專利名稱：一種礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝優(yōu)選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葉片加工工藝，特別涉及一種礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝優(yōu)選方法。
背景技術(shù)：
礦用風(fēng)機(jī)作為礦業(yè)安全生產(chǎn)的主要技術(shù)裝備，是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分， 是礦井安全生產(chǎn)和災(zāi)害防治的基礎(chǔ)。礦用風(fēng)機(jī)為井下工作人員提供新鮮風(fēng)流并排出有害氣體，其質(zhì)量的優(yōu)劣，運(yùn)行安全穩(wěn)定與否，檢測和調(diào)節(jié)、控制方法是否可信可靠，都非常重要。 風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)機(jī)的重要組成部分，它在工作過程中需承受比較大的交變動(dòng)載荷，而且工作的環(huán)境惡劣，因此對(duì)于礦用風(fēng)機(jī)其質(zhì)量、安全可靠性及技術(shù)性能均對(duì)礦業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大影響，一旦出現(xiàn)故障，輕者造成停產(chǎn)，重者會(huì)發(fā)生安全事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此如何進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片加工提高葉片加工質(zhì)量顯得特別重要。目前礦用風(fēng)機(jī)葉片的常用加工方法主要有以下三種方法切削加工、沖壓成型和鑄造成型三種方法。運(yùn)用切削加工方法加工葉片，加工成本低，但加工工序多且加工時(shí)間也較長；沖壓成型方法加工操作比較復(fù)雜，加工的葉片表面精度不高、加工質(zhì)量一般；鑄造成型方法具有加工成本小、技術(shù)成熟，但采用鑄造成型方法遇到的質(zhì)量問題主要有氣孔、縮松、冷隔、充型不足。不同的產(chǎn)品加工的過程，物料和能源的消耗不相同，對(duì)環(huán)境影響也不相同，且制造過程是產(chǎn)品生命周期中直接消耗資源和產(chǎn)生環(huán)境污染的重要階段，因此有必要對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的加工工藝路線進(jìn)行資源環(huán)境特性分析與研究。對(duì)礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝路線的研究中，國內(nèi)外礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝的設(shè)計(jì)人員通常以綠色制造為基點(diǎn)，將產(chǎn)品制造的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值的雙贏；在現(xiàn)有風(fēng)機(jī)葉片加工工藝中，一般出于加工精度、加工難易程度即加工工藝性、加工經(jīng)濟(jì)成本、加工的生產(chǎn)效率來設(shè)計(jì)規(guī)劃礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝，同時(shí)也有從葉片選用材料的成型工藝性角度進(jìn)行規(guī)劃的，而缺少在葉片加工工藝設(shè)計(jì)階段，降低制造耗能、減小噪聲的規(guī)劃。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有礦用風(fēng)機(jī)葉片加工存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝優(yōu)選方法，通過設(shè)置各加工工藝參數(shù)，模擬各種加工設(shè)備加工工藝過程，計(jì)算工序加工能耗，通過對(duì)比各加工工藝不同工序所耗能量及對(duì)產(chǎn)生的噪聲總量進(jìn)行分析計(jì)算，得出相對(duì)能量最低、噪聲總量最小的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案包括如下步驟1)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；2)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片沖壓成型能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；3)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片鑄造成型能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；4)分析比較礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工、沖壓成型和鑄造成型的所耗能量及所產(chǎn)生的噪聲量，獲得相對(duì)能量最低、噪聲總量最小的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明通過對(duì)比礦用風(fēng)機(jī)葉片不同加工工藝過程所耗能量及產(chǎn)生的噪聲總量進(jìn)行分析計(jì)算，可以得出相對(duì)能耗最低、噪聲總量最小的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝；本發(fā)明可對(duì)產(chǎn)品制造過程中資源環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)，從而降低環(huán)境負(fù)面影響、提高資源利用率。


圖1是本發(fā)明的流程圖。圖2是本發(fā)明中礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，一種礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝優(yōu)先方法包括如下步驟
(1)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；
(2)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片沖壓成型能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；
(3)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片鑄造成型能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；
(4)分析比較礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工、沖壓成型和鑄造成型的所耗能量及所產(chǎn)生的噪聲量，獲得相對(duì)能量最低、噪聲總量最小的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝。下面以葉輪直徑為1900 mm，輪轂比為0. 6的礦用風(fēng)機(jī)葉片的加工工藝為加工工藝規(guī)劃對(duì)象，對(duì)本發(fā)明的各個(gè)步驟作詳細(xì)說明。風(fēng)機(jī)葉片采用切削加工方法加工時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片材料為Q235A板材；風(fēng)機(jī)葉片采用沖壓成型方法加工時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片材料為Q235A鋼板；風(fēng)機(jī)葉片采用鑄造成型方法加工時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片材料采用ZL104。對(duì)于不同的加工方式，其加工工序也不相同，而不同的加工工序?qū)δ芎暮驮肼暷Ｐ偷挠绊懸膊灰粯印８鱾€(gè)加工工序的加工時(shí)間計(jì)為
kAA-，其對(duì)應(yīng)加工工序的加工功率分別為,那么各個(gè)加工工序所對(duì)應(yīng)的能耗為『n’ ^2, …，建立礦用風(fēng)機(jī)葉片加工能耗模型為朽-j^—sfp/f分別表示
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切削加工、沖壓成型、鑄造成型三種加工方式 表示某種加工方式下的工序號(hào)。 取不同加工方式中各個(gè)加工工序的噪聲為芩，爲(wèi)，馬一，那么各個(gè)加工工序所對(duì)應(yīng)的噪聲量
% Nil Ni2 Nri,…，建立礦用風(fēng)機(jī)葉片加工噪聲模型螞= , 1 ,分別表示切
削加工、沖壓成型、鑄造成型三種加工方式，/=12^ 表示某種加工方式下的工序號(hào)。所述步驟(1)具體方法是分析礦用風(fēng)機(jī)葉片材料(Q235A板材)、結(jié)構(gòu)尺寸和形狀精度，運(yùn)用Cimatron加工軟件，導(dǎo)入葉片三維幾何模型，通過選擇下料、粗加工和精加工，設(shè)置下料、粗加工和精加工加工參數(shù)，如粗加工選用切削速度設(shè)為106m/min、進(jìn)給量為 0.8mm/r、背吃刀量為1.5mm。通過模擬礦用風(fēng)機(jī)葉片加工過程，模擬計(jì)算葉片下料、粗加工和精加工時(shí)間分別為600秒、900秒和120秒，根據(jù)選用機(jī)床型號(hào)，可知下料、粗加工和精加工功率分別為600W、8600W和8600W，進(jìn)而計(jì)算礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工的所耗能量。根據(jù)上述能耗模型，建立葉片切削加工能耗模型并進(jìn)行切削加工能耗計(jì)算為
權(quán)利要求
1.一種礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝優(yōu)選方法，包括如下步驟1)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；2)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片沖壓成型能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；3)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片鑄造成型能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；4)分析比較礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工、沖壓成型和鑄造成型的所耗能量及所產(chǎn)生的噪聲量，獲得相對(duì)能量最低、噪聲總量最小的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝優(yōu)選方法，所述步驟1)的具體步驟是分析礦用風(fēng)機(jī)葉片材料、結(jié)構(gòu)尺寸和形狀精度，運(yùn)用Cimatron加工軟件，通過選擇粗加工、精加工和清根加工，設(shè)置加工參數(shù)，如刀具種類及規(guī)格，走刀進(jìn)給速度、進(jìn)給步距來模擬礦用風(fēng)機(jī)葉片加工過程，來分析計(jì)算切削加工時(shí)間，根據(jù)選用切削機(jī)床功率和噪聲級(jí)，計(jì)算礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工的所耗能量和產(chǎn)生的噪聲量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝優(yōu)選方法，所述步驟2)的具體步驟是分析礦用風(fēng)機(jī)葉片材料、結(jié)構(gòu)尺寸和形狀精度，運(yùn)用沖壓成型分析軟件i^sti^orm，導(dǎo)入該葉片沖壓成型模具，通過計(jì)算沖壓成型力、壓邊力、卸料力，模擬計(jì)算該葉片沖壓成型時(shí)間，根據(jù)選用沖床功率和噪聲級(jí)，計(jì)算礦用風(fēng)機(jī)葉片沖壓成型的所耗能量和所產(chǎn)生的噪聲量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝優(yōu)選方法，所述步驟3)的具體步驟是分析礦用風(fēng)機(jī)葉片材料、結(jié)構(gòu)尺寸和形狀精度，運(yùn)用鑄造模擬軟件Novacast，導(dǎo)入該葉片鑄造成型模具，設(shè)置鑄造的充型速度，模擬葉片凝固時(shí)間，根據(jù)選用的低壓金屬型鑄造機(jī)功率和噪聲級(jí)，計(jì)算礦用風(fēng)機(jī)葉片鑄造成型的所耗能量和所產(chǎn)生的噪聲量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝優(yōu)選方法，其步驟包括1)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；2)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片沖壓成型能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；3)建立礦用風(fēng)機(jī)葉片鑄造成型能耗和噪聲模型，并進(jìn)行能耗和噪聲量計(jì)算；4)分析比較礦用風(fēng)機(jī)葉片切削加工、沖壓成型和鑄造成型的所耗能量及所產(chǎn)生的噪聲量，獲得相對(duì)能量最低、噪聲總量最小的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝。本發(fā)明通過設(shè)置各加工工藝參數(shù)，模擬各種加工設(shè)備加工工藝過程，計(jì)算工序加工能耗和噪聲量，對(duì)比各加工工藝不同工序所耗能量及對(duì)產(chǎn)生的噪聲總量，得出相對(duì)能量最低、噪聲總量最小的礦用風(fēng)機(jī)葉片加工工藝。
文檔編號(hào)B23P15/02GK102489975SQ20111041910
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者劉德順, 岳文輝, 戴巨川, 文澤軍, 楊書儀, 王兆波, 蔡春波, 金永平 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)