Ⅱ級(jí)轉(zhuǎn)子數(shù)控加工工藝及銑削夾具設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

Ⅱ級(jí)轉(zhuǎn)子數(shù)控加工工藝及銑削夾具設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告,轉(zhuǎn)子,數(shù)控,加工,工藝,銑削,夾具,設(shè)計(jì),開(kāi)題,報(bào)告,講演,呈文 Ⅱ級(jí)轉(zhuǎn)子數(shù)控加工工藝及銑削夾具設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 一、選題依據(jù)（目的、意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、學(xué)術(shù)準(zhǔn)備情況、研究思路及方法） 1、 目的、意義 轉(zhuǎn)子又可稱(chēng)為葉輪，葉輪既指裝有動(dòng)葉的輪盤(pán)，又指輪盤(pán)與安裝其上的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的總稱(chēng)。葉輪是把能量傳給流體的具有葉片的旋轉(zhuǎn)體。 葉輪的典型的應(yīng)用有離心壓縮機(jī)、泵、徑流式渦輪和膨脹機(jī)等許多動(dòng)力機(jī)械。其加工質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著決定性的影響。然而，通常發(fā)動(dòng)機(jī)中的葉輪為整體葉輪，而其葉片的形狀又是機(jī)械中最難加工的曲面構(gòu)成的。因此，整體葉輪的加工一直是機(jī)械加工中長(zhǎng)期困擾工程技術(shù)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(lái)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(biāo)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(jī)械性能不佳，一直到數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用到葉輪的加工中，這些問(wèn)題才得到了根本的解決。 但是不管是什么設(shè)備上采用葉輪，它的目的都是：使得能量在“流體的動(dòng)能”和“機(jī)械能”之間轉(zhuǎn)化。一種是將流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。例如渦輪發(fā)電機(jī)組，就是靠蒸汽或是水流來(lái)沖擊葉輪，使得葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電流。整個(gè)過(guò)程就是 流體的動(dòng)能------->葉輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能----->電能的轉(zhuǎn)換過(guò)程。 另外一種就是將“機(jī)械能”轉(zhuǎn)化成“流體的動(dòng)能”，起到給流體加速的作用。例如離心式空壓機(jī)、汽車(chē)的渦輪增壓系統(tǒng)等。他就是靠電機(jī)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片表面是符合流體力學(xué)原理的，流體接觸葉片表面，然后隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)順著葉片表面流動(dòng)，通常流體是從葉輪旋轉(zhuǎn)的軸向進(jìn)入，然后從徑向出來(lái)，在葉輪旋轉(zhuǎn)的離心力下流體被加速。這個(gè)過(guò)程就是 旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能---->流體的動(dòng)能的轉(zhuǎn)換過(guò)程。 葉輪機(jī)械作為一種重要的而廣泛的機(jī)械應(yīng)用于各行各業(yè)小到家用大到航天以及在國(guó)防中均有重要作用，例如水泵，飛機(jī)推進(jìn)器及導(dǎo)彈發(fā)射等各個(gè)方面。 轉(zhuǎn)子在國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)樾屎唾|(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。因此必須設(shè)定好轉(zhuǎn)子的加工工藝，以便達(dá)到經(jīng)濟(jì)高效的需要。 轉(zhuǎn)子作為廣泛應(yīng)用的重要部件，對(duì)機(jī)器的性能影響很大，它的加工成為提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從葉片的結(jié)構(gòu)來(lái)看，其葉身型面部分為復(fù)雜的空間曲面，各部分的曲率、扭轉(zhuǎn)變化較大，是典型的薄壁件。由于其工作條件較為惡劣，對(duì)零件本身的精度和質(zhì)量提出的很高的要求。型面的加工質(zhì)量直接影響其工作性能，從而可能影響整機(jī)的性能。 正是因次我們需要加大對(duì)轉(zhuǎn)子及其葉輪的深入研究，無(wú)論是生產(chǎn)還是維護(hù)，而今我們是在加工工藝方面對(duì)其進(jìn)行探究及學(xué)習(xí)。 2、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 60年代是國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)蓬勃發(fā)展的時(shí)期,高潮時(shí)我國(guó)研制轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的單位多達(dá) 152家。 70年代中期,全國(guó)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(jī)械工業(yè)部確定由機(jī)械科學(xué)研究院負(fù)責(zé)全國(guó)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)攻關(guān)組織協(xié)調(diào)工作,將約 60個(gè)主機(jī)、材料、工藝、附件、油料和情報(bào)研究等單位有效地組織起來(lái),有計(jì)劃、有步驟地先后開(kāi)展了28個(gè)大項(xiàng)近百個(gè)專(zhuān)題的攻關(guān)和試驗(yàn)研究。 改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。 1980年左右,攻關(guān)突破了6個(gè)技術(shù)關(guān)鍵,。 到1980～ 1982 年期間, 共有 3 種機(jī)型(均為車(chē)用汽油水冷式雙缸轉(zhuǎn)子機(jī))通過(guò)了部級(jí)或省級(jí)的科研成果鑒定。 ? 目前，我國(guó)已有越來(lái)越多的廠家開(kāi)始采用鍛造毛坯后多坐標(biāo)NC 加工成型的方法加工葉輪，尤其是國(guó)防工業(yè)中所用的關(guān)鍵葉輪，如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、風(fēng)扇，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水平的四、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。 按葉渦輪等。目前都已采用多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床加工。國(guó)內(nèi)所用的機(jī)床大多是引進(jìn)的具有國(guó)際先輪的曲面形狀的不同，在數(shù)控機(jī)床上加工葉輪采用了兩類(lèi)方法。 第一類(lèi)是點(diǎn)銑法，即用球頭刀按葉片的流線(xiàn)方向逐行走刀（加工一個(gè)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(xiàn)型葉片上也采用。我國(guó)航天用的轉(zhuǎn)子、風(fēng)扇都采用這種點(diǎn)銑法，能夠較精確地符合葉片設(shè)計(jì)型面的要求，精度較高，但費(fèi)時(shí)間，容易磨損刀具。 第二類(lèi)是側(cè)銑法，即用圓柱銑刀或圓錐銑刀的側(cè)刃銑削葉片曲面，它主要用于直母線(xiàn)型葉輪的加工上。我國(guó)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(diǎn)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(guó)國(guó)防工業(yè)中，由于對(duì)側(cè)銑加工的方法有疑慮，很少采用側(cè)銑的方法，使葉輪的加工效率低下。 我國(guó)尚缺乏在這種專(zhuān)用于葉輪的數(shù)控加工的編程軟件，國(guó)內(nèi)少數(shù)工廠已經(jīng)認(rèn)識(shí)到專(zhuān)用軟件的優(yōu)越性，意欲引進(jìn)。 國(guó)外發(fā)展 菲加士.汪克爾（1902-1988），在1927年他在總結(jié)前人的研究成果的基礎(chǔ)上，解決了一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，研制成功了第一臺(tái)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。 1951年，菲加士·汪克爾與德國(guó)NSU公司簽訂了關(guān)于合作開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的合約。 1960年，汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在德國(guó)工程師協(xié)會(huì)的一次討論會(huì)上作首次公眾討論。三年后，NSU公司在法蘭克福車(chē)展上展出了裝備汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的新車(chē)型。 1967年，日本東洋工業(yè)公司也將轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)裝在馬自達(dá)轎車(chē)上開(kāi)始成批生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為這種發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，運(yùn)轉(zhuǎn)寧?kù)o暢順，也許會(huì)取替?zhèn)鹘y(tǒng)的活塞反復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。 80年代以后,馬自達(dá)幾乎將現(xiàn)代往復(fù)汽油機(jī)的一切先進(jìn)技術(shù)都成功地應(yīng)用到轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)上來(lái),有的甚至超過(guò)原往復(fù)機(jī)的效果。 國(guó)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(kāi)始采用四軸側(cè)銑來(lái)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(guó)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(cè)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(shí)間，提高效率。 據(jù)調(diào)查，在俄羅斯的葉輪加工中，也已大量使用側(cè)銑的加工方法進(jìn)行加工，前例中提到葉輪在俄羅斯只需幾十個(gè)小時(shí)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(cè)銑的方法加工，可以避免刀具與工件接觸區(qū)集中于一點(diǎn)，從而減輕了刀具磨損，這兩項(xiàng)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(lái)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(jī)床的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5 萬(wàn)轉(zhuǎn)/分。實(shí)際生產(chǎn)中轉(zhuǎn)速也常用到1 萬(wàn)轉(zhuǎn)/分左右。使用硬質(zhì)合金刀具加工不銹鋼普遍切削速度為150米/分。 國(guó)際上有許多工廠與我國(guó)的情況類(lèi)似，也采用通用軟件編制葉輪數(shù)控加工程序。但一些先進(jìn)的多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠商(如STARRAG)及專(zhuān)業(yè)的葉輪加工工廠（如美國(guó)的NREC）都推出了專(zhuān)用于葉輪的數(shù)控加工軟件包，如MAX-5， MAX-AB，STARRAG 程序等。 3、 學(xué)術(shù)準(zhǔn)備情況 通過(guò)對(duì)《數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)析》《淺談自動(dòng)化設(shè)備專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)》等各種書(shū)籍的知識(shí)的了解學(xué)習(xí)。進(jìn)行實(shí)踐調(diào)研，理論研究，以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方法等各方法的對(duì)轉(zhuǎn)子葉輪有了一定的認(rèn)知，對(duì)我的設(shè)計(jì)題目有了清晰的認(rèn)知形成了自己的提綱，對(duì)自己完成設(shè)計(jì)題目有了層次性認(rèn)知。 4、 本選題研究思路及方法 查閱書(shū)籍及網(wǎng)絡(luò)信息，搜集各方資料，明確任務(wù)，為設(shè)計(jì)報(bào)告做準(zhǔn)備。 1.通過(guò)查閱的資料對(duì)自己的畢業(yè)選題有大體上的了解，知道轉(zhuǎn)子的作用用途為自己設(shè)計(jì)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(chē)床的結(jié)構(gòu)，工作原理， 3.總結(jié)前人對(duì)轉(zhuǎn)子加工工藝及裝備相關(guān)研究成果； 4.通過(guò)調(diào)查文獻(xiàn)來(lái)獲取資料，正確的掌握轉(zhuǎn)子的葉輪加工工藝及裝備設(shè)計(jì)的有關(guān)問(wèn)題； 5.根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和公式進(jìn)行計(jì)算，然后將得出的計(jì)算結(jié)果與對(duì)應(yīng)的圖紙相結(jié)合； 6.積極與老師、同學(xué)交流，相互了解研究進(jìn)度； 二、論文結(jié)構(gòu)框架 1、 論文提綱 第一章 數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)及工藝劃分 1.1數(shù)控加工工藝特點(diǎn) 1.2數(shù)控加工工序與工步的劃分 第二章Ⅱ級(jí)轉(zhuǎn)子的工藝設(shè)計(jì) 2.1機(jī)械制造工藝概述 2.2轉(zhuǎn)子零件的分析 2.3工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 第三章 銑床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1夾具設(shè)計(jì)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(lèi) 3.5專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)步驟 3.6夾緊力的計(jì)算 3.7定位誤差的計(jì)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(diǎn)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(xiàn) 【1】劉錄,孫鐵.4L空氣壓縮機(jī)無(wú)油潤(rùn)滑關(guān)鍵部件改造設(shè)計(jì)[J].北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào),2002年01期. 【2】孫昌煥,鄂京梅,宋士雙.節(jié)能潤(rùn)滑油在KTK-12.5/35氧壓機(jī)上的使用[J].低溫與特氣,2006年02期. 【3】魏龍,袁強(qiáng).離心式壓縮機(jī)的喘振及控制[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2004年01期. 【4】鄒正文,李桂蘭,劉志華,楊長(zhǎng)嶺.DH71型離心式空壓機(jī)裝置系統(tǒng)的工作點(diǎn)研究[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2005年02期. 【5】肖朋,王軍.后置導(dǎo)葉式軸流通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬及性能預(yù)測(cè)[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2005年04期. 【6】白永成.硫磺回收裝置尾氣鼓風(fēng)機(jī)軸封泄漏分析及對(duì)策[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2010年02期. 【7】馮道主編.機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè).安徽文化音像出版社，2003. 【8】黃健求.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社,2005.11 . 【9】 張春梅，劉靜香.工程力學(xué).北京理工大學(xué)出版社,2008. 【10】編委會(huì)主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2009. 【11】吳波，周云龍.數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)析.2015-12-02 . 【12】.淺談自動(dòng)化設(shè)備專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì).2016-05-20 . 三、論文寫(xiě)作安排 1、第一到二周：搜集資料，整理，確定寫(xiě)作思路，論文提綱，準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告； 2、第二周：提交開(kāi)題報(bào)告，PPT展示； 3、第三到四周：完成數(shù)控機(jī)床的組成和原理及其分類(lèi)； 4、第 五 周 ：完成數(shù)控加工工藝； 5、第六到八周：完成轉(zhuǎn)子的工藝設(shè)計(jì)及相應(yīng)圖紙； 6、第九周到十一周：完成銑削夾具設(shè)計(jì)及相應(yīng)圖紙。 四、審核意見(jiàn) 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 1、通過(guò) 2、完善后通過(guò) 3、未通過(guò) 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日 系部（專(zhuān)業(yè)）意見(jiàn)： 1、通過(guò) 2、完善后通過(guò) 3、未通過(guò) 負(fù)責(zé)人（簽字） 年 月 日 5