涡轮盘榫槽拉刀优化设计及其拉削性能研究

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目前,汽轮机市场需求量巨大,发展前景非常广阔。因此研究提高汽轮机涡轮盘枞树型榫槽的拉削质量和效率具有很大的理论意义和现实意义。由于枞树型榫槽的加工精度要求高、廓形复杂、材料加工性能差等原因,导致枞树型榫槽拉削效率低、质量不稳定。本文对枞树型榫槽的拉削工艺和拉削刀具进行了详细的研究。设计了一套枞树型榫槽拉刀;然后通过建立拉削有限元模型,进行了枞树型榫槽拉削仿真;研究了拉刀的拉削性能,优化了拉刀结构参数。并根据仿真结果推荐了所设计拉刀的拉削速度。  在拉刀设计方面,首先根据涡轮盘材料的加工性确定了拉刀材料。而后根据加工要求进行了枞树型榫槽的拉削方式设计,包括:拉削余量分配和拉削图形设计。最后根据设计要求设计出了一套枞树型榫槽拉刀。  在拉削仿真方面,建立了拉削有限元模型,对拉削过程进行了仿真分析,包括:分析了前角、齿升量和拉削速度对拉削力、拉削温度、拉刀磨损、拉削应力等的影响。并根据仿真结果对拉刀结构参数进行了优化。  在拉削试验方面,对所设计的新结构参数拉刀与原结构参数拉刀进行了拉削对比试验。试验表明:新结构参数拉刀比原结构参数拉刀在拉削效率和拉刀寿命上均有很大的提高。  经以上研究及试验结果证明:所设计的枞树型榫槽拉刀可以提高拉削质量和拉削效率;降低拉刀的磨损,提高使用寿命。得出拉削中拉削力、拉削温度、拉刀磨损等物理现象的结果与结论。对拉削过程及其他的加工过程研究具有参考价值。
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