【发动机飞轮的数控加工工艺探析3500字（论文）】

宁波职业技术学院标题：毕业论文正文或毕业设计方案（作品）修改状态：01教育质量管理体系质量记录编号：NZQMS-QR-2014-26生效日期：2007.9.1发动机飞轮的数控加工工艺分析摘要为了缩短某飞轮生产线时间节拍，对其瓶颈工序数控加工工艺进行分析，确定了其工艺不合理之处，提出了加工工艺优化方案．为了验证优化方案的合理性，运用了VERICUT数控加工软件对原加工工艺和改进工艺进行仿真模拟，并按照实际机床和刀具参数对VERICUT进行相应设置，保证了仿真的准确性．仿真结果证明优化方案正确可行，能够大幅缩短加工生产节拍。关键词：发动机，飞轮加工工艺，数控加工目录13185第1章引言 11734第2章飞轮壳加工工艺分析 1147152.1原加工工艺 1152322.2原加工工艺问题分析 2184232.3加工工艺优化方案 32098第3章叶轮压气机转子的数控程序编制 332530第4章结束语 45221参考文献 6第1章引言飞轮是发动机上一个重要的零部件，其作用是连接发动机与变速器，承担发动机与变速器的部分重量，同时也是发动机重要的支撑部件。其结构特点是零件形状不规则，毛坯壁薄，刚性差等。飞轮加工质量的好坏对于发动机的可靠性和寿命起到重要的作用。目前，飞轮的生产较多采用数控加工方法，而加工工艺及加工路径的合理性直接决定了产品质量、精度及效率的高低。但是在实际加工中验证加工工艺成本较高、效率低下，耽误生产进度，为了更准确快速的验证加工工艺，需要专用数控加工模拟软件对加工工艺进行仿真。VEＲICUT是由CGTECH公司开发的数控加工仿真专用软件，具备同时进行刀具轨迹、机床运动及加工时间仿真功能，可以直观、形象的展现数控加工的全过程，并能对仿真后切削模型尺寸精度进行测量，保留切削模型供后续加工仿真使用。本文为了缩短某飞轮生产线时间节拍，将其加工节拍从380s缩短到350s，对其瓶颈数控加工工序进行分析，确定工艺不合理之处，提出加工工艺优化方案，并利用VERICUT对飞轮优化前后的加工过程进行仿真，验证优化方案的正确可行。第2章飞轮壳加工工艺分析2.1原加工工艺此次加工飞轮壳结构如图2.1所示，工件所用材料为ZL104，属于大型薄壁壳类零件。其结构特点是孔系多，刚性差，易变形、工艺性较差。下面是几处加工难点的原有工艺安排。图2-1国内JU4500注塑机(1)铣A、M基准面，保证A、M面距离5．8±0．5;腹板厚度24±0.4。工艺安排采用Φ63盘铣刀，一次精加工完毕。主轴转速为6800r/min，进给速度为3200mm/min，切深0.3mm。在加工，原有工艺分为三道工序:①用Φ88.2镗刀粗镗孔，主轴转速为2154r/min，进给速度为200mm/min;②用Φ88.7镗刀半精镗孔，孔口倒角1±0.3×45°，孔底圆角R5±0.3，保证深度75±0.25。主轴转速为2154r/min，进给速度为300mm/min，切削深度3mm;③用Φ88.9镗刀精镗孔，保证深度12±0.25。主轴转速为2866r/min，进给速度为215mm/min，切削深度0.46mm。(3)在加工孔时，原工艺安排同样分为三道工序:①扩孔刀粗钻孔，保证直径Φ17.5±0.1，深度6.5MAX，孔口倒角Φ19±0.25×90°。主轴转速为2275r/min，进给速度为341mm/min，切削深度2.3mm;②用Φ18.02镗刀半精镗孔，保证直径Φ17.6+0．150，深度6.5MAX。主轴转速为3578r/min，进给速度为447.5mm/min，切削深度0.09mm;③用Φ18.02铰刀铰孔，保证尺寸，深度5.5MIN。主轴转速为1060r/min，进给速度为509mm/min，切削深度0.18mm。(4)加工2×M8－6H螺纹孔，工艺分为两道工序:①Φ7.4钻头钻2×M8－6H螺纹底孔，保证直径Φ7.4，深度19MAX。主轴转速为5595r/min，进给速度为1678mm/min;②M8挤压丝锥攻螺纹2－M8－6H，保证深度14MIN。刚性攻丝转速为600r/min，进给速度为750mm/min．其中，M8挤压丝锥材质为高速钢。(5)加工3×M10－6H螺纹孔，工艺分为两道工序:①Φ9.2钻头钻3×M10－6H螺纹底孔，保证深度34MAX。主轴转速为5192r/min，进给速度为908.5mm/min;②M10挤压丝锥攻螺纹3－M10－6H，保证深度25MIN。刚性攻丝转速为600r/min，进给速度为900mm/min。其中，M10挤压丝锥为高速钢。2.2原加工工艺问题分析虽然此次加工的飞轮壳已大范围投产，但其加工工艺性仍有不合理之处:铣A、M基准面时刀具加工路径不合理。在加工中，加工路径并不是按照最短距离编制的，而且抬刀次数较多，空走刀时间较长，影响加工效率．(2)孔加工工艺不合理。实际加工是先将孔粗镗至Φ88.2±0.2，半精镗至Φ88.7±0.12，最后精镗分为三道工序加工。由于工序安排多，增加了工艺准备时间和加工时间，降低了生产效率。在加工M8、M10螺纹孔时，采用的是高速钢材质的丝锥，其切削速度与进给速度低，刀具使用寿命短，加工效率低。2.3加工工艺优化方案基于以上几点不合理之处，本文对飞轮壳加工工艺做出如下改进:针对A、M面刀具加工路径过长问题，按照最短距离原则重新规划了刀具路径，减少抬刀次数，以缩短加工时间;(2)设计制造新型金刚石镗刀，代替Φ88.2孔粗镗与Φ88.7孔半精镗刀具，将Φ88.9孔加工工艺优化为两道工序;(3)设计制造新型金刚石铰刀，代替Φ17.6半精镗刀和Φ18.02铰刀，将Φ18.02孔工艺改进为两道工序;(4)为了提高M8、M10螺纹孔加工效率，优化工艺选择用瓦尔特HP8061716－M8、HP8061716－M10硬质合金挤压丝锥。加工M8螺纹孔时，主轴转速由原来的600r/min提高到2300r/min，进给速度由原来的750mm/min提高到2875mm/min。加工M10螺纹孔时，主轴转速由原来的600r/min提高到1900r/min，进给速度由原来的900mm/min提高到2850mm/min。通过以上优化方法，原加工工艺存在的不足将得到较大的改进。为了验证优化结果，本文运用VEＲICUT仿真软件，对原加工工艺和优化后的工艺进行了模拟仿真。第3章叶轮压气机转子的数控程序编制用NX进行转子数控编程时。以通过创建加工坐标、几何体定义、刀具参数的设置、创建操作参数的设置四个部分来完成叶片加工刀具轨迹的生成。刀具轨迹生成。在机床视图刀具节点下创建加工要使用的刀具并对刀具命名和参数设置;在几何视图下定义加工坐标系、加工毛坯、加工部件及检查几何体;创建操作并设定切削速度、进给率、刀轴控制等相关加工参数。叶轮流道的加工流程:为了让生成的刀具轨迹沿着叶轮气流道的流道方向，需要抽取轮毂面作为驱动面并重新设置抽取曲面的U、V参数线布置，由于流道的特殊性，流道面分成了三片曲面加工。流道前端的加工需采用可变轴曲面轮廓铣。由于叶片扭曲角较大，叶片加工前期和后期刀轴变化角度较大，因此需要采用标准驱动和指向点两种刀轴控制方法分别完成叶片的上半层和下半层加工最为合理。叶轮加工的驱动方法采用曲面区域驱动。为了保证在加工过程中刀具不对零件产生过切选用整体叶轮本身作为检查几何体，以流道前端的抽取曲面作为驱动几何，在加工过程中如果出现过切或刀具干涉现象刀具会自动退刀。选择多层加工的设计方案进行，每层深大约为0.5mm，其它的参数设置和加工上半层的参数类似。因为选择刀具控制方式是变轴曲面轮廓铣的关键，因此后续的重点是刀轴的控制方式。2.流道左端曲面的加工采用可变轴曲面轮廓铣来完成，刀轴控制选择垂直于驱动和相对于驱动来完成。其中垂直于驱用于上半部分加工，相对于驱动用于下半部分加工。在整体叶片气流道右端的曲面曲率变化较小，曲面上各点方向与叶片曲面夹角都几乎为0°，在加工的过程中不易出现刀具干涉，因此刀轴控制选择垂直于驱动最为合理。3．叶轮气流道的半精加工分析。为了保证精加工叶片表面的剩余材料均匀，从而提高最终的叶片加工质量，需要对叶轮气流道进行半精加工。4.转子一级、二级叶片的精加工分析。从整体叶轮的几何特征可以发现入口处叶片到出口出叶片曲率变化很大，一次性加工刀轴很难控制。因此对叶片采用压力面、前圆角、吸力面三部分分开加工的方式来完成较合理。5.变圆角加工分析。由于变圆角的圆角在不断变化，曲率变化也较大，因此采用垂直于驱动的控轴的方式刀具比较容易与其它叶片干涉，因此加工刀轴控制方式选为指向线较为合理。第4章结束语在这近一年的实习期间，我在师父的指导下，从刚开始对配电箱接线的生疏、墨迹到后来的熟练并快速的接完一整台注塑机的配电箱。通过这段时间的工作，我也逐渐对配电箱内电气接线越来越了解，这对我的毕业设计打下了基础。我通过对配电箱电气接线的分析，让大家了解一台JU4500注塑机的配电箱从主配电箱到副配电箱的接线过程。根据不同要求的注塑机，接线的方法也不同。对图纸做了一些介绍，让我们了解到图纸对我们电气接线重要性，它是电气接线过程中不可缺少的东西。我们在学校学的理论知识固然重要，但是社会实践更加重要。我们要把学校学到的理论知识应用到社会实践中去。在厂里我可能已经不算是一个电气接线的新手了，可是对电气接线而言我还有很长的一段路要走，我还需要学很多东西。在实习中没有什么近路可以走，只有脚踏实地，一步一个脚印，坚持不懈，遇到困难不退缩，才能做的更好。参考文献［1］吴宝海，罗明，张莹，李山，张定华．自由曲面五轴加工刀具轨迹规划技术的研究进展[J].机械工程学报，2015，10［2］李建广，赵航，袁哲俊．一种新的多