叶轮的加工工艺分析(附件)【字数：10975】
叶轮机械作为当代最重要的能源利用装备之一，在国民经济的各支柱产业都占有重要的地位。在我国现代化建设面临资源、环境、发展和国家安全的今天，高效利用能源，积极开展先进、可靠叶轮机械制造技术研究制作，这也是本研究论文的主要研究内容。本论文叶轮工艺分析利用专业优势，围绕制作叶轮机械图纸识别、工艺分析、车削加工、铣削加工与最后的实体检验，这几点也是目前广泛采用的叶轮机械生产制作方法。应用叶轮机械制图与三维建模专用的UG软件完成了叶轮的加工工艺分析工程图和三维模型制作，并与实际产品设计结果进行对比，验证计算模型的可靠性。
目录
一、引言1
（一）叶轮的研究背景1
（二）叶轮的分类2
（三）主要研究内容3
二、叶轮车削工艺的编制4
（一）图纸分析与UG建模4
（二）毛坯材料选择6
（三）机床选择6
（四）刀具选择7
（五）车削叶轮的加工工艺编制8
（六）车削工艺编程10
三、叶轮铣削加工工艺编制12
（一）机床选择12
（二）刀具选择13
（三）铣削叶轮的加工工艺编制14
（四）铣削工艺编程15
四、叶轮成品结构示意图20
总结22
参考文献23
致谢24
一、引言
21世纪是一个机械智能自动化的时代，人类的生活与机械密切相关，流体机械在当中占很大重量，叶轮在当今流体机械中也有着举足轻重的地位。叶轮最初是从1772年在圣多明各的一个废弃铜矿里被发现了其作用，是比较典型的多轴加工零件，叶轮系列刀具适合加工铝合金、不锈钢(包括沉淀硬化不锈钢)、钛合金及高温合金等材料的中小型叶轮(出气口直径一般在30~500mm)，这类叶轮主要分布在汽车增压器、离心压缩机、鼓风机、水轮机、汽轮机及航空发动机等领域。制造叶轮的目标一直是高效、高精度、高稳定性；同时，技术人员结合工艺技术给予合理、先进的车削、铣削方案；最终呈现出来的结果不仅是刀具，更是技术。叶轮是冲动式汽轮机转子的组成部分，又可以指轮盘与安装其上的转动叶片的总称，如图11所示 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
。
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（a） 铝合金叶轮 (b) 铜合金叶轮
图11 叶轮的展示
（一）叶轮的研究背景
叶轮拥有漫长的发展历程，最开始是通过开式离心泵发展到有扩压器的离心泵；后通过能量头、流速、转速、圆周速度方面的不断提高，以及燃气轮机的应用上来说明离心压缩机的发展过程；最后通过欧拉方程的推导，流动条件的确定，来说明流体物理的最初情况，这三方面的发展实际上标志着叶轮的发展[1]。
尽管叶轮的快速发展是近80年代，但是他有着与现代工业同步发展的悠远历史，叶轮是使用最广泛的涡轮机械，在之后也成为主要的研究对象和发展课题[1]。
叶轮从1772年被发掘，早在15世纪几乎一直代表着那个时代的特征，16世纪就已经在矿井通风这些领域发挥出了作用。大约在1680年Johann JoRann就已经提出了关于叶轮的相关理论，1689年法国物理学家Denis Papin最早解释利用叶轮叶片产生强制涡流这一理论。随后，1732年Daine Cabriel Fahrenheit以及德国物理学家在1736年分别提出了叶轮的其他设计，但是并未用到实际用途中。Loenhard Euler在1754年的一篇学术论文中将牛顿定律与叶轮相结合，开发出了更广泛的作用[1]。
叶轮的前进之路是漫长的，是通过一次又一次的试差法缓慢发展起来，直到19世纪算是正式进入人们的眼球。二次大战之后，该领域的知识主要来源于压缩机[1]。
1818年，商业用离心泵在美国麻省泵厂开始生产，这在叶轮史上算是一个里程碑，这是开放式叶轮的奠基，叶轮叶片呈螺旋式排列；同年，布莱克公司诞生了卧式泵，半开式也由此形成；1838年Combs依据Papin的理论发表一篇弯曲叶片和曲面作用的文章，随后这些就成为了叶轮发展的一个重要转折点，1839年，W.H.Andrews采用完全封闭的叶轮发明了蜗壳。从此，叶轮的发展步入正轨，技术也越发成熟，越发的融入现代科技之中[1]，如图12所示。
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（a）冷却塔叶轮 （b）风机叶轮
图12叶轮与科技的结合
（二）叶轮的分类
叶轮机械被发掘至今大约已有二百多年的历史，今天的离心泵和离心压缩机，在叶轮效率上已经高达90%；规格上，也由开始的几瓦到现在的几兆瓦；在应用范围上，高温高压下的各种液体，气体都已用到，所以整个机械行业也越来越依赖于叶轮机械。
如图13所示从开始的探索、发掘、研究，根据作用和性能方面叶轮被大体分为三大类型，闭式叶轮、半开式叶轮和开式叶轮[2]。
（1）闭式叶轮：由叶片与前、后盖板组成。闭式叶轮的效率较高，制造难度较大，在离心泵中应用最多。适用于输送清水，溶液等黏度较小的不含颗粒的清洁液体。
（2）半开式叶轮：一般有两种结构：其一为前半开式，由后盖板与叶片组成，此结构叶轮效率较低，为提高效率需配用可调间隙的密封环；另一种为后半开式，由前盖板与叶片组成，由于可应用与闭式叶轮相同的密封环，效率与闭式叶轮基本相同，且叶片除输送液体外，还具有密封作用。
（3）开式叶轮：叶轮效率低，应用较少，主要用于输送黏度较高的液体，以及浆状液体。叶片有圆柱形和扭曲形两种，应用扭曲叶片可减少叶片的负荷，并可改善离心泵的吸入性能，提高抗汽蚀能力，但制造难度较大，造价较高。
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（a）闭式 （b）半开式 （c）开式
目录
一、引言1
（一）叶轮的研究背景1
（二）叶轮的分类2
（三）主要研究内容3
二、叶轮车削工艺的编制4
（一）图纸分析与UG建模4
（二）毛坯材料选择6
（三）机床选择6
（四）刀具选择7
（五）车削叶轮的加工工艺编制8
（六）车削工艺编程10
三、叶轮铣削加工工艺编制12
（一）机床选择12
（二）刀具选择13
（三）铣削叶轮的加工工艺编制14
（四）铣削工艺编程15
四、叶轮成品结构示意图20
总结22
参考文献23
致谢24
一、引言
21世纪是一个机械智能自动化的时代，人类的生活与机械密切相关，流体机械在当中占很大重量，叶轮在当今流体机械中也有着举足轻重的地位。叶轮最初是从1772年在圣多明各的一个废弃铜矿里被发现了其作用，是比较典型的多轴加工零件，叶轮系列刀具适合加工铝合金、不锈钢(包括沉淀硬化不锈钢)、钛合金及高温合金等材料的中小型叶轮(出气口直径一般在30~500mm)，这类叶轮主要分布在汽车增压器、离心压缩机、鼓风机、水轮机、汽轮机及航空发动机等领域。制造叶轮的目标一直是高效、高精度、高稳定性；同时，技术人员结合工艺技术给予合理、先进的车削、铣削方案；最终呈现出来的结果不仅是刀具，更是技术。叶轮是冲动式汽轮机转子的组成部分，又可以指轮盘与安装其上的转动叶片的总称，如图11所示 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
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（a） 铝合金叶轮 (b) 铜合金叶轮
图11 叶轮的展示
（一）叶轮的研究背景
叶轮拥有漫长的发展历程，最开始是通过开式离心泵发展到有扩压器的离心泵；后通过能量头、流速、转速、圆周速度方面的不断提高，以及燃气轮机的应用上来说明离心压缩机的发展过程；最后通过欧拉方程的推导，流动条件的确定，来说明流体物理的最初情况，这三方面的发展实际上标志着叶轮的发展[1]。
尽管叶轮的快速发展是近80年代，但是他有着与现代工业同步发展的悠远历史，叶轮是使用最广泛的涡轮机械，在之后也成为主要的研究对象和发展课题[1]。
叶轮从1772年被发掘，早在15世纪几乎一直代表着那个时代的特征，16世纪就已经在矿井通风这些领域发挥出了作用。大约在1680年Johann JoRann就已经提出了关于叶轮的相关理论，1689年法国物理学家Denis Papin最早解释利用叶轮叶片产生强制涡流这一理论。随后，1732年Daine Cabriel Fahrenheit以及德国物理学家在1736年分别提出了叶轮的其他设计，但是并未用到实际用途中。Loenhard Euler在1754年的一篇学术论文中将牛顿定律与叶轮相结合，开发出了更广泛的作用[1]。
叶轮的前进之路是漫长的，是通过一次又一次的试差法缓慢发展起来，直到19世纪算是正式进入人们的眼球。二次大战之后，该领域的知识主要来源于压缩机[1]。
1818年，商业用离心泵在美国麻省泵厂开始生产，这在叶轮史上算是一个里程碑，这是开放式叶轮的奠基，叶轮叶片呈螺旋式排列；同年，布莱克公司诞生了卧式泵，半开式也由此形成；1838年Combs依据Papin的理论发表一篇弯曲叶片和曲面作用的文章，随后这些就成为了叶轮发展的一个重要转折点，1839年，W.H.Andrews采用完全封闭的叶轮发明了蜗壳。从此，叶轮的发展步入正轨，技术也越发成熟，越发的融入现代科技之中[1]，如图12所示。
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（a）冷却塔叶轮 （b）风机叶轮
图12叶轮与科技的结合
（二）叶轮的分类
叶轮机械被发掘至今大约已有二百多年的历史，今天的离心泵和离心压缩机，在叶轮效率上已经高达90%；规格上，也由开始的几瓦到现在的几兆瓦；在应用范围上，高温高压下的各种液体，气体都已用到，所以整个机械行业也越来越依赖于叶轮机械。
如图13所示从开始的探索、发掘、研究，根据作用和性能方面叶轮被大体分为三大类型，闭式叶轮、半开式叶轮和开式叶轮[2]。
（1）闭式叶轮：由叶片与前、后盖板组成。闭式叶轮的效率较高，制造难度较大，在离心泵中应用最多。适用于输送清水，溶液等黏度较小的不含颗粒的清洁液体。
（2）半开式叶轮：一般有两种结构：其一为前半开式，由后盖板与叶片组成，此结构叶轮效率较低，为提高效率需配用可调间隙的密封环；另一种为后半开式，由前盖板与叶片组成，由于可应用与闭式叶轮相同的密封环，效率与闭式叶轮基本相同，且叶片除输送液体外，还具有密封作用。
（3）开式叶轮：叶轮效率低，应用较少，主要用于输送黏度较高的液体，以及浆状液体。叶片有圆柱形和扭曲形两种，应用扭曲叶片可减少叶片的负荷，并可改善离心泵的吸入性能，提高抗汽蚀能力，但制造难度较大，造价较高。
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（a）闭式 （b）半开式 （c）开式
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