三元流叶轮的数字化制造技术材料工程专业论文.docxVIP

人连理T人7冬业‘≯似硕I．。?f节论文摘 人连理T人7冬业‘≯似硕I．。?f节论文 摘 要 三元流叶轮是一种具有复杂曲面的通道类零件，广泛应用于航空航天、水利水电、 化工、冶金、能动等领域。航空航天方面，一台航空发动机中含有多级叶轮，三元流叶 轮也是液体火箭发动机的关键零件之一。民用工业方面，三元流叶轮在水轮机、汽轮机、 膨胀机、泵、风机、压缩机等设备中都有所应用，三元流叶轮也是汽车涡轮增压器的核 心零件。不管是军用还是民用，三元流叶轮都有广阔的应用前景。 叶轮的制造加工水平直接影响到设备的整体性能，特别是对于航空航天业，为提高 发动机的性能，对叶轮制造的精度要求很高，而且叶轮通常在高温高压环境下工作，这 就对叶轮的制造工艺提出了更加苛刻的要求。叶轮制造工艺经过不断地发展和改进，现 在已经发展出了如电解加工、电火花加工、精密铸造、精密锻造、数控铣削加工等多种 加工工艺。 本文针对三元流叶轮提出了一种基于快速成型技术的数字化制造方法。以酚醛树脂 覆膜砂和宝珠砂为成型材料，利用快速成型技术制作叶轮铸型，并铸造得到金属叶轮。 同时探索了基于快速成型技术的叶轮型壳制造方法的可行性。最后对制作的叶轮精度进 行了评价分析。 本文以17叶三元流叶轮为例，设计了基于快速成型技术的铸型分型方案，详细说明 了利用P[RP法、SLS法制作叶轮铸型的数据处理方法和加工工艺。探索了利用快速成形 技术制作覆膜砂样件，利用样件制作水玻璃耐高温型壳，然后铸造得到金属叶轮样件的 工艺流程。利用计算机辅助三维检测技术分别对用PIRP法、SLS法和型壳制造方法制作 的叶轮金属样件进行了精度检测，检测结果表明显示P【RP法和SLS法叶片翘曲变形不明 显，误差大部分在±0．5mm以内，壳型制造的叶轮尖角有翘曲变形。最后对三种制造方 法得到的叶轮精度进行对比，并对壳型制造方法产生的翘曲变形进行了分析。 关键词：叶轮；数字化制造；快速成型：铸造 万方数据 一——————-———————_—___——————————————————————●—————————————————_——●————————-——————●●———————————————-——-————_————_—_——————-_1_一 一——————-———————_—___——————————————————————●—————————————————_——●————————-——————●●———————————————-——-————_————_—_——————-_1_一三元流11|-轮的数字化制造技术 The Digital Manufacturing Technology of Three—Dimensional Flow Impeller Abstract The three·dimensional flow impeller iS kind of channel parts with complex SHrface． widely used in aerospace，water conservancy and hydropower，chemical industry，metallurgy， dynamic and other fields．An aircraft engine contains multiple impeller，impeller is key part of liquid rocket engine．In civilian industry，the three-dimensional flow impeller has been applied in hydraulic turbine，steam turbine，expander，pump，blower，compressor and other equipment，the impeller is one core part of automotive turbochargers．Whether military or civilian，three-dimensional flow impeller has broad application prospects． The impeller manufacturing process level directly affects the overall performance of the device，particularly in the aerospace industry，in order tO improve the performance of the engine，the impeller manufacturing accuracy is very high，a