涡轮增压器喷嘴环叶片专用磨床的精度分析及改进设计

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1、涡轮增压器（申请工学硕士学位论文）喷嘴环叶片专研用究磨床的涡轮增压器喷嘴环叶片专用磨床精度王分晓析军及的精度分析及改进设计改进设武计汉理工大孙学茜培养单位：机电工程学院学科专业：机械工程武汉研究生：孙茜理指导老师：杨光教授工大学2014年5月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目涡轮增压器喷嘴环叶片专用磨床的精度分析及改进设计英文Theaccuracyanalysisandimproveddesign题目ofturbochargernozzlecomponent研究生姓名孙茜姓名杨光职称教授学位硕士指导教师单位名称机电工程学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称机

2、械工程论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席郭顺生评阅人王三武黄继雄2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机

3、构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据中文摘要高性能，低油耗，低排放是汽车行业追求的发展目标。涡轮增压器通过改善燃油燃烧效率来提高发动机功率和减少有害气体的排放量；是唯一能使发动机在工效不变的状况下增加输出功率的机械装置，有巨大的市场需求潜能。喷嘴环叶片作为涡轮增压器的关键零部件，

4、其加工精度对涡轮增压器性能有很大影响。国内目前尚未有加工喷嘴环叶片的专用加工设备，传统加工方法精度低、稳定性和一致性较差。本课题结合市场所需的喷嘴环叶片的结构特点和加工精度要求，参考无心磨削的原理，设计并试制出了涡轮增压器喷嘴环叶片专用磨床。但现有磨床在工件加工的连续性，精度的一致性和稳定性上都不能保证。本论文就是通过试磨试验，试图找出影响叶片磨削质量的原因。并对现有叶片专用磨床的部分结构进行改进设计，以满足加工要求。主要研究内容为：（1）外圆精度误差分析：具体包括：外圆尺寸不一致；工件外圆的原始误差、分度轮分度精度、限位套、机床精度对工件圆度误差的影响；工件圆柱度误差分析。（2）端面垂

5、直度误差分析：工件受力不平衡、十字滑台安装精度对端面垂直度的影响。（3）对外圆与端面磨削所用的砂轮进行选型，重点结合加工精度要求，选取适当的砂轮粒度，并参照压轮的内角，对端面碗型砂轮的形状尺寸提出要求，避免砂轮在磨削叶片内端面时，与压轮干涉。（4）重新选择外圆、端面与压轮滑台，尽量选取外购标准滑台，经济性与互换性好；设计计算外圆磨头的相关参数；将端面磨削由传统主轴改为电主轴，提高磨削效率与可靠性，简化结构，减小噪声；对压轮支架做轻量化改进设计。（5）在保证刚度的前提下，重新设计外圆与端面砂轮修整器，并重新布局。（6）在对上述机床各执行部件改进设计的基础上，对该加工设备的床身重新设计，通过

6、静力学与模态分析，验证改进后的床身能否满足加工要求。为了使床身材料利用率最大化，在改进的基础上进一步拓扑优化，确定其最佳尺寸。关键字：喷嘴环叶片，精度分析，结构改进,床身万方数据AbstractThegoaloftheautomotiveindustryischangingtothedirectionofhighperformance,lowfuelconsumptionandlowemissions.Theturbochargercouldimprovethepowerofengineandreducetheemissionsofharmfulgasbyimprovingfuelcom

7、bustion.Theturbochargeristheonlywaytoincreaseengine’soutputpowerundertheconditionofefficiencyunchanged.Ithasahugemarketdemand.Nozzleringvaneaskeycomponentsofturbochargercomponents,precisionmachiningqualitydirectlyaffec