航空增压器叶轮多轴高效加工工艺与仿真优化

以交错式航空增压器叶轮为研究对象,针对当前叶轮多轴加工及编程效率低下问题,基于多轴切削仿真技术,对其工艺方法及CAM编程进行优化,提出了一套可行、高效的多轴数控加工解决方案,经实际切削加工实验证实,增压器叶轮总体加工效率提高了45.54%,极大地节约了生产成本。     

车削叶轮方法对泵性能的影响

介绍了用两种方法车削叶轮外径时,在改变泵性能上所产生的差别,通过分析解释了产生这种差别的原因,并提出了改进切削叶轮外径的方法。     

汽车冷却水泵叶轮加工精度影响因素与优化分析

叶轮是汽车冷却水泵中的关键部件,造型不规则,叶片本体部分厚度较薄,通常采用切削加工的方式完成叶轮的加工。叶轮加工通常分为了粗加工、半精加工、精加工三个工序,各个工序加工时加工目的、加工标准等各不相同,所以要采用不同的工艺与方法。汽车冷却水泵叶轮加工时,保证加工精度十分重要,而叶轮材质的选择、叶轮加工刀具的选择以及切削参数的选择均会对加工精度产生影响,为了降低这些因素的影响,进一步提高冷却水泵叶轮加工精度,需要选取适宜的加工中心,制定科学合理的加工步骤与加工参数,并不断开发新型设备与新型技术。     

水泵叶轮切削的能效分析与应用

在中央空调制冷与供暖行业中,因为设计人员采用保留富余量的设计思路,最终造成实际负荷与设计负荷偏差较大,使得很多循环水泵扬程、流量选型偏大,同时也直接导致了实际使用中能耗过高,设备始终工作在低效区,工况不稳,存在安全隐患等诸多不利因素的形成。而通过简便低成本的水泵叶轮切削可以极大地改善这种情况。下面重点讨论水泵叶轮切削工艺对效率的影响、切削数据的确定以及水泵叶轮切削工艺的实际应用。     

抛物面叶轮数控加工新方法

本文提出四坐标侧铣方法加工叶轮等不可展直纹面理论。按相对接触条件确定圆柱刀具与工件的相对位置。相对于端铣加工,大幅度减小切削余量。本文方法与径流式叶轮机械轴—径型叶轮抛物面叶片的成型设计计算方法结合,设计计算和加工计算方便,加工效率高。     

KDY型输油泵叶轮切削与节能分析

针对输油站KDY型输油泵在日常运行中截流较大,造成能源消耗浪费的现象,提出合理的叶轮切削可以实现减小截流、降低能耗,并且投资小、见效快。通过叶轮切削前后的运行数据比对,证明了节能效果明显。     

生物制氢混合器整体涡轮高效切削技术研究

利用混合菌产氢的关键工艺是搅拌工序,混合器的性能常与搅拌时流体速度、叶轮产生的总泵送能力以及罐中的总流量有关。针对30Cr13叶轮切削余量大、可切削性差的问题,首先用以车代铣工艺去掉28.8%的切削余量;其次通过叶片加工过程几何仿真,确定切削刀具规格和加工策略;最后采用Ti Al N基纳米涂层钨钴类硬质合金刀具进行切削实验,保持切削深度(1.5 mm)和进给量(0.2 mm/r)不变,通过光学显微镜、扫描电镜及能谱分析,切削速度位于142m/min时刀具耐用度最好,其耐用度为43.16 min,并建立刀具寿命和切削速度间的数学模型,可以对不同生产纲领下的切削速度和刀具耐用度的合理取值进行预测,从工艺规划到切削参数选择全面实现定制叶轮的高效切削。     

锥球头铣刀铣削力建模及变齿距减振优化设计

在航空发动机叶轮加工过程中,径向铣削力带来的切削振动对加工质量有较大的影响。为了降低切削振动,基于某叶轮的实际加工工况,利用有限元仿真和MATLAB软件计算进行了铣削力建模和分析,以减小切削振动幅值、降低铣刀弯曲变形程度为优化条件进行了铣刀结构的优化设计。     

基于UG的半开式叶轮的数控加工

半开式叶轮属于复杂曲面零件,在离心泵中被广泛应用。对某一半开式叶轮进行了结构参数计算和叶轮绘型,然后采用UG软件对其进行了三维精确建模,并分析了该叶轮的数控加工工艺,进而在UG软件里对该叶轮进行了数控加工刀具路径的编制和切削仿真,最后将生成的数控程序传入加工中心进行了实际加工。该方法加工出的半开式叶轮尺寸精确、表面质量好。     

确定循环水泵站运行工况的方法比较

介绍了三种确定切削后水泵的叶轮外径和Q－H特性曲线的方法，并对其计算结果进行了比较和讨论。     

离心压缩机级叶轮外径切割的估算方法

依据３种不同叶片出口角的叶轮进行外径切割的实验结果，提出了离心压缩机级叶轮外径切割的估算方法。使用该方法有利于利用已有模型级的实验结果，比较准确地估计不同叶轮外径切割量时的级性能，从而扩大该模型级的使用范围，也可在产品试验后发现级出口压力偏高时，比较准确地确定应有的叶轮外径切割量。     

Optimization of the rough cutting factors of impeller with five-axis machine using response surface methodology

Turbo-machinery gradually has expanded its business into the automotive and aircraft industries. A core part of turbo-machinery is the impeller which can lead to manufacturing problems because it has twisted surfaces. Therefore, impeller machining requires five-axis machining technology and expert knowledge. Five-axis machining has the advantages of being able to select a variety of tool axis in the machining and remove uncut region which are impossible in the three-axis machining, which could obtain high productivity and good surface quality. Rough cutting is one very important operation as it affects productivity in the impeller machining and it is necessary to determine cutting strategies and select optimal cutting condition. This paper proposes a statistical method to optimize the rough cutting parameters in impeller machining by response surface methodology and efficient strategy to divide cutting region. Firstly, the rough operation was divided into three steps to remove volume from inducer to exducer and two steps were also added to remove the fillets between blade surfaces and hub surfaces. These machining strategies are selected as the qualitative factors when the response surface method is used. Secondly, cutting time was set as the response factor for productivity, and step-down, step over, and feed rate were determined as independent factors. Finally, the response surface model was estimated by a single surface in order to predict rough cutting time and the optimum cutting conditions were searched by the estimated model.     

Optimal strategy for finishing impeller blades using 5-axis machining

This paper deals with the machining of impeller blades by defining a numerical method to optimize the finishing strategy. This method is based on the evaluation of new multi-physical functional indicators, which express the geometric and economical performances of a toolpath. Geometric indicators are defined to ensure functional requirements: aerodynamic, mechanical, and machining-related. Using these indicators, the viable impeller blade finishing strategies are compared, considering their geometric performances and production cost. The production cost is represented by machining time, which is accurately computed to limit blade and tool deflections, in order to reduce and control the geometric errors caused by these deflections. Machining time is directly linked to the feed rate, which is coupled to radial cutting forces. Thus, the finishing strategy is optimized by considering simultaneously a complete set of impeller machining problems: geometric errors and deflections. The method presented to optimize the blade finishing strategy is then applied to an industrial impeller used in a pump.     

非典型叶轮数控5轴技术的研究

由于非典型叶轮结构复杂,无法使用主流CAD/CAM软件提供的叶轮5轴模块,在粗加工阶段采用3轴定向加工时,残余毛坯留量体积大形状不规则,严重影响了5轴加工的效率和质量。为此,一方面对于叶轮开式区域采用双圆柱面投影法获得驱动曲面,从而实现4轴联动粗加工,切削刚性大效率高;对于非开式区域则通过构建驱动曲面获得5轴联动刀轨,刀轨连续且刀轴矢量无突变。另一方面,提出了一种基于NC程序的刀轴矢量评价方法,可快速直观地评价5轴编程质量。实际使用结果表明:基于驱动曲面的刀轴矢量优化法能够显著提高复杂工件5轴加工的效率和质量。     

基于反求工程的搅拌器设计

论述了一种新兴搅拌器叶片的反求设计方法--在对新型搅拌器叶片进行分析的基础上,利用三坐标测量仪对初始叶片进行扫描,对扫描数据进行分析、处理,了解原设计的思想,确定出合理的模型.新的设计为国内搅拌器新产品设计和老产品改造提供依据.     

离心风机叶片斜切的计算与试验研究

叶片进口端斜切可以改善离心叶轮进口流动,提高风机性能。本文采用采用数值仿真对斜切前后风机内部流场进行了分析,揭示了斜切处理对风机性能的影响。样机试验表明叶片斜切能够对风机性能产生有效的改善作用,对离心风机节能改进具有较高的应用价值。     

带冠整体叶轮加工现状及新方法探索

综述了带冠整体叶轮的特点及国内外研制工作的现状，针对现有工艺方法的不足，提出了一种新的加工方法，即电解加工与电火花加工的组合电加工方法，进而对该工艺方法进行了介绍，分析了其技术特点。通过试验，其可行性得到了验证，有望成为带冠整体叶轮叶片型面的一种有效加工方法。     

UG在三元叶轮加工中的应用及研究

以数控加工过程中有很大难度的风机三元叶轮为研究对象,在UG NX软件中进行建模,同时进行图形交互式编程和仿真,并生成了数控代码,导入数控机床进行试切,加工试验效果良好,总结出一套比较完善的三元叶轮数控加工方法,使夹持长度与刀柄的尺寸之间实现参数化设计。模型输入模拟机床,就可以得到一个5轴后置处理,设置具体参数。从而减少设计更改所需的时间和成本,实现了经济效益的提高。     

矿用抢险多级泵转子部件轴向力数值模拟及平衡方法研究

因对称布置的矿用抢险多级排水泵出口段的轴端水压力较大,无法平衡轴向力,本文采用非对称布置的叶轮导叶结构,其轴向力可达到平衡,本文进一步采用切割末级叶轮后盖板的方式来完全平衡整泵转子的轴向力。基于CFX软件,采用标准k-ε模型对装配了不同尺寸后盖板的叶轮、导叶、进出水段的矿用抢险多级排水泵的全流场模型进行了数值模拟,获得了整泵的外特性及转子部件的轴向力的结果,得到末级叶轮后盖板不同切割尺寸与轴向力的尺寸范围;预估了轴向力完全平衡时,末级叶轮后盖板的切割尺寸,通过数值模拟验证了预估结果。本文所采用的矿用抢险多级泵转子部件轴向力平衡措施以及模拟方法,可为类似的多级泵产品提供参考。     

小型多翼离心风机叶片斜切分析及试验研究

在小型多翼离心风机叶轮的设计中采用叶片进气端斜切,通过改变风机进口结构来改善气流在进口转弯处流动的不均匀特性,可以有效提高风机性能.本文依据CFD理论,分别对原风机叶轮以及采用两种不同斜切叶片方式的叶轮,利用Solidworks及其数值模拟模块Flow Simulation建模并模拟计算,对比分析得出了叶片斜切对风机性能的影响,并以此为依据制作三种风机实体进行性能试验对比研究,结果表明风机叶片斜切对改善风机性能有着重要影响.