涡轮轴外衬套机械加工工艺设计开题报告

一、选题的依据及意义

    涡轮轴发动机与涡轮螺旋桨发动机相似，曾经被划入同一分类。它们都由涡轮喷气发动机演变而来，涡桨发动机驱动螺旋桨，涡轮轴发动机则驱动直升机的旋翼轴获得升力和气动控制力。当然涡轮轴发动机也有自己的特色：通常带有自由涡轮，而其他形式的涡轮喷气发动机一般没有自由涡轮。 

    涡轮轴发动机具有涡轮喷气发动机的大部分特点，也有着进气道、压气机、燃烧室和尾喷管等基本组件。其特有的自由涡轮位于燃烧室后方，高能燃气对自由涡轮作功，通过传动轴、减速器等带动直升机的旋翼旋转，从而升空飞行。自由涡轮并不像其他涡轮那样要带动压气机，它专门用于输出功率，类似于汽轮机。做功后排出的燃气，经尾喷管喷出，能量已经不大，产生的推力很小，包含的推力大约仅占总推力的十分之一左右。因此，为了适应直升机机体结构的需要，涡轮轴发动机喷口可灵活安排，可以向上，向下或向两侧，而不一定要向后。尽管涡轮轴发动机内，带动压气机的燃气发生器涡轮与自由涡轮并不机械互联，但气动上有着密切联系。对这两种涡轮，在气体热能分配上，需要随飞行条件的改变而适当调整，从而取得发动机性能与直升机旋翼性能的最优组合。 

二、国内外相关研究简介（述）

   涡轮轴发动机的诞生涡轮轴发动机首次正式试飞是在1951年12月。作为直升机的新型动力，兼有喷气发动机和螺旋桨发动机特点的涡轮轴令直升机的发展更进一步。当时涡轮轴发动机还划入涡轮螺桨发动机一类。随着直升机的普及和其先进性能的体现，涡轮轴发动机逐渐被视为单独的一种喷气发动机。

   在1950年时，透博梅卡(Turbomeca)公司研制成“阿都斯特-1”(Artouste-1)涡轮轴发动机。该发动机只有一级离心式叶轮压气机，有两级涡轮的输出轴，功率达到了206千瓦(280轴马力)，成为世界上第一台实用的直升机涡轮轴发动机。首先装用这种发动机的是美国贝尔直升机公司生产的Bell47(编号为XH-13F)，1954年该机首飞。到了50年代中期，涡轮轴发动机开始为直升机设计者所大量采用。

三、本课题研究内容

绘制涡轮轴零件图并编制其机械加工工艺规程；

编写设计计算说明书（毕业论文）

四、本课题研究方法

蜗轮轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于蜗轮轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：粗车→半精车→磨削。

五、研究目标、主要特色（创新）及工作进度

定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定轴的工艺过程时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工￠22mm、M15mm外圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹；两个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。

六、参考文献

[1] 刘守勇主编.《机械制造工艺与机床夹具》.北京：机械工业出版社.2000.5

[2] 薛源顺主编.《机床夹具设计》.北京：机械工业出版社. 2000.11

[3] 郑修本、冯冠大主编.《机械制造工艺学》.北京：机械工业出版社.1992

[4] 杨黎明主编.《机床夹具设计手册》.北京：国防工业出版社.1996.5

[5] 李洪主编.《机械加工工艺手册》.北京：北京出版社.1990

[6] 艾兴、肖诗刚主编.《切削用量简明手册》.北京：机械工业出版社.1994

[7] 吴拓、方琼珊主编.《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导书》     2007.10

[8] 李云主编.《机械制造工艺学》.北京：机械工业出版社.1990

[9] 杨峻峰主编 《机床及夹具》 北京：清华大学出版社.2005.3

[10] 王恒杰主编 《机械原理与机械零件》 陕西科学技术出版社.2000.3