一特性已開始采用四軸側銑來加工非可展直紋面葉片的整體葉輪。其中世界上最著名的美國NREC 公司提供的資料上就介紹了該公司生產(chǎn)的軟件MAX5就能夠完成為葉輪的四軸側銑數(shù)控加工生成數(shù)控代碼的工作。這樣可以大大地節(jié)約編程時間，提高效率。 據(jù)調查，在俄羅斯的葉輪加工中，也已大量使用側銑的加工方法進行加工，前例中提到葉輪在俄羅斯只需幾十個小時即可加工完成，而有些非重要用途的鋁材料葉輪甚至只需幾十分鐘即可加工完畢。生產(chǎn)效率大大提高，而且利用側銑的方法加工，可以避免刀具與工件接觸區(qū)集中于一點，從而減輕了刀具磨損，這兩項都大大地降低了生產(chǎn)成本和表面粗糙度。而且，這些年發(fā)展起來的高速切削在葉輪葉片加工中已經(jīng)廣泛使用。Starrag 公司提供的五軸、四軸葉輪葉片加工機床的最高轉速可達5 萬轉/分。實際生產(chǎn)中轉速也常用到1 萬轉/分左右。使用硬質合金刀具加工不銹鋼普遍切削速度為150米/分。 國際上有許多工廠與我國的情況類似，也采用通用軟件編制葉輪數(shù)控加工程序。但一些先進的多坐標數(shù)控機床生產(chǎn)廠商(如STARRAG)及專業(yè)的葉輪加工工廠（如美國的NREC）都推出了專用于葉輪的數(shù)控加工軟件包，如MAX-5， MAX-AB，STARRAG 程序等。 3、 學術準備情況 通過對《數(shù)控機床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢簡析》《淺談自動化設備專用夾具的設計》等各種書籍的知識的了解學習。進行實踐調研，理論研究，以及實踐經(jīng)驗方法等各方法的對轉子葉輪有了一定的認知，對我的設計題目有了清晰的認知形成了自己的提綱，對自己完成設計題目有了層次性認知。 4、 本選題研究思路及方法 查閱書籍及網(wǎng)絡信息，搜集各方資料，明確任務，為設計報告做準備。 1.通過查閱的資料對自己的畢業(yè)選題有大體上的了解，知道轉子的作用用途為自己設計加工工藝提供依據(jù)，也為自己論題所需要的工具有一定了解。 2.熟悉數(shù)控車床的結構，工作原理， 3.總結前人對轉子加工工藝及裝備相關研究成果； 4.通過調查文獻來獲取資料，正確的掌握轉子的葉輪加工工藝及裝備設計的有關問題； 5.根據(jù)相關數(shù)據(jù)和公式進行計算，然后將得出的計算結果與對應的圖紙相結合； 6.積極與老師、同學交流，相互了解研究進度； 二、論文結構框架 1、 論文提綱 第一章 數(shù)控加工工藝的特點及工藝劃分 1.1數(shù)控加工工藝特點 1.2數(shù)控加工工序與工步的劃分 第二章Ⅱ級轉子的工藝設計 2.1機械制造工藝概述 2.2轉子零件的分析 2.3工藝規(guī)程設計 第三章 銑床夾具的結構設計 3.1夾具設計概述 3.2夾具的組成 3.3工件裝夾的方法 3.4夾具的分類 3.5專用夾具的設計步驟 3.6夾緊力的計算 3.7定位誤差的計算 3.8夾具模型示意圖 第四章 數(shù)控加工工藝編程 4.1概述 4.2 編程流程 4.3 點位加工的數(shù)控編譯 4.4平面加工的數(shù)控編程 2、參考文獻 【1】劉錄,孫鐵.4L空氣壓縮機無油潤滑關鍵部件改造設計[J].北京石油化工學院學報,2002年01期. 【2】孫昌煥,鄂京梅,宋士雙.節(jié)能潤滑油在KTK-12.5/35氧壓機上的使用[J].低溫與特氣,2006年02期. 【3】魏龍,袁強.離心式壓縮機的喘振及控制[J].風機技術,2004年01期. 【4】鄒正文,李桂蘭,劉志華,楊長嶺.DH71型離心式空壓機裝置系統(tǒng)的工作點研究[J].風機技術,2005年02期. 【5】肖朋,王軍.后置導葉式軸流通風機內(nèi)部流場數(shù)值模擬及性能預測[J].風機技術,2005年04期. 【6】白永成.硫磺回收裝置尾氣鼓風機軸封泄漏分析及對策[J].風機技術,2010年02期. 【7】馮道主編.機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊.安徽文化音像出版社，2003. 【8】黃健求.機械制造技術基礎.機械工業(yè)出版社,2005.11 . 【9】 張春梅，劉靜香.工程力學.北京理工大學出版社,2008. 【10】編委會主編.機床夾具設計手冊.機械工業(yè)出版社.2009. 【11】吳波，周云龍.數(shù)控機床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢簡析.2015-12-02 . 【12】.淺談自動化設備專用夾具的設計.2016-05-20 . 三、論文寫作安排 1、第一到二周：搜集資料，整理，確定寫作思路，論文提綱，準備開題報告； 2、第二周：提交開題報告，PPT展示； 3、第三到四周：完成數(shù)控機床的組成和原理及其分類； 4、第 五 周 ：完成數(shù)控加工工藝； 5、第六到八周：完成轉子的工藝設計及相應圖紙； 6、第九周到十一周：完成銑削夾具設計及相應圖紙。 四、審核意見 指導教師意見： 1、通過 2、完善后通過 3、未通過 指導教師（簽字） 年 月 日 系部（專業(yè)）意見： 1、通過 2、完善后通過 3、未通過 負責人（簽字） 年 月 日 5