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1、. . 摘要本课题需要对叶轮的整个制造工艺进行规划，同时对其加工程序进行设计。加工序安排由粗加工到精加工，基准设计从粗到精遵循基准统一原则，铣加工定位采用专用夹具配以心套，辅以定位销，夹紧采用螺帽压紧。本课题为叶轮的制造工艺与加工程序设计，直接的目的是介绍说明叶轮制造的细节，运用CAD/CAM软件解决制造业界中对叶轮加工程序编制的难题。同时介绍叶轮制造的新思路新方法。间接的目的是使叶轮的功用更为人所知，使其应用更广泛，节能环保，造福人类。关键词：精加工、程序、工艺、叶轮AbstractThis subjects need to turn the leaves of the entire man
2、ufacturing process for planning, for the processing procedures. The process design in order to arrange the perform finish machining the base design from coarse to follow the principle of unified a benchmark and milling machine is of special means with the heart, with positioning pin, grip the nut pr
3、essure.This subject for the round of the manufacturing process and processing the application design and purpose is to explain the details of the leaves turn to make use of CAD/CAM software solution Thomas pink of leaves on processing the application of the problem. the introduction of impeller the
4、new thought of new methods. The aim is to turn the leaves function is known, the more extensive, energy, benefiting mankind.Keywords ： finish machining, procedures and processes and impeller目 录第一章 引言.31.1废气涡轮增压小史31.2对叶轮加工基本要素的认识41.3叶轮的材料及性能41.4叶轮的结构特点41.5对本课题的设计思路51.6 课题的目的与意义51.7 本章小结5第二章 叶轮的制造工艺设计
5、.62.1 叶轮加工工艺思路62.2工艺规程设计72.3 叶轮加工工艺流程图82.4产品部分附图（AUTOCAD）82.5 本章小结8第三章 叶轮的铣加工程序设计.93.1 UG NX 4.0的简单介绍93.2 VTR454导轮的加工程序设计思路93.3 VTR454导轮加工程序设计103.4 454压轮的加工程序设计思路123.5 UGNX4.0的压轮造型133.6 454压轮加工程序设计153.7本章小结15第四章 结论与探究.164.1科学设计使大型叶轮在四坐标机床上加工成为易事164.2叶轮的压轮部分加工程序设计从四轴向三轴的转变164.3 小型叶轮压轮加工编程方式的微变164.4 当
6、今制造业界叶轮加工方法的发展方向16参考文献.17致.18第一章 引言1.1废气涡轮增压小史该装置最早应用在飞机上，由于飞行高度不断攀升，空气越来越稀薄，造成飞机引擎进气量不足，因此涡轮增压器便被采用，以此尽可能多地向飞机引擎“打注”新鲜空气。随着废气涡轮技术的慢慢普及，它又被用到了军事装备上。由于军用装甲车辆均为柴油发动机，为了提高功率，军车率先使用它，如美国的M1A1及德国的豹等主战坦克。废气涡轮增压在民用车辆的应用则起步较晚，主要是因为轻型车辆(如轿车)大多采用汽油发动机，其对增压技术的要求很高，所以这项技术早期的民间应用仅局限于柴油机上(我国有依维柯、得利卡等柴油车型都有应用)，普及率
7、因此大打折扣。随着我国经济飞速发展和柴油机技术的不断改进以及柴油机经济性和故障率低的优点，柴油机也逐渐应用在轿车上，为了提高功率及大扭矩输出，一些国外汽车厂商也纷纷应用了废气涡轮技术(如大众的TDI引擎，奔驰、宝马也有柴油增压车型)。同样因为技术的进步，汽油涡轮增压引擎也逐渐多见(如富豪的增压车型、三菱枪骑兵EVO系列、富士的增压车型等)，这都使得车辆的动力性得到了极大的提高。实践证明，采用该装置后功率可至少提高10%-30%，并能进一步降低油耗，尾气排放也有一定程度的改善。既然废气涡轮增压器有如此神奇功用，我们在使用过程中就应当十分注意。大家应该知道，废气涡轮增压器里的涡轮和叶轮都是高速旋转
8、的，因此它的润滑工作就应当十分到位。为了保证装置长期安全的工作，通常由发动机主油道单独分出一支润滑油道来对涡轮与叶轮中间的浮动轴承进行润滑。高速旋转的涡轮与叶轮具有很大的旋转惯性，转速需要一段时间才能降下来，如果我们在使用中让发动机立即熄火，就切断了发动机通往增压器浮动轴承的润滑油路，使得高速旋转的涡轮、叶轮的充分润滑失去保证。长期如此，必定会引起废气涡轮增压的故障，出现噪音偏高、工作粗暴、发动机下降，因此正确的操作方法应当是待增压器转子转速降下来，再熄火。由于发动机长期低速运转会对增压器造成损坏，一方面发动机低速运转则增压器涡轮也低速运转，长期下去会使润滑浮动轴承的润滑油从叶轮端渗出，并随同
9、新鲜空气进入气缸燃烧，从而影响发动机正常工作。另一方面，渗出的机油也会影响增压器本身的工作，造成增压器工作效率下降，直至损坏。因此在使用中，应经常检查增压器的来、回油管，保证增压器润滑充分从而正常工作。由于废气涡轮增压器的涡轮与叶轮是高精密度件，所以不要自作聪明自行修理。平时只要检查一下油管，听一下它的工作声音，而无需做额外的特殊保养。一旦废气涡轮增压器发生损坏，不能修理一下重复使用，而需要检查引起增压器损坏的原因并更换废气涡轮增压器，以保证发动机正常工作。（以上为叶轮制造的必要性）。废气涡轮增压工作原理 废气涡轮增压器是如何工作的呢？下面就向各位大家介绍它的机理。如图一、图二、图三所示，主要
10、由叶轮和涡轮组成，当发动机正常工作时，从发动机排气门排出的废气及排气管进入到废气涡轮增压器右端，从而吹动涡轮高速旋转。涡轮转速高的可达10万转，而日本的一些废气涡轮增压器的涡轮转速可达到12万转。 与涡轮同轴的另一端的叶轮也同时做高速旋转，新鲜空气进入到叶轮一端后，由于叶轮高速旋转从而压缩了新鲜空气形成增压。增压后的新鲜空气要首先经过中冷器进行冷却。因为叶轮的搅动升高了空气的温度，从而降低了空气的密度，为了保证进气量，因此必须对增压后的高温气体实行冷却。 经过中冷器的空气在经过进气管后再进入气缸开始工作。涡轮增压由于进气压力高，因此在排气过程中能够充分扫清上一循环工作过程中的残余废气，达到了排
11、气干净的目的，并能为下一次燃烧做好准备，也利于下一次燃烧充分，从而减少有害物质的排放。这是它的另一个非常突出的优点。 经过中冷器的空气在经过进气管后再进入气缸开始工作。涡轮增压由于进压力高，因此在排气过程中能够充分扫清上一循环工作过程中的残余废气，达到了排气干净的目的，并能为下一次燃烧做好准备，也利于下一次燃烧充分，从而减少有害物质的排放。这是它的另一个非常突出的优点。 图1 图2 图3 1.2对叶轮加工基本要素的认识叶轮的加工要素与我们头脑概念中的一般零件加工要素稍有区别，其主要特点有如下几点：（1）外形尺寸要求不严格，0.5，甚至更大。（2）装配尺寸精度要求高。（3）叶片厚度，长度尺寸要求
12、一致，均匀分布。（4）表面粗糙度值要求小。（5）流道分布要求均匀流畅。（6）动平衡要求很高。1.3叶轮的材料及性能叶轮的材料为耐热合金铝，由于叶轮的工作环境决定了需要这样的性能，这些材料一般源于进口，毛坯成型前还需要锻打、热处理改变其金相组织结构，使其达到需要的切削性能和使用性能。1.4叶轮的结构特点说白了就是一个轮子上装几个叶片，但叶片也不是随便分布的，视作用不同而角度不同。但一般都是对称的。因为高速旋转的零部件都需要动平衡。1.5对本课题的设计思路本课题需要对叶轮的整个制造工艺进行规划，同时对其加工程序进行设计。针对叶轮加工的基本要素，工序安排由粗加工到精加工，基准设计从粗到精遵循基准统一
13、原则，铣加工定位采用专用夹具配以心套，辅以定位销，夹紧采用螺帽压紧。1.6 课题的目的与意义本课题为叶轮的制造工艺与加工程序设计，直接的目的是介绍说明叶轮制造的细节，运用CAD/CAM软件解决制造业界中对叶轮加工程序编制的难题。同时介绍叶轮制造的新思路新方法。间接的目的是使叶轮的功用更为人所知，使其应用更广泛，节能环保，造福人类。1.7 本章小结本章简单介绍了涡轮增压机的基本功能，特点，材料，性能，让我们更好的了解涡轮增压机的工作原理。第二章 叶轮的制造工艺设计2.1 叶轮加工工艺思路2.1.1导轮的结构分析导风轮是叶轮的一个主要部件，与压轮通过两个圆柱销定位，心套固定，实现正确装配。导轮的加
14、工相对压轮来说更有一点难度，主要是因为做出来的产品外表要好看，加工讲究艺术的效果，难点体现在其小叶片进气端流道的加工，因为加工的流道是均布在被清了角的斜面上，流道与叶片的根部要平滑过渡，不能留有凸台，而清角用的是波刃立铣刀，铣流道要用球头锥度刀，铣流道时要求Z向深度要接平，流道分布均匀，同时在保证根部接平的前提下不铣到小叶片。完成这些要求后只要保证叶片厚度和长度导风轮的加工就没什么难度可言了。2.1.2导轮的技术要求分析导轮的材料同压轮为耐热合金铝，该材料具有较高的强度，耐热性。表面硬度要达到相应的值，叶片厚度不能太薄。2.1.3导轮毛坯选择 图42.1.4导风轮毛坯种类导风轮毛坯为自由锻件，同时属于小批量大型锻件。尺寸精度不是很高。2.1.5导风轮毛坯形状尺寸VTR454导风轮毛坯形状如3.1.3所示D1=20，D2=460 ，D3=200，H1=180，H2=220。2.1.6导风轮毛坯
