整体分流叶轮多轴加工工艺解决方案.pdfVIP

国家职业资格全国统一鉴定 （国家职业资格二级） 加工中心 论文题目：整体分流叶轮多轴加工工艺解决方案 姓 名： 所在省市： 所在单位： 编 号： 1 整体分流叶轮多轴加工工艺解决方案 [摘要]：本文使用五轴加工中心设备加工整体分流叶轮，并对比分析了两种加工方案。 通过优化装夹方式、合理选择切削参数、精加工刀路保证叶轮加工精度和表面质量； 通过合理选择刀具及刀柄提高加工效率和加工质量；通过优化粗加工刀路提高加工效 率，实现高效高精度的完成整体分流叶轮的加工。结果表明：多次优化加工工艺和加 工程序最后不但提高了加工的精度，而且将加工叶轮的时间缩短到16 个小时，效率 提高了33％. [关键词]：整体分流叶轮 五轴数控加工 PowerMILL 切削参数 加工效率 一、前言 近几年全国各地职业院校都在推行校企合作办学，通过与企业合作引 进企业的产品和技术提高学校教师的专业技术能力，提高学生的专业技 能，通过企业实际产品的加工，让学生毕业后能更快的适应岗位工作。 与我们学校合作的一家企业提出有整体分流叶轮的加工需求。叶轮的种 类有很多应用范围也很广，有用在十分精密的航天航空领域及核能等领 域，也有用在我们日常生活经常接触到的汽车及家用电器等领域。 整体分流叶轮从结构特征的角度分析有以下几个特点：结构复杂、叶片 薄、叶片之间距离小、叶片曲面变化复杂、叶片有倒勾面等特点，与传 统的分体式叶轮结构相比较，整体叶轮将叶片和轮毂设计成一个整体， 在提高了零件性能的同时，却增加了零件加工的难度。一个叶片的加工 失败，将导致整个零件的报废，因此导致目前生产中整体叶轮的成品率 较低。导致常规的三轴加工满足不了整体分流叶轮的加工。 在五轴加工技术问世前一般采用铸造、电火花加工、电解加工 等加 工方法加工叶轮，使用这些方法加工叶轮不但效率低，质量也很难控制。 现在五轴加工技术发展十分迅速，在机械加工领域应用十分广泛，所以 2 使用五轴加工中心设备加工整体分流叶轮，相比前面的加工方法效率提 升了很多倍，加工精度也得到了保证。 考虑到学校现有的进口德国德玛吉DMU60monoblock 五轴加工设备， 海德汉控制系统等加工条件，本文将根据下面企业提供的整体分流叶轮 图纸分析加工工艺，确定并优化加工方案。整体分流叶轮如下图1-1 和 图1-2 所示： 图1-1 图1-2 3 二、夹具设计 企业提供的毛坯已经经过车削加工，完成了第一道工序，如图 1-2 所 示是企业提供的毛坯图。下面根据图1-1 所示的叶轮相关加工尺寸要求， 设计合理的夹具。根据企业提供车削完成的毛坯，经过分析叶轮没有可 直接夹持的装夹位，需要设计专用夹具完成叶轮零件装夹，便于保证零 件精度。夹具设计紧紧围绕叶轮下部的M10 螺纹及直径133.56 外圆进行。 夹具设计效果图如图2-1 所示：爆炸图如图2-2 所示： 图2-1 图2-2 零件图纸中有一个厚度尺寸是3±0.02，基准是直径133.56 的端面 如图1-1 所示，所以夹具设计使用直径 133.56 的端面做定位，同时限制 Z轴方向上的自由度，为了提高叶轮的定位精度保证3±0.02 的厚度尺寸， 设计的夹具中避开了大面定位，采用3 块小面定位如图2-3 所示，为了 保证参与定位的三个基准面和工作台的平行度，这三个基准面需要在机 床上配做加工。 图2-3 图2-4 4 叶轮的夹紧主要依靠两个部分，一个是叶轮下面的M10 螺纹，另一个 是直径133.56 的外圆