透平膨胀机叶轮多轴加工方法研究.pdf

第5期
机槭设计与制造
2015年5月
Machinery Design Manufacture
207
透平膨胀机叶轮多轴加工方法研究
宋明伟,董建荣,魏志强
(河北机电职业技术学院机械工程系,河北邢台054048)
摘要:针对透平膨胀机叶轮叶片薄、扭曲大,叶片间隔小,形状复杂等特点,对其多轴加工过程进行了详细的分析,
研究并试验了叶轮多轴加工方法,有效的解决了加エ过程中的问题;首先对叶轮毛坯的编程与加エ、定位与装卡,五
轴加工机床的选择以及叶轮CAM设置等工艺过程进行了合理的设置,然后对整个工艺过程进行了多次实践验证,
最终实现了优化叶轮加工过程,提高加工效率的目的;目前这一技术已成功运用到多种整体叶轮的加エ,并获得了
良好的效果。
关键词:叶轮;多轴加工;加工工艺;CAM
中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1001-3997(2015)05-0207-03
Whole Cast Aluminum Impeller and Multi-axis Machining Applications
SONG Ming-wei, DONG Jian-rong, WEI Zhi-qiang
( Hebei Institute of Electrical and Mechanical Technology, Hebei Xingtai 054048, China
Abstract: A iming at the characteristics of turbo-expander impeller blades that it being thin, twisted large and small blade
spacing, and its shape and other, carried out detailed analysis on multi-axis machining process, researched and tested the
impeller multi-axis machining methods, effectively solving the process the problem first aiming at the heel blank
programming and machining process, positioning and installation card, 5-axis machining and impeller CAM, it chose a
reasonable setting, then the whole process had been proven many times, eventually achieved the optimal impeller machining
process, improued the purposes of processing eficiency present this technology had been suecessfully applied to a variety of
integral impeller machining, and obtained good result
Key Words: Impeller; Multi-axis Machining; Processing; CAM
1引言
铝合金整体叶轮是透平膨胀机的核心部件,其特点是叶片
薄而相对较长,扭曲大而极易变形,相邻叶片空间极小,是难于加
工的复杂曲面类零件,而且叶片的加工精度,对整个透平膨胀机
安全可靠的运行具有至关重要的作用。
图1叶轮毛坯
2叶轮毛坯造型与数控编程
ig. 1 Wheel Blank
整体叶轮叶片部分的外轮廓曲线为非函数曲线,利用手动3叶轮的定位与装卡
编程和宏程序编程都很难实现数控程序的编制,因此,根据叶轮3.1叶轮材质特点
叶片曲线数据,利用CAM数控车软件编写叶轮毛坯的车削程序
透平膨胀机中在低温区工作的零部件常处在70℃C(加温时)
能够很好地控制凸轮毛坯轮廓。在凸轮毛坯加工成型中,选择至-180℃左右的温度范围内。在这样的低温下,一般的黑色金属
CAK6150数控车床作为加工设备。根据互为基准的原则设置粗、已成为脆性材料,不能满足要求。由于叶轮作高速旋转,对其材质
精车毛坯外圆面的定位,然后传输数控程序,粗、精车凸轮叶片区的选择除考虑材料的强度外,还应考虑材料的密度,材料的密度
域形成叶轮曲线轮廓,如图1所示。接下来钻叶轮中心孔,并进行越大,则由离心力产生的应力也越大,叶轮运行的负荷越大,因此
精镗加工,完成整体叶轮毛坯加工操作。
希望选用密度小的高强度材料。
来稿日期:2014-10-25
作者简介:宋明伟,(1983-),男,河北衡水人,本科,讲师,主要研究方向:机械设计与制造;
魏志强,(1979-),男,内蒙赤峰人,本科,讲师,主要研究方向:机械电子研究