第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
渦輪增壓器渦輪葉輪是通過高精度數(shù)控銑床加工制造的,而目前五軸聯(lián)動數(shù)控是數(shù)控技術(shù)中難度最大、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù),集計算機控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體,應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動化加工。國際上把五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)作為一個國家生產(chǎn)設(shè)備自動化水平的標志。而我國大多數(shù)的五軸系統(tǒng),成為擺設(shè)的較多,還沒達到普遍的實用化。
高剛性的模塊化結(jié)構(gòu)及可靠性容為一體,確保了機床的最佳靜態(tài)和動態(tài)剛性,使機床滿足了五軸聯(lián)動粗、精加工的要求,可一次裝夾工件進行五軸聯(lián)動加工和任意空間方向的工序加工。機床廣泛適用于航空航天、模具、汽車、葉片、葉輪加工 行業(yè) 中的復(fù)雜曲面零件高速加工,滿足中、小型箱體零件和空間曲面多種加工的需要。五軸聯(lián)動被廣泛用于汽車、工具、模具、機械、航空航天等領(lǐng)域,比如航空葉輪、葉片、結(jié)構(gòu)件的銑削?,F(xiàn)在很多機床和控制器都可以適應(yīng)五軸銑削要求,在軟件方面多采取定位加工方式,很少有CAM系統(tǒng)能提供專業(yè)可靠的五軸聯(lián)動解決方案。它有別于傳統(tǒng)三軸加工,可以連續(xù)加工外形復(fù)雜的工件,通過固定曲面、曲線的操作,使編程更容易,降低刀具破損風(fēng)險,減少刀具振動;使用平刀或者圓鼻刀時,采用頂面及側(cè)面的五軸加工策略,明顯加大步距量,減少切削時間。五軸數(shù)控加工技術(shù)是加工連續(xù)、平滑、復(fù)雜曲面的惟一手段,因此在設(shè)計、制造復(fù)雜曲面遇到無法解決的難題,就會求助五軸加工技術(shù)。
五軸加工在模具制造中,首先是金屬加工,即去除材料,得到想得到的金屬形狀。去除材料,主要靠車和銑,車床發(fā)展為數(shù)控車床,銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機床,可以讓復(fù)雜零件在精度和形狀上一次到位,如飛機上的一個復(fù)雜零件,以前由車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工等很多種工人,耗時幾個月,其中還有報廢的,而采用最新的復(fù)合數(shù)控機床幾天甚至幾個小時就可以完成,且精度比較高。零件精度高就意味著壽命長,可靠性好。
實現(xiàn)五軸聯(lián)動加工,其框中框結(jié)構(gòu)能確保機床的高動態(tài)剛性;高精度檢測元器件和高剛性機床結(jié)構(gòu)保證加工零件的高精度;工作臺面上多形式的裝夾方式能滿足和完成各種特殊加工的需要。國外數(shù)控鏜銑床、加工中心為適應(yīng)多面體和曲面零件加工,均采用多軸加工技術(shù),包括五軸聯(lián)動功能。在加工中心上擴展五軸聯(lián)動功能,可大大提高加工中心的加工能力,便于系統(tǒng)的進一步集成化。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程
葉輪是通過數(shù)控銑床加工制造的,而轉(zhuǎn)子的尺寸很多,且根據(jù)不同型號的增壓器而有所不同。工作輪組裝分為冷裝和熱裝二種,其導(dǎo)風(fēng)輪、葉輪和襯套的配合是過盈配合;工作輪與主軸的配合有間隙配合和過盈配合二種形式;其他尺寸有組裝好的轉(zhuǎn)子軸頸跳動量、輪盤端面跳動量、動葉片外圓尺寸、動葉片喉口面積、動平衡等。渦輪葉輪的葉輪的制造工藝可概括為鍛壓,銑削,磨削,最后制成成品。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
渦輪葉輪的葉片型式,可分為“水車式”葉片(外形是直片設(shè)計,讓廢氣沖撞而產(chǎn)生回旋力量,直接與回轉(zhuǎn)運動結(jié)合),及“風(fēng)車式”葉片(外形為彎曲型葉片設(shè)計,除了利用沖撞的力量以外,還能有效利用氣流進入葉片與葉片之間,獲取廢氣膨脹能量)。渦輪葉輪的輪徑及葉片數(shù)會影響馬力線性,理論上來說,葉片數(shù)愈少,低速響應(yīng)較差,但高速時的爆發(fā)力與持續(xù)力卻不是多葉片可比擬的。
渦輪葉輪的葉片大多以耐高熱的鋼鐵制造(有的使用陶瓷技術(shù)),但由于鐵本身的質(zhì)量較大,于是又輕又強的鈦合金葉片因此產(chǎn)生。只是在量產(chǎn)車中,現(xiàn)在只有三菱LancerEVOⅨRS車型有搭載鈦合金葉片渦輪(EVO的鈦合金渦輪型號為TD05-HRA,一般的則為TD05-HR請讀者明鑒)。而改裝品中,也只有Garrett出品的賽車專用渦輪使用鈦合金,除此以外暫沒聽說。
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