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1、常州轻工职业技术学院机械系毕业设计CZILI毕业设计(论文)说明书题 目 D350B中压7级动叶片的加工工艺分析及编程 姓 名 陈朝阳 学 号 0753123220 班 级 07数编332 指导教师 程畅 职 称 副教授 日 期 2010.6.13 常州轻工职业技术学院摘要 在一些重工业中，比如燃气发电、核电、航空工业中，汽轮机的使用是很普遍的，而叶片就是蒸汽机的“心脏”。叶片一般分为动叶片、静叶片和导叶片。本课题介绍了D350B中压7级动叶片的基本结构与功用，详细地讲述了D350B中压7级动叶片的机械加工工艺过程，制订了加工工艺卡片；针对叶片的特殊结构及加工工艺，结合公司的设备情况，进行数控
2、加工和编程，满足了该工序的加工精度，大大的缩短了生产实际需求，提高了生产效率，满足了大批量生产需要。 叶片的加工工序十分复杂，主要有：铣两侧面、磨两侧面、铣另两侧面、磨另两侧面、铣两端面、铣进汽侧斜度、铣出汽侧斜度、铣出汽侧收缩度、精铣叶根进汽侧，粗铣背径向面、精铣背径向面、粗铣内径向面、半精铣内径向面、铣叶冠两侧面、仿形内背弧汽导型线、精加工内背弧汽导型线、精抛内背弧汽导型线、磨内径向面、铣叶根径向面出汽侧倒角、铣叶冠背倒角、铣叶冠阻尼孔、线切割叶根、铣叶冠围带缺口、钳工修圆等二十多道工序，绝大多道工序采用普通机床进行加工，本文针对加工难度较高的内背弧和圆角部分进行数控加工，编程采用自动编程
3、方式，设备采用五轴联动加工中心。关键词：汽轮机；动叶片；加工工艺；工序；内背弧；数控加工；编程目 录前言 4第一章 D350中压7级动叶片的加工工艺分析过程. .51、产品介绍、生产类型及毛坯的选用. .52、设备和刀具的选用. . 63、夹具的选用. . .64、零件工艺的分析. .85、加工工艺的制定. .85.1加工方案制定. .85.2加工工艺安排. .105.3加工工序分析过程及工序卡的填写 11第二章 叶片内背弧和圆角部分的数控加工 321、D350B型7级动叶片的建模 . .322、 D350B7级动叶内背弧的曲面加工程序的编制. . .32小结. . .35致谢. . . .3
4、6参考文献. . .37附录A 叶片内背弧加工程序单. .37 前言汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。汽轮机通常在高温高压及高转速的条件下工作，是一种较为精密的重型机械，一般须与锅炉（或其他蒸汽发生器）、发电机(或其他被驱动机械)以及凝汽器、加热器、泵等组成成套设备，一起协调配合工作。由转动部分和静止部分两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。汽轮机在社会经济的各部门中
5、都有广泛的应用。汽轮机种类很多，并有不同的分类方法。汽轮机的蒸汽从进口膨胀到出口，单位质量蒸汽的容积增大几百倍，甚至上千倍，因此各级叶片高度必须逐级加长。大功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很大，末级叶片须做得很长。汽轮机装置的热经济性用汽轮机热耗率或热效率表示。汽轮机热耗率是每输出单位机械功所消耗的蒸汽热量，热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。对于整个电站，还需考虑锅炉效率和厂内用电。因此，电站热耗率比单独汽轮机的热耗率高，电站热效率比单独汽轮机的热效率低。大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向，这其中研制更长的末级叶片，是进一步发展大型汽轮机的一个关键；研究提高热效率是汽轮机发展的
6、另一方向，采用更高蒸汽参数和二次再热，研制调峰机组，推广供热汽轮机的应用则是这方面发展的重要趋势。第一章 D350中压7级动叶片的加工工艺分析过程1、产品介绍、生产类型及毛坯的选用 D350B型7级动叶片的立体图如下图所示（图纸尺寸以点坐标形式标注，由于页数达60多页，在此不作说明）。本叶片分为叶冠、叶根、内背弧三个部分。因为在实际使用过程中，在同一台汽轮机上，会使用大量的叶片，所以零件的加工模式为大批大量。叶片表面所受应力较高，所以加工本叶片采用锻件作为加工本叶片的毛坯。由于工厂规模较小，而大型五轴联动双驱式叶片加工中心和大型五轴联动车铣复合加工中心无法装配，所以无法对本叶片一次加工成型，故
7、采用多工序加工的方法，即对毛坯余量大的地方在普通机床(铣床、磨床）进行粗加工，然后再用中型五轴联动加工中心对叶片内背弧部分进行精加工。D350B型7级动叶片的立体图2、设备和刀具的选用在零件加工过程中多采用普通卧式铣床和平面磨床。尤其是在粗铣面及半精铣的过程中采用普通卧式铣床加工，刀具采用立铣刀和嵌入式高速钢平面铣刀。精加工面的时候采用平面磨床加工。在内背弧加工过程中，采用仿形铣床和五轴联动加工中心。在仿形过程中，铣内弧时使用球形铣刀，铣背弧使用立铣刀。使用五轴加工中心进行精加工时，使用刀片式硬质合金玉米铣刀进行内背弧型线的粗铣，使用刀片式硬质合金圆角刀进行精铣，最后使用刀片式硬质合金球头铣刀
8、进行圆角加工。然后再用抛光机进行抛光。在加工叶根时采用线切割机床。（机床设备和刀具的选用详细参见机械加工工艺过程卡，具体规格参见每道工序卡）3、夹具的选用在叶片加工过程中，很多工序中都要应用到夹具。其中在铣面的过程中，多采用机用台虎钳作为夹具。在五轴加工中心的加工过程中，采用专用夹具进行装夹(见下图所示)。夹具三视图夹具立体图夹具俯视图夹具主视图夹具侧视图4、加工工艺的分析该叶片由于工艺较为复杂，所以采用多道工序，包括，铣平面，磨平面，抛光等等。因为余量较大，精度较高，所以对同一平面的加工采用了从粗加工-半精加工-精加工的过程。5、加工工艺的制定5.1加工方案的确定因为余量较大，且要多处铣面，
9、所以粗加工多用普通卧式铣床进行平面的铣削，做内背弧时，因为余量较大，所以粗加工采用仿形铣床进行；精度较高，精加工采用四轴数控铣床或者五轴加工中心来做，因为要保证成品表面的光滑整洁，所以精加工完成后要进行抛光操作。5.2加工工艺的安排加工工艺过程具体参见下列工艺过程卡：机械加工工艺过程卡常州轻工职业技术学院机械加工工艺过程卡产品型号D350B零件图号D350B-2020007A001产品名称汽轮机动叶片零件名称中压7级动叶片材料牌号2Cr12NiMoWV毛坯种类锻件毛坯外形尺寸316mm*128mm*99.5备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时5铣两侧面机加工车间双柱铣床机用台虎钳
10、110磨两侧面机加工车间平面磨床永磁吸盘115铣另两侧面机加工车间双柱铣床螺柱 压板120磨另两侧面机加工车间平面磨床永磁吸盘125铣两端机加工车间普通卧式铣床机用台虎钳130铣进汽侧斜度机加工车间普通卧式铣床机用台虎钳135铣出汽侧收缩度数控车间数控铣床螺柱 压板240铣出汽侧收缩度连接处机加工车间普通卧式铣床机用台虎钳143铣叶根进汽侧数控车间数控铣床专用夹具245粗铣背径向面机加工车间普通卧式铣床机用台虎钳150精铣背径向面机加工车间普通立式铣床机用台虎钳155粗铣内径向面机加工车间普通卧式铣床机用台虎钳160半精铣内径向面机加工车间普通卧式铣床机用台虎钳165铣叶冠两侧机加工车间普通卧式铣床机用台虎钳170仿型内弧圆弧圆角精铣汽导型线及圆角数控车间XKH800型五轴加工中心专用夹具3075精抛内背弧型线及圆角精抛汽导型线及圆角抛光车间抛光机180磨内径向面机加工车间平面磨床永磁吸盘185铣叶根背径向出汽侧倒角机加工车间普通卧式铣床普通卧式铣床机用台虎钳290铣叶冠背倒角机加工车间普通卧式铣床机用台虎钳195铣叶冠背阻尼孔机加工车间普通立式铣床机用台虎钳1100线切割标准片叶根机加工车间线切割螺柱 压板20105铣叶冠围带缺口机加工车间普通卧式铣床机用台虎钳1110钳工修圆机加工车
