核主泵叶轮五轴数控加工刀具轨迹的优化方法

发布时间：2021-06-13 07:13

　　叶轮作为核主泵的核心部件，在核辐射、高温和高压的极端工况下，需要安全、可靠和长时间不间断地工作。在实际应用中，叶轮根部容易发生损坏，如产生裂纹等，严重影响了叶轮的寿命，而残余应力分布的优化及其集中的减少能有效的提高叶轮表面质量和疲劳强度。因此，有必要研究叶轮的加工工艺，并优化刀具轨迹，来提高叶轮表面质量和优化残余应力分布状况。本文讨论核主泵叶轮五轴数控加工刀具轨迹规划的研究现状和发展趋势，对叶轮五轴数控加工工艺进行了规划，分析了不同刀具轨迹对残余应力的影响，结合不同刀具轨迹的优劣点提出了双螺旋填充曲线刀具轨迹规划方法。具体研究内容如下：首先，介绍了叶轮建模的基础——B样条曲线，对整个建模过程进行了阐述。根据具体的叶轮结构进行加工技术要求、加工难点分析。依照不同刀具轨迹对叶轮加工后的残余应力进行了ANSYS有限元仿真分析。描述了刀具轨迹优劣的评判标准，对各种常规刀具轨迹进行了分析，结合刀具轨迹和残余应力的关系，提出了双螺旋填充曲线刀具轨迹规划方法。对该方法进行了数值仿真分析，验证了其优点。最后，将改进的双螺旋填充曲线应用于叶轮的刀具轨迹规划中，优化刀具轨迹，改善残余应力分布。在五轴数控加... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

核主泵位置图

3图 1-2 轴封式核主泵Fig.1-2 Sealing RCP目前我国的秦山核电二期工程和大亚湾核电站都是采用 100D 型反应堆冷却剂泵，大亚湾主泵是法国日蒙公司按照 20 世纪 70 年代从美国西屋公司引进的技术和法国 RCC-M 标准制造的；而秦山二期工程主泵是 1995 年由西屋公司设计的

图 1-3 叶轮Fig.1-3 Impeller的数控加工中，常规的工艺规划包括毛坯的选择则的选择、刀具的选择、各加工阶段走刀方式的量的选择等。工工艺分析的工艺规划前，需要叶轮的具体结构来进行工艺个基础[7]。分析如下：个单元特征轴阵列结构，叶片是通过轴阵列而轴阵列结构。在具体加工中，可以对单元特征阵列而成，而且这样可以有效的减少振动。时候，通常是以高效去除毛坯余料为目的的，轮的叶片属于薄壁零件，需要采用固定旋转轴稳，不至于对叶轮产生较大的冲击。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]航空结构件加工变形仿真关键技术[J]. 张洪伟,张以都,赵晓慈,吴琼.  北京航空航天大学学报. 2008(02)
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博士论文
[1]复杂整体叶轮数控加工关键技术研究[D]. 姬俊锋.南京航空航天大学 2009
[2]关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究[D]. 王立涛.浙江大学 2003

硕士论文
[1]正交实验在改善手机涂装色差上的应用研究[D]. 姜宏.上海交通大学 2007



本文编号：3227258