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高性能,低油耗,低排放是汽车行业追求的发展目标。涡轮增压器通过改善燃油燃烧效率来提高发动机功率和减少有害气体的排放量;是唯一能使发动机在工效不变的状况下增加输出功率的机械装置,有巨大的市场需求潜能。喷嘴环叶片作为涡轮增压器的关键零部件,其加工精度对涡轮增压器性能有很大影响。国内目前尚未有加工喷嘴环叶片的专用加工设备,传统加工方法精度低、稳定性和一致性较差。本课题结合市场所需的喷嘴环叶片的结构特点和加工精度要求,参考无心磨削的原理,设计并试制出了涡轮增压器喷嘴环叶片专用磨床。但现有磨床在工件加工的连续性,精度的一致性和稳定性上都不能保证。本论文就是通过试磨试验,试图找出影响叶片磨削质量的原因。并对现有叶片专用磨床的部分结构进行改进设计,以满足加工要求。主要研究内容为:(1)外圆精度误差分析:具体包括:外圆尺寸不一致;工件外圆的原始误差、分度轮分度精度、限位套、机床精度对工件圆度误差的影响;工件圆柱度误差分析。(2)端面垂直度误差分析:工件受力不平衡、十字滑台安装精度对端面垂直度的影响。(3)对外圆与端面磨削所用的砂轮进行选型,重点结合加工精度要求,选取适当的砂轮粒度,并参照压轮的内角,对端面碗型砂轮的形状尺寸提出要求,避免砂轮在磨削叶片内端面时,与压轮干涉。(4)重新选择外圆、端面与压轮滑台,尽量选取外购标准滑台,经济性与互换性好;设计计算外圆磨头的相关参数;将端面磨削由传统主轴改为电主轴,提高磨削效率与可靠性,简化结构,减小噪声;对压轮支架做轻量化改进设计。(5)在保证刚度的前提下,重新设计外圆与端面砂轮修整器,并重新布局。(6)在对上述机床各执行部件改进设计的基础上,对该加工设备的床身重新设计,通过静力学与模态分析,验证改进后的床身能否满足加工要求。为了使床身材料利用率最大化,在改进的基础上进一步拓扑优化,确定其最佳尺寸。