毕业论文--喷嘴壳体工艺规程及工装设计

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1、青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）1引言（一）工业技术进步和发展是主要动力，从蒸汽机，发展到内燃机、燃气涡轮热动力装置，以及备个工业部门生产技术的开发和发展，都促进了燃料或物料喷雾技术的发展，因为它是燃烧过程、生产过程、工艺流程中必不可少的环节。（二）节能和环保要求日益提高是促进喷嘴技术不断创新和完善的另一个动力。燃烧设备的高效率燃烧足节能的根本，高质量的燃料喷雾有赖于喷嘴技术。同时燃烧产物的排放物中的污染物也与喷雾质量和燃烧组织有关。（三）多种燃料、物料的喷雾需求也促进了喷嘴多样化。喷嘴技术的发展突出

2、表现在喷雾方式、结构的多样化和多适用性；另外也表现在喷雾质量的评定指标的扩展和检测手段的发展和完善。我们仅从内燃机上采用的燃料喷射装置来追溯喷嘴的初期发展所史。在19世纪80年代以前，石油开采和炼制工业刚起步不久，内燃机内只是燃用煤气。直到1887年德国人发明汽化器，液体燃料被内燃机所采用，即在发动机进气道内利用汽化器雾化汽油，可以说足气动雾化喷嘴的雏形。在1892年狄塞尔发明柴油机，用直射喷嘴喷射燃油，第一次在发动机内采用挥发性差，粘度较大的液体燃料进行雾化燃烧。20世纪初才有人在压力喷嘴内加入一段有螺纹的螺杆，

3、利用燃油产生旋流雾化，其雾化质量大为改善，这就是压力雾化喷嘴(即离心喷嘴)。它随着石油开采量的扩大得以迅速地广泛应用，至今已存工业炉、锅炉、内燃机、燃气轮机及火箭都应用了它。也由于气动雾化喷嘴要消耗较大的电功率用于雾化空气的增压，气动喷嘴的发展在一段时间内没有进一步发展，而离心喷嘴方面获得了不断地完善和改进。34青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）2、零件图分析2.1燃油喷嘴的工作状态及工作条件燃油喷嘴是构成涡喷7甲航空燃气涡轮喷气发动机燃油系统的一个重要元件。其主要功能是按发动机不同的工作状态供给适量且

4、具有良好雾化状态的燃油至燃烧室，与由空气压缩机增压后的高压空气混合进行充分且有效的燃烧，使燃油的化学能转化成燃气热能，然后通过燃气膨胀做功，带动发动机的转子，并进一步在尾喷管中膨胀加速，产生推力，喷嘴壳体就是完成这一功能不可缺少的重要元件。燃油喷嘴工作时，将承受不同类型的负荷：（一）交变动力负荷一方面由于有的喷嘴头部作为火焰筒的一个承力点直接感受发动机剧烈振动，另一方面则由于发动机在不同的工作状态下具有不同的燃油消耗量和燃油压力。因此，喷嘴内腔有时流过高压高速的脉动燃油，有时流过低压低速的较稳定燃油流，且如此周而复

5、始。（二）热负荷在喷嘴工作环境中，沿喷嘴径向温度场的分布不均匀，燃油流过的内腔由于受到燃油的冷却，温度较低，但喷嘴的外表面由于与压气机增压过的气体接触，且受燃烧室内高温燃气的影响，因此温度较高，约在300ºC—400ºC左右，此外，各相配零件的材料也不尽相同，膨胀系数不一，所以便极易形成热应力和密封不良的现象。2.2零件的结构分析涡喷7甲喷嘴壳体的形状比较特殊，成不规则形状且结构复杂，因而不利于机械加工。在结构设计时，在保证零件的使用性能的同时，是否具有良好的工艺性，怎样才能更便于加工，怎样才能更好的保证质量是至关

6、重要的。此外，还应尽量采用生产率高，劳动量少，成本低且节省材料的加工方法加工，避免不必要的浪费。从喷嘴壳体的结构设计来看，在保证零件的机械性能的同时，还应充分考虑零件的工艺性。壳体的结构分为三个喷嘴头部和一个主管部分。且三个喷嘴头部与主管皆成18º，该零件的主要加工方法为车、铣、钻等加工方法，由于该零件形状特殊，结构比较复杂，加工时装夹不太方便，若不能合理选定加工基准，将会给加工过程带来不方便，甚至不能加工；而且很多工序都不能使用通用夹具来装夹。所以在设计过程中，通过仔细分析、研究，选择（4）（12）作为主要基准，

7、三个头部的加工都以它们作为基准来加工。加工螺纹（1）和（15）时，均有模锻时小于螺纹公称直径的圆弧面，其作用相当于退刀槽；（4）面的尺寸不能过大，以免加工头部时，妨碍加工；且（4）面也不宜过厚，但也不能过薄，过厚钻（5）孔时费力费时，过薄连接刚度就会不够。（2）和（14）34青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）两槽的设计，便于油滤的装配，喷嘴头部外圆柱面（8）长度21+0.2，外螺纹铣至18.5是为了退刀方便。此外，该零件另一个加工难点是两深孔加工，因为这两个深孔与Φ4和Φ2.2两孔转接，在加工时，深孔容

8、易钻偏，所以靠夹具来保证技术要求。两锁孔（16）是用来锁紧螺纹联接（1）和（15），防止零件工作时，螺纹松扣。（零件如图1.1）从零件的结构分析看，涡喷-7甲喷嘴壳体结构工艺性良好，有利于机械加工。图1.134青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）2.3零件的技术条件分析2.3.1表面本身精度零件的主要表面是指零件与其它零件相配合的主要表面，或是直接