本文摘要:
整體式葉輪以其優(yōu)良的性能被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、 船舶、 航空航天等工業(yè)領(lǐng)域,其工作環(huán)境與使用工況對(duì)其自身性能有著較高要求,因此整體式葉輪的機(jī)械性能被是為設(shè)計(jì)與制造的重要環(huán)節(jié)。本文圍繞整體式葉輪的加工工藝設(shè)計(jì)與加工參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了深入的研究,期望所優(yōu)化的整體式葉輪對(duì)于其他新型號(hào)薄壁葉片鋁合金離心葉輪的銑削加工工藝提供一定的參考。
(1)設(shè)計(jì)了整體式葉輪的加工工藝。針對(duì)6061鋁合金整體式葉輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)及加工難點(diǎn)分析,選擇了加工毛坯材料,定位夾具,規(guī)劃了粗、精加工整體式葉輪葉片、流道銑削工藝方案。
(2)通過(guò)數(shù)控加工動(dòng)力學(xué)測(cè)試與Matlab仿真系統(tǒng),得到切削穩(wěn)定域葉瓣線圖,通過(guò)錘擊實(shí)驗(yàn)測(cè)得刀具-工件的固有頻率,通過(guò)比較不同齒數(shù)對(duì)顫振穩(wěn)定域的影響,選擇了合適的齒數(shù),最后通過(guò)不同固有頻率下的穩(wěn)定區(qū)域,選擇合理的主軸轉(zhuǎn)速,達(dá)到了優(yōu)化切削參數(shù)的目的,通過(guò)VERICUT仿真表明用此參數(shù)加工表面光整,可為銑削過(guò)程工藝參數(shù)的選擇提供理論依據(jù)。
(3)分析了刀具、定位及讓刀等因素所產(chǎn)生的誤差,提出了優(yōu)化方案;對(duì)整體式葉輪曲面加工誤差進(jìn)行分析,得到修正后的刀軌型值點(diǎn),減小了加工干涉造成誤差,對(duì)加工應(yīng)力研究分析得到切削參數(shù)范圍;設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn),研究多個(gè)因素(主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、切削深度)對(duì)6061鋁合金 工件加工變形的影響,在已有的參數(shù)中以工件最小變形為目標(biāo)得到了最優(yōu)的加工參數(shù)和各個(gè)因素對(duì)零件變形的影響大小關(guān)系。建立了銑削加工仿真模型, 驗(yàn)證獲得的參數(shù)的正確性和可靠性。仿真得到零件的固有頻率,計(jì)算銑刀對(duì)工件的激勵(lì)頻率遠(yuǎn)小于工件的固有頻率。
(4)利用UG進(jìn)行了整體式葉輪刀具軌跡的仿真,生成刀位源文件,并生成NC代碼;利用VERICUT創(chuàng)建五軸加工中心模型,配置仿真加工環(huán)境,對(duì)整體式葉輪加工全過(guò)程進(jìn)行仿真,基于仿真優(yōu)化加工可提前預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的碰撞現(xiàn)象,驗(yàn)證了代碼的可行性,有助于實(shí)時(shí)優(yōu)化銑削加工工藝與數(shù)控程序,保證了機(jī)床使用的安全性,提高了工藝檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的工作效率和加工的精度。
本文針對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)整體式葉輪五軸數(shù)控加工工藝進(jìn)行了研究,但由于自身相關(guān)知識(shí)的不足以及時(shí)間精力有限,論文的研究中還有以下需要改進(jìn):
(1)對(duì)于整體式葉輪加工工藝規(guī)劃需要更深入細(xì)化的研究,由于葉輪加工工藝的復(fù)雜性, 影響加工質(zhì)量和效率的因素很多,如選擇毛坯的平面粗糙度以及加工廠房的室內(nèi)環(huán)境等。
(2)本文對(duì)加工變形的研究尚且不足,可以通過(guò)建立葉輪加工動(dòng)態(tài)模型,對(duì)切削力,夾緊力,熱變形等進(jìn)行有限元分析,以保證全面的預(yù)測(cè)和控制。
(3)在對(duì)零件的殘余應(yīng)力分析的正交實(shí)驗(yàn)中,選取的部分參數(shù)的水平范圍較大,影響正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。由于缺少準(zhǔn)確的相關(guān)參數(shù),文章中未考慮溫度對(duì)零件加工變形及殘余應(yīng)力的影響。在之后銑削薄壁金屬進(jìn)行正交試驗(yàn)分析時(shí),可以縮小各個(gè)因素的各個(gè)水平的范圍,獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果。
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2026-08
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