斐济转轮数控加工工艺研究.pdf

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1、1。斐济转轮数控加工工艺研究哈尔滨电机厂有限责任公司(黑龙江150040)李萃宫玉龙唐华转轮是水轮机组的心脏，它利用水流的动能和变形。联接位置牢靠，并且在联接时不易引起叶片势能使其转动，通过主轴联接发电机转动部件，的变形。联接位置要避免在加工时和刀具及铣头发带动发电机转动而产生电能，转轮是水轮发电机生干涉，装夹灵活方便。产生电能的原动部件。斐济水斗式转轮采用整铸不锈钢结构，其优点是机械加工量小、但空间尺寸狭小(水轮机转轮直径为1700mm，最大外径2194mm，21个斗，最大空当尺寸104ram，内腔尺寸狭小)，加工难度极大。过去生产加工冲击式水轮机转轮都

2、是采用毛坯加人工铲磨，整铸转轮数控加工在我公司还属首次，没有技术经验可以借鉴。为赢得冲击式水轮机市场，满足客户高端的技术要求，增强公司的核心竞争力，必须全面掌握制造技图1转轮与夹具装夹示意术完成冲击式转轮数控加工。在加工的制造中选用如上所述，叶片在加工时的实际摆放位置是以合理的胎具及夹具、适合的切削工具(刀具)、提装夹稳定且被加工曲面必需全部在机床的行程之内高生产效率、降低生产成本，将是本工艺研究的重为原则的。用龙门式数控铣床加工冲击式转轮背点。面，采用卧式装夹，这种装夹方式稳定性好，装夹1．加工前技术准备工作方便。相对而言，夹具体积和质量较小，结构简(1

3、)机床的选择车序部分选择Nc≯2．5m立单，造价低，加工时观察、操作方便。．此外，龙门车进行加工。选择NC龙门铣(三轴)加工水斗背面铣床的刚度较好，主轴和铣头的功率较大，因而加的绝大部分，机床最大主轴转速2O00dmin，最大进工效率也比较高。但由于受到龙门宽度的限制，对给量6000mm／min。选择NC1．6m立式镗铣床(三于一些宽度超宽的转轮不能在这种机床上加工。这轴)，此机床具有数控转胎，参与三轴联动，最大套胎夹具不仅用于在龙门式数控铣床上加工叶片的主轴转速600r／min，最大进给速度1O00mm／min。背面，同时它也用在立式镗铣床上加工叶片的工

4、作(2)夹具设计鉴于冲击式转轮的形状特面。两个机床一套夹具既节省了胎夹具的造价，又点，转轮胎夹具的设计必须遵循以下几条原则：由避免了两次装夹找正的误差。其主要结构是由底板于转轮的质量大惯性大，所以胎夹具必需有足够的和几个平行立式筋板焊接而成，再附以通用的联接强度以保证加工时工件的稳定性。胎夹具的支承位螺杆和局部支承千斤顶。置必需保证转轮重心摆放稳定(见图1)，叶片曲(3)刀具选择水轮机叶片通常采用不锈钢面的各个被加工部位必须在机床的有效行程之内，材料制造，加工比较困难，为了保证加工的效率和必须有足够的支承点以确保加工时叶片不发生大的质量必须选择适合的刀具进

5、行加工。从刀具的类型争磊冷加工25To上应选择硬质合金机夹刀。这种刀具耐磨、抗冲击个水斗内、外面的加工余量(见图2)。性能好，尺寸准确，刀片可以更换，比较适合水轮机叶片的加工。刀具形状的选择要根据加工的部位来确定。刀具的尺寸(刀具直径、刃高、刀杆长度)由被加工曲面的形状来决定。形状比较平缓、曲率小的曲面，可采用直径较大的刀具，以提高加工效率。形状起伏变化大、曲率较大的曲面，可采用直径较小节圆线D。。’、l／的刀具，以避免刀具干涉和过切。总的原则是在不一c发生刀具干涉的前提下，尽量采用直径较大的刀具f—t／—进行加工。ac，D>J。由于冲击水轮机结构的特点，

6、斗与斗之间狭小＼空间决定了其加工所用刀具的直经与长度比已超过(b)1：14。普通的刀具这种情况下已不具备加工性，图2必须选择一种在超长刀柄条件下仍具备加工性能的刀具。图中，D切为与水斗端面相切圆半径粗加工或半精加工所用的刀具选择了专用插铣(240．3mm)，D1为节圆直径(1700mm)，L为刀，它可切人工件凹部或沿着工件边缘切削，也可水斗中心到水斗节圆的垂直距离。铣削复杂的几何形状，包括进行挖根加工。为保证．(2)转轮加工工艺流程转轮加工简易流切削温度恒定，所有的带柄插铣刀都采用内冷却方程如下：划中心线、基准线、划检加工余量一上NC~b2式。．5m立车半

7、精车、精车各圆和平面一上小龙门水斗型面的加工粗加工基本由钻头、高速面铣铣，粗、精铣水斗背面上半部分、粗铣正面上半部刀、插铣刀及螺旋立铣刀完成，精加工由球头立铣分端面和分水刃一十字方向上90。相邻把合螺孔同刀和仿形铣刀完成。球头和螺旋立铣刀宜选细齿、钻铰定位销孔一粗、精铣水斗背面下半部分、粗铣多排屑槽进行粗加工，因为铣削不锈钢时在切削刃正面下半部分端面和分水刃一上NC,k160mm镗床，处会形成很大阻力，这样可使切屑变细、变短，形粗、精铣水斗正面以及正背面交接处，铣水斗其余成碎块，使切削扭矩分布的区域延长，减小切削力各处。转轮与铣胎同钻铰示意如图3所示。和易

8、于断屑。另外，容屑槽尽量加深加大、螺旋角也宜加大，也利于排屑和使切