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转子末叶片骑缝螺孔加工分析与切削参数优化

作　者: 张国永
导　师: 邵华；许雄国
学　校: 上海交通大学
专　业: 机械制造
关键词: 骑缝钻削骑缝攻丝参数优化失效机理
分类号: TG52
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

汽轮机转子末叶片骑缝螺孔的加工质量直接影响到汽轮机的安全运行,而由于工件材料难切削以及骑缝结构的特殊性,加工该骑缝螺孔时刀具失效严重且加工质量很难保证。本文根据叶片材料(NiCr20TiAl)和转子材料(X12CrMoWVNbN10-1-1)的物理特性和力学性能,选定M42高速钢、S390粉末高速钢、GU20硬质合金等3种材料的麻花钻和丝锥进行了大量钻削和攻丝试验,分析了叶片材料和转子材料在骑缝钻削、攻丝的切削特性。通过观测刀具磨损形式、切屑形态,同时利用扫描电子显微镜(SEM)观测刀具磨损区域的微观形貌,并用电子能谱仪(EDS)分析刀具磨损区域的化学元素成分,分析了骑缝钻削和骑缝攻丝时刀具的失效机理。根据钻削试验结果、刀具材料性能和工件材料性能,利用DEFORM-3D有限元软件对骑缝钻削加工进行仿真,分析了骑缝钻削时的切削力和切削扭矩,并对钻削时的温度进行估测,估测骑缝钻削时最高温度为678°C;通过建立动力学模型,分析了由于两种工件材料性能不同而引起的钻头横向偏移量,经分析,钻头钻入30mm时,该偏移量达0.80mm。在切削试验时,通过改变各切削参数,观测刀具总切削长度、切削力和切削扭矩等,选定了最优的刀具材料和切削参数:骑缝钻削时,用S390-PM麻花钻在有切削液条件下,以转速100r/min、进给量0.10mm/r切削较佳;骑缝攻丝时,用S390-PM丝锥在有切削液条件下,以转速6r/min攻丝较佳。

转子末叶片骑缝螺孔加工分析与切削参数优化

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