【發(fā)動機(jī)飛輪的數(shù)控加工工藝探析3500字（論文）】

寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院標(biāo)題：畢業(yè)論文正文或畢業(yè)設(shè)計方案（作品）修改狀態(tài)：01教育質(zhì)量管理體系質(zhì)量記錄編號：NZQMS-QR-2014-26生效日期：2007.9.1發(fā)動機(jī)飛輪的數(shù)控加工工藝分析摘要為了縮短某飛輪生產(chǎn)線時間節(jié)拍，對其瓶頸工序數(shù)控加工工藝進(jìn)行分析，確定了其工藝不合理之處，提出了加工工藝優(yōu)化方案．為了驗證優(yōu)化方案的合理性，運(yùn)用了VERICUT數(shù)控加工軟件對原加工工藝和改進(jìn)工藝進(jìn)行仿真模擬，并按照實際機(jī)床和刀具參數(shù)對VERICUT進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，保證了仿真的準(zhǔn)確性．仿真結(jié)果證明優(yōu)化方案正確可行，能夠大幅縮短加工生產(chǎn)節(jié)拍。關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī)，飛輪加工工藝，數(shù)控加工目錄13185第1章引言 11734第2章飛輪殼加工工藝分析 1147152.1原加工工藝 1152322.2原加工工藝問題分析 2184232.3加工工藝優(yōu)化方案 32098第3章葉輪壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的數(shù)控程序編制 332530第4章結(jié)束語 45221參考文獻(xiàn) 6第1章引言飛輪是發(fā)動機(jī)上一個重要的零部件，其作用是連接發(fā)動機(jī)與變速器，承擔(dān)發(fā)動機(jī)與變速器的部分重量，同時也是發(fā)動機(jī)重要的支撐部件。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是零件形狀不規(guī)則，毛坯壁薄，剛性差等。飛輪加工質(zhì)量的好壞對于發(fā)動機(jī)的可靠性和壽命起到重要的作用。目前，飛輪的生產(chǎn)較多采用數(shù)控加工方法，而加工工藝及加工路徑的合理性直接決定了產(chǎn)品質(zhì)量、精度及效率的高低。但是在實際加工中驗證加工工藝成本較高、效率低下，耽誤生產(chǎn)進(jìn)度，為了更準(zhǔn)確快速的驗證加工工藝，需要專用數(shù)控加工模擬軟件對加工工藝進(jìn)行仿真。VEＲICUT是由CGTECH公司開發(fā)的數(shù)控加工仿真專用軟件，具備同時進(jìn)行刀具軌跡、機(jī)床運(yùn)動及加工時間仿真功能，可以直觀、形象的展現(xiàn)數(shù)控加工的全過程，并能對仿真后切削模型尺寸精度進(jìn)行測量，保留切削模型供后續(xù)加工仿真使用。本文為了縮短某飛輪生產(chǎn)線時間節(jié)拍，將其加工節(jié)拍從380s縮短到350s，對其瓶頸數(shù)控加工工序進(jìn)行分析，確定工藝不合理之處，提出加工工藝優(yōu)化方案，并利用VERICUT對飛輪優(yōu)化前后的加工過程進(jìn)行仿真，驗證優(yōu)化方案的正確可行。第2章飛輪殼加工工藝分析2.1原加工工藝此次加工飛輪殼結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，工件所用材料為ZL104，屬于大型薄壁殼類零件。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是孔系多，剛性差，易變形、工藝性較差。下面是幾處加工難點(diǎn)的原有工藝安排。圖2-1國內(nèi)JU4500注塑機(jī)(1)銑A、M基準(zhǔn)面，保證A、M面距離5．8±0．5;腹板厚度24±0.4。工藝安排采用Φ63盤銑刀，一次精加工完畢。主軸轉(zhuǎn)速為6800r/min，進(jìn)給速度為3200mm/min，切深0.3mm。在加工，原有工藝分為三道工序:①用Φ88.2鏜刀粗鏜孔，主軸轉(zhuǎn)速為2154r/min，進(jìn)給速度為200mm/min;②用Φ88.7鏜刀半精鏜孔，孔口倒角1±0.3×45°，孔底圓角R5±0.3，保證深度75±0.25。主軸轉(zhuǎn)速為2154r/min，進(jìn)給速度為300mm/min，切削深度3mm;③用Φ88.9鏜刀精鏜孔，保證深度12±0.25。主軸轉(zhuǎn)速為2866r/min，進(jìn)給速度為215mm/min，切削深度0.46mm。(3)在加工孔時，原工藝安排同樣分為三道工序:①擴(kuò)孔刀粗鉆孔，保證直徑Φ17.5±0.1，深度6.5MAX，孔口倒角Φ19±0.25×90°。主軸轉(zhuǎn)速為2275r/min，進(jìn)給速度為341mm/min，切削深度2.3mm;②用Φ18.02鏜刀半精鏜孔，保證直徑Φ17.6+0．150，深度6.5MAX。主軸轉(zhuǎn)速為3578r/min，進(jìn)給速度為447.5mm/min，切削深度0.09mm;③用Φ18.02鉸刀鉸孔，保證尺寸，深度5.5MIN。主軸轉(zhuǎn)速為1060r/min，進(jìn)給速度為509mm/min，切削深度0.18mm。(4)加工2×M8－6H螺紋孔，工藝分為兩道工序:①Φ7.4鉆頭鉆2×M8－6H螺紋底孔，保證直徑Φ7.4，深度19MAX。主軸轉(zhuǎn)速為5595r/min，進(jìn)給速度為1678mm/min;②M8擠壓絲錐攻螺紋2－M8－6H，保證深度14MIN。剛性攻絲轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給速度為750mm/min．其中，M8擠壓絲錐材質(zhì)為高速鋼。(5)加工3×M10－6H螺紋孔，工藝分為兩道工序:①Φ9.2鉆頭鉆3×M10－6H螺紋底孔，保證深度34MAX。主軸轉(zhuǎn)速為5192r/min，進(jìn)給速度為908.5mm/min;②M10擠壓絲錐攻螺紋3－M10－6H，保證深度25MIN。剛性攻絲轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給速度為900mm/min。其中，M10擠壓絲錐為高速鋼。2.2原加工工藝問題分析雖然此次加工的飛輪殼已大范圍投產(chǎn)，但其加工工藝性仍有不合理之處:銑A、M基準(zhǔn)面時刀具加工路徑不合理。在加工中，加工路徑并不是按照最短距離編制的，而且抬刀次數(shù)較多，空走刀時間較長，影響加工效率．(2)孔加工工藝不合理。實際加工是先將孔粗鏜至Φ88.2±0.2，半精鏜至Φ88.7±0.12，最后精鏜分為三道工序加工。由于工序安排多，增加了工藝準(zhǔn)備時間和加工時間，降低了生產(chǎn)效率。在加工M8、M10螺紋孔時，采用的是高速鋼材質(zhì)的絲錐，其切削速度與進(jìn)給速度低，刀具使用壽命短，加工效率低。2.3加工工藝優(yōu)化方案基于以上幾點(diǎn)不合理之處，本文對飛輪殼加工工藝做出如下改進(jìn):針對A、M面刀具加工路徑過長問題，按照最短距離原則重新規(guī)劃了刀具路徑，減少抬刀次數(shù)，以縮短加工時間;(2)設(shè)計制造新型金剛石鏜刀，代替Φ88.2孔粗鏜與Φ88.7孔半精鏜刀具，將Φ88.9孔加工工藝優(yōu)化為兩道工序;(3)設(shè)計制造新型金剛石鉸刀，代替Φ17.6半精鏜刀和Φ18.02鉸刀，將Φ18.02孔工藝改進(jìn)為兩道工序;(4)為了提高M(jìn)8、M10螺紋孔加工效率，優(yōu)化工藝選擇用瓦爾特HP8061716－M8、HP8061716－M10硬質(zhì)合金擠壓絲錐。加工M8螺紋孔時，主軸轉(zhuǎn)速由原來的600r/min提高到2300r/min，進(jìn)給速度由原來的750mm/min提高到2875mm/min。加工M10螺紋孔時，主軸轉(zhuǎn)速由原來的600r/min提高到1900r/min，進(jìn)給速度由原來的900mm/min提高到2850mm/min。通過以上優(yōu)化方法，原加工工藝存在的不足將得到較大的改進(jìn)。為了驗證優(yōu)化結(jié)果，本文運(yùn)用VEＲICUT仿真軟件，對原加工工藝和優(yōu)化后的工藝進(jìn)行了模擬仿真。第3章葉輪壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的數(shù)控程序編制用NX進(jìn)行轉(zhuǎn)子數(shù)控編程時。以通過創(chuàng)建加工坐標(biāo)、幾何體定義、刀具參數(shù)的設(shè)置、創(chuàng)建操作參數(shù)的設(shè)置四個部分來完成葉片加工刀具軌跡的生成。刀具軌跡生成。在機(jī)床視圖刀具節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建加工要使用的刀具并對刀具命名和參數(shù)設(shè)置;在幾何視圖下定義加工坐標(biāo)系、加工毛坯、加工部件及檢查幾何體;創(chuàng)建操作并設(shè)定切削速度、進(jìn)給率、刀軸控制等相關(guān)加工參數(shù)。葉輪流道的加工流程:為了讓生成的刀具軌跡沿著葉輪氣流道的流道方向，需要抽取輪轂面作為驅(qū)動面并重新設(shè)置抽取曲面的U、V參數(shù)線布置，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變軸曲面輪廓銑。由于葉片扭曲角較大，葉片加工前期和后期刀軸變化角度較大，因此需要采用標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動和指向點(diǎn)兩種刀軸控制方法分別完成葉片的上半層和下半層加工最為合理。葉輪加工的驅(qū)動方法采用曲面區(qū)域驅(qū)動。為了保證在加工過程中刀具不對零件產(chǎn)生過切選用整體葉輪本身作為檢查幾何體，以流道前端的抽取曲面作為驅(qū)動幾何，在加工過程中如果出現(xiàn)過切或刀具干涉現(xiàn)象刀具會自動退刀。選擇多層加工的設(shè)計方案進(jìn)行，每層深大約為0.5mm，其它的參數(shù)設(shè)置和加工上半層的參數(shù)類似。因為選擇刀具控制方式是變軸曲面輪廓銑的關(guān)鍵，因此后續(xù)的重點(diǎn)是刀軸的控制方式。2.流道左端曲面的加工采用可變軸曲面輪廓銑來完成，刀軸控制選擇垂直于驅(qū)動和相對于驅(qū)動來完成。其中垂直于驅(qū)用于上半部分加工，相對于驅(qū)動用于下半部分加工。在整體葉片氣流道右端的曲面曲率變化較小，曲面上各點(diǎn)方向與葉片曲面夾角都幾乎為0°，在加工的過程中不易出現(xiàn)刀具干涉，因此刀軸控制選擇垂直于驅(qū)動最為合理。3．葉輪氣流道的半精加工分析。為了保證精加工葉片表面的剩余材料均勻，從而提高最終的葉片加工質(zhì)量，需要對葉輪氣流道進(jìn)行半精加工。4.轉(zhuǎn)子一級、二級葉片的精加工分析。從整體葉輪的幾何特征可以發(fā)現(xiàn)入口處葉片到出口出葉片曲率變化很大，一次性加工刀軸很難控制。因此對葉片采用壓力面、前圓角、吸力面三部分分開加工的方式來完成較合理。5.變圓角加工分析。由于變圓角的圓角在不斷變化，曲率變化也較大，因此采用垂直于驅(qū)動的控軸的方式刀具比較容易與其它葉片干涉，因此加工刀軸控制方式選為指向線較為合理。第4章結(jié)束語在這近一年的實習(xí)期間，我在師父的指導(dǎo)下，從剛開始對配電箱接線的生疏、墨跡到后來的熟練并快速的接完一整臺注塑機(jī)的配電箱。通過這段時間的工作，我也逐漸對配電箱內(nèi)電氣接線越來越了解，這對我的畢業(yè)設(shè)計打下了基礎(chǔ)。我通過對配電箱電氣接線的分析，讓大家了解一臺JU4500注塑機(jī)的配電箱從主配電箱到副配電箱的接線過程。根據(jù)不同要求的注塑機(jī)，接線的方法也不同。對圖紙做了一些介紹，讓我們了解到圖紙對我們電氣接線重要性，它是電氣接線過程中不可缺少的東西。我們在學(xué)校學(xué)的理論知識固然重要，但是社會實踐更加重要。我們要把學(xué)校學(xué)到的理論知識應(yīng)用到社會實踐中去。在廠里我可能已經(jīng)不算是一個電氣接線的新手了，可是對電氣接線而言我還有很長的一段路要走，我還需要學(xué)很多東西。在實習(xí)中沒有什么近路可以走，只有腳踏實地，一步一個腳印，堅持不懈，遇到困難不退縮，才能做的更好。參考文獻(xiàn)［1］吳寶海，羅明，張瑩，李山，張定華．自由曲面五軸加工刀具軌跡規(guī)劃技術(shù)的研究進(jìn)展[J].機(jī)械工程學(xué)報，2015，10［2］李建廣，趙航，袁哲?。环N新的多