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1、毕业设计说明书课题名称 导叶工艺工装设计与数控编程系 别 现代制造工程系 专 业 数控技术 班 级 数控 0611 姓 名 学 号 指导教师 起讫时间： 09 年 2 月16 日09 年4 月 10 日（共8 周）摘要导叶工艺工装设计与数控编程导叶产品进行技术设计、工艺设计有着实际性的作用和意义。本课题的设计可以让培养我们独立解决问题的能力，培养我们PRO/E的3D造型设计、装配、自动编程，及搞工艺工装设计的能力。关键词：导叶；结构；工艺；SummaryLead a leaf craft work to equip to account to control plait distance wi
2、th number to lead leafs product to carry on the function and meaning that the technique design, technological design has actual.The design of this topic can let development we independently problem-solving ability, develop our PRO/E of 3 D shape design, assemble, automatic plait distance, and make c
3、raft work to equip the ability for account.Keyword:Lead a leaf;Structure;Craft目 录1 引言 12 导叶简介 2 2.1 导叶的作用 2 2.2 导叶结构图 4 3导叶工艺分析 5 3.1导叶叶型加工 6 3.2 导叶孔加工 8 4 导叶加工工装装配图 95 导叶毛坯造型和零件造型 106导叶叶型面加工编程 13 7 结束语 16 参考文献 17致谢词 181 引言充分利用现代科学技术成果，结合我国八十年代之前建造的中小型水电站的实际情况进行机组特别是导叶的技术改造。确导叶的高性能、高质量和安全可靠运行。这种产品对企
4、业的发展具有十分重要的意义导叶一般使用在压缩机、水轮机等动力装置上，起着调节作用，是压缩机与很多大型设备必不可少的装置。应用十分广泛，同时生产厂家众多，竞争十分激烈。 由于导叶的应用十分广泛，厂家众多，对于产品的销售要有市场策略。那么我认为首先要立足于本地，由于本地区经济发达，制造业蓬勃发展，有众多的大型设备，在保证质量的前提下做好售后服务，获得生产产家的信赖。在立足于本地的前提下，在各个机械设备行业的网站上作好广告宣传工作，打响自己企业的品牌，利用品牌魅力在国内市场上立足。因此，此次导叶工艺工装设计与数控编程导叶产品进行技术设计、工艺设计有着实际性的作用和意义。本课题的设计可以让培养我们独立
5、解决问题的能力，培养我们PRO/E的3D造型设计、装配、自动编程，及搞工艺工装设计的能力，让我们结合课堂上所学的理论知识，充分发挥自己的想象，把所学的知识活用在现实当中，对我们来说是对自己在学校所学知识的一次检验，更是把学校与社会联系起来，对我们即将要进入社会当中是有着重要的实际意义。我将根据零件图，利用CAD/CAM系统，对加工工艺和夹具方案进行优化设计。本课题可以让我较全面地运用、巩固所学的知识，同时培养独立思考和解决问题的能力，有助于我今后职业技能的发展。2 导叶的简介导叶可用于水轮机、气压机的安装使用。根据需要，它还可调节叶片混流棒的出水道。导叶不同步装置的水泵水润机的全特性曲线对高水
6、头抽水蓄能电站中,低比转速水泵水轮机甩负荷时,步装置降低蜗壳进口压力的机理进行了理论分析和探讨。水从叶轮出来后,进入它外面设置的导叶之后进入下一级或流入出口管。2.1 导叶的作用 无前置导叶与前置导叶90 时泵的QH曲线基本上是两条平行曲线，有前置导叶的Q-H曲线略低些，这是由于加了前置导叶之后，进口液流阻力损失增加而引起扬程下降的缘故。从Q一曲线上看出，两条曲线基本接近，且有一重合点，此点左侧，有前置导叶的Q一曲线比无前置导叶的Q一曲线略高3而此点右侧，有前置导叶的Q一 曲线比无前置导叶的Q曲线略低，此重合点正是最优工况点。这说明，在最优工况下，前置导叶的阻力损失对泵来说微乎其微，不造成什么
7、影响；而在小流量时，由于进水管内液流少，流动不均匀，加了前置导叶之后，起导流作用，使液流进口流动均匀性加强，所得效率比原来有所提高；而在大流量时，导流作用消失了，相反因增加前置导叶，阻力损失增加，导致效率有所下降。可见，当导叶位置在90 时，其泵的性能与未装前置导叶泵的性能基本相近，此时它对泵的特性影响不大。其次，来看看导叶在不同角度时水泵性能的变化。VR装置导叶在不同角度时对泵性能的影响。VR装置的泵在各种导叶角度下的性能曲线。当前置导叶向小于90的方向调节时，所得到的性能曲线是明显地向左，并且与90 角时的性能曲线基本上平行的移动(在连续运行极限范围内)。这是因为此时前置导叶出口液流方向与
8、叶轮旋转方向趋向一致，液流在泵叶轮入口前有了一个正向预旋Vlu(Vlu液流在叶轮进口处绝对速度的圆周方向分速度)，故Vlu0(前置导叶为90。时，Vlu 0)。由欧拉方程式：HT=(u2v2uulvlu)g得知，当导叶角度向小于90。方向调节时，由于Vlu0，则泵的理论扬程HT小于导叶在如。时泵的扬程HT。并且，前置导叶角度取值越小，Vlu值越大，扬程降越大，故QH特性曲线向左移。在实际使用中，正是利用这一特性，在保持扬程基本恒定的情况下，使流量随VR角度变小而变小，从而达到减少流量的目的。而当前置导叶大于90方向调节，此时前置导叶液流出口方向与叶轮旋转方向相反，即产生反向预旋，故 Vlu0。
9、同样由欧拉方程可知，此时泵的扬程HT大于前置导叶在90时的扬程。而且，前置导叶角度越大，Vlu越小，泵的扬程增加越大，QH特性曲线向右移。所以，可以在一定的扬程下，使泵的流量随导叶角度变大而增加。实践说明，上述作用是明显的。由于前置导叶向90位置两边调节，使液流在进入泵叶轮前分别产生了正向预旋和反向预旋，在叶轮叶片进口边产生绝对速度V1的圆周分量 Vlu，因而使叶轮进口速度三角形发生变化，实线为无预旋时的速度三角形，虚线分别为产生正向预旋和反向预时的速度三角形。三种状况下的相对速度1大小不一样，1为液流正向预旋时的相对速度；1为液流反向预旋时的相对速度。显然1随导叶角度值增大而增大。前置导叶角
10、度调节对水泵效率的影响是明显的。当导叶处在90位置时，水泵运行的高效区范围最大，效率最高。当导叶角度逐步增大或逐步减小时，水泵运行效率也逐步下降。2.2 导叶的结构图 图13. 导叶工艺分析1 备料：取QT450毛坯（见图2）2 锻造：毛坯锻造3 退火：毛坯退火4 画叶线型线：按图中尺寸画出叶面加工尺寸5 铣：铣叶型面至尺寸6 粗车：车两头圆柱至817 精车：车两头圆柱至尺寸80f78 镗：镗叶型面搭桥处9 镀铬：在导叶表面镀铬0.0150.02mm10 打孔：打56.6的孔11 检查：抽样检查12 清洗：清洗零件表面污垢13 入库：涂防锈漆后入库 图23.1导叶叶型加工此叶型图前半部分是椭圆
11、形，后半部分是等腰梯形， 铣叶型面。（见图3） 图3工艺分析 1按图纸画出叶型面尺寸2安装导叶，长的圆柱头用三抓卡盘卡住，短的圆柱头用顶顶住。在未加工叶型面下面用三个小型千斤顶顶住。使导叶毛坯在加工时不动为要求。（见图4）3加工至尺寸 导叶安装：用四块夹板按图纸上所画的大致位置放置，在用四个双头螺柱与下面的底板连接（连接要牢固不得有松动）。在导叶底部用四个小千斤顶顶住，导叶的圆柱一头用挡板顶牢在另一头也是用挡块顶住（不得两头有松动）。 图43.2导叶孔加工加工中间孔56.6的孔。用专用夹具安装。见（图5） 图54.导叶加工工装装配图图61.该导叶零件的工艺工装设计与数控编程（为企业的研究产品，
12、主要应用于水电产品上）。2.导叶零件的工艺加工具有形状复杂 加工难 要求高，以及技术先进 结构工艺性较好等特点3.产品的详细技术参数由企业提供的图纸与指导老师布置的要求产品的生产批量为中小批生产4.生产设备按照一般企业设备要求等5.导叶毛坯造型和导叶零件造型导叶毛坯是在导叶零件的基础上多加5mm。使用Pro/e软件造型。（见图7）（图7）导叶毛坯造型图 导叶零件造型图也是Pro/e软件。（见图8） （图8）导叶零件造型图6.导叶叶型面加工编程%1G54G90G00Z100X0Y0M3S1000X40Y-22.5Z5G01Z-20F100G41D1X-150Y0X-124.5Y10.1X-105
13、.08Y17.7X-78.81Y24X-52.54Y27.3X-26.27Y29.9X0Y28.3X167.1Y0 X0Y-28.3X-26.27Y-32.6X-52.54Y-36.2X-78.81Y-39.4X-105.08Y-39.8X-124.5Y-39X-150Y0G00Z100G40X0Y0M30编程时应注意的问题在编制书空铣削程序时，除了要求计算准确、程序代码及编制格式无无误外，还有一些问题需要特别注意。1. 零件尺寸公差对编程的影响在同一把铣刀、同一个刀具补偿值编程加工时，由于零件轮廓各处尺寸公差带不同。 就很难同时保证各处尺寸在尺寸公差范围内。 这时一般采取的办法是：兼顾各处尺
14、寸公差，在编程计算时，改变轮廓尺寸并移动公差带，改为对称公差，采用同一把铣刀和同一个刀具半径补偿值来加工。见零件图中的尺寸，起公差带均做了相应改变，计算与编程时用其实际尺寸。 此外，还有一些尺寸为了同时保证很多个尺寸的公差，直接按名义尺寸编程是不行的，在编程时必须通过尺寸链计算。对原来尺寸进行适当调整，保证加工后的尺寸符合公差要求。实际生产中有许多与此相类似的情况，编程时一定要注意。2. 圆弧参数计算误差对编程的影响在按零件图样尺寸计算圆弧参数时，会产生计算误差。特别是在两个圆或两个以上圆连续相切或相交时，会产生较大的误差积累，其结果会使圆心的坐标值的误差增大（见图5）。当圆弧值误差超过一定限
15、度时，数控系统会因找不到圆弧终点而报警。特别是当误差处于数控系统所允许的最大圆弧插补误差附近时（临界状态），常常会发生数控系统有时勉强能接受，有时又不允许接受的情况，这样反而更危险，使隐患很难查找，极易造成铣坏工件。因此，在计算之后一定要注意复验圆弧值的误差，一般应保证数控系统允许的最大圆弧插补误差。如验证达不到上述要求时，可根据实际零件图改动一下圆弧半径值或圆心坐标（在许可范围内）来解决。3. 转接凹圆弧对编程的影响对于直线轮廓所夹的凹圆弧来说，一般可有铣刀半径自然形成而不必走圆弧轨迹。但对与圆弧相切或相交的转接凹圆弧，通常都要做圆弧轨迹的方法解决。在导叶叶型面上加工时选择铣刀直径时往往受其
16、制约。此外，在实际加工中，也有可能为了保证其他轮廓尺寸公差或用同一条程序进行粗、精加工而采取放大刀具半径补偿值的方法达到目的。其结果是要么去选择更小直径的铣刀，要么将原来选好的铣刀磨小一点，而这样做既不方便也不经济，还有可能打乱原来的程序（如：行切宽度已定，铣刀改小后有可能留下覆盖不了的刀锋）。因此，最好的办法就是在编程计算时。把样图中最小的转接凹圆弧半径放大一些（在其加工允许范围内）。4. 尖角处使用过渡圆弧时问题有时候，由于在用折线逼近曲线没有注意到（或意想不到）其尖角是凸还是凹，尤其是在曲线拐点附近不太容易分辨，这时如在尖角处采用过渡圆弧编程就很容易产生过切现象（见图5）。有时候，因凸型
17、尖角附近有轮廓限制，如铣刀直径过大，尖角处采用圆弧编程也会产生过切，遇到上述情况时，应放弃对此尖角处的过渡圆弧编程，改用其他方法。7 结束语导叶是一种运用机械的相互运动实现运油的过程，主要应用于水轮机或水电产品上，该导叶研究的产品要求使用中油压高、体积小、动作灵活、不漏油、性能可靠，技术先进、结构工艺性较好、可安装性等特点。通过导叶的设计，使我更加了解了机械方面的各种知识，了解了企业对设计效果的需求，能根据需求设计简单的设备。通过本设计，了解了接力器的工作原理，工作要求，各零部件的要求及运用。我根据零件图，利用CAD/CAM和Pro/e软件系统，对加工工艺和夹具方案进行优化设计。本课题可以让我
18、较全面地运用、巩固所学的知识，同时培养独立思考和解决问题的能力，有助于今后职业技能的发展。参 考 文 献1中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼J.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20.2梁训王宣,周延佑.机床技术发展的新动向J.世界制造技术与装备市场，2001(3)： 21-28.3 哈尔滨大电机研究所编. 水轮机设计手册M.北京：机械工业出版社，1986.64 王丽洁主编.数控加工工艺与装备M.北京：清华大学出版社，2006.15 顾京主编. 数控机床加工程序编制M.北京：机械工业出版社，2004.1 6 孙学强主编.机械加工技术M，北京：机械工业出版社,2004.1致谢词感谢学校安排的毕业设计任务，使我有机会在未去企业之前有了一次很好的锻炼的机会。也使我对以后去企业有了更多的信心。在完成本毕业设计课题任务中，现代制造工程系数控教研组教师章光伟老师和姚庆祺老师给予了我很大的帮助，在老师的逐步教导下，我顺利的完成了学院布置的毕业设计课题内容，特别是章光伟老师，不仅是在每周的定点定时教导，而且在课外，利用业余时间给我多次单独辅导，还通过电话，网络等途径督促、辅导我，完成此次毕业设计。，我也十分感谢。毕业设计同组同学，无私的将自己的学习经念教给了我，我也很感激。最后，再次感谢老师，同学的热情帮助，让我比较顺利，圆满的完成了我的毕业设计！
