一種高速列車車頭渦輪增壓器箱體的制造方法技術

一種高速列車車頭渦輪增壓器箱體的制造方法，所述的渦輪增壓器箱體，含有壓氣機軸承端面和渦輪端面，壓氣機軸承端面上開有壓氣機端孔，渦輪端面開有渦輪端孔，其制造方法，裝夾在數控機床上機加工，包括箱體粗加工、應力釋放、半精加工、精加工和檢測的過程，其特征在于，在精加工的時候，采用線性放大比例結合最小二乘法擬合的方法，具體是：根據三坐標的精度檢測方法計算出零件在檢測時的一個放大倍數，即同軸度精度要縮小一定的倍數，然后又通過最小二乘法擬合技術來補償設備的能力不足。本發明專利技術制造的渦輪增壓器箱體精度高、抗人變形效果好、密封性好，滿足高鐵的要求，能夠替代進口產品。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】，所述的渦輪增壓器箱體，含有壓氣機軸承端面和渦輪端面，壓氣機軸承端面上開有壓氣機端孔，渦輪端面開有渦輪端孔，其制造方法，裝夾在數控機床上機加工，包括箱體粗加工、應力釋放、半精加工、精加工和檢測的過程，其特征在于，在精加工的時候，采用線性放大比例結合最小二乘法擬合的方法，具體是：根據三坐標的精度檢測方法計算出零件在檢測時的一個放大倍數，即同軸度精度要縮小一定的倍數，然后又通過最小二乘法擬合技術來補償設備的能力不足。本專利技術制造的渦輪增壓器箱體精度高、抗人變形效果好、密封性好，滿足高鐵的要求，能夠替代進口產品。【專利說明】
本專利技術涉及一種火車用的渦輪增壓器，特別是一種高精度、高密封性的車頭渦輪增壓器的制造方法。
技術介紹
根據新調整的《中國鐵路中長期發展規劃》，到2020年，為滿足快速增長的旅客運輸需求，建立省會城市及大中城市間的快速客運通道，規劃“四縱四橫”鐵路快速客運通道以及三個城際快速客運系統。建設快速客運專線1.6萬公里以上。預計到2020年，中國200公里及以上時速的高速鐵路建設里程將超過1.8萬公里，將占世界高速鐵路總里程的一半以上。在高速列車上使用的渦輪增壓器系統的箱體(即本專利的車頭增壓器箱體)雖然是一種結構比較簡單的零部件，但是由于高速動車的渦輪增壓器箱體外形尺寸較大，零件的精度要求更高，特別是同軸度，要求0 0.0127 mm。現在國內的機械加工廠主要為汽車提供渦輪增壓器箱體，由于汽車用渦輪增壓器箱體外形尺寸較小，加工制造要求難點相對較低，所以生產的渦輪增壓器箱體的加工同軸度精度普遍在0 0.03mm-i 0.05mm之間，遠遠達不到高速列車的要求。究其原因，還因為目前國內企業的機床加工精度等級根本達不到項目產品的精度要求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于專利技術一種全新的，通過對加工工藝的控制，制造出精度符合高速列車技術要求的高精度、高同軸度的車頭渦輪增壓器箱體。本專利技術是，所述的渦輪增壓器箱體，含有壓氣機軸承端面和渦輪端面，壓氣機軸承端面上開有壓氣機端孔，渦輪端面開有渦輪端孔，所述箱體裝夾在數控機床上機加工，其制造方法，包括箱體粗加工、應力釋放、半精加工、精加工和檢測的過程，其特征在于，在精加工的時候，采用線性放大比例結合最小二乘法擬合的方法，具體是:根據三坐標的檢測方法計算出零件在檢測時的一個放大倍數，即同軸度精度要縮小一定的倍數，然后又通過最小二乘法擬合技術來補償設備的能力不足。優選的放大倍數是6倍。具體的三座標檢測方法是: 1，采用cmm測針球頭進行探測，首先在渦輪箱體的壓氣軸承端面上取四點，壓氣機端孔中間位置取四點取圓，建立粗基準； 2，在壓氣機軸承端面上等分布位置取12點建立坐標平面，壓氣機端孔內x=0.75英寸位置取6點取圓，建立測量坐標系-1 ； 3,在坐標系-1下,分別在壓氣機端x=0.077英寸、x=0.7英寸、x=l.1英寸處取三個圓，定義為圓-A、圓-B和圓-C;4，用圓-A、圓-B和圓-C擬合圓柱-1 ； 5，以圓柱-1中心線為主基準，圓柱-1中心線與壓氣機軸承端面交點為坐標零點，建立測量坐標系-2 ； 6,在坐標系-2下,分別在壓氣機端x=0.077英寸、x=0.7英寸、x=l.1英寸處取三個圓，定義為圓-1、圓-2和圓-3; 7,在坐標系-2下,分別在潤輪端x=6.8英寸、x=7.2英寸、x=7.75英寸處取三個圓，定義為圓-4、圓-5和圓-6; 8，用圓-1、圓-2和圓-3擬合成圓柱-2 ； 9,以圓柱-2為基準分別評價與圓-4、圓-5和圓-6的同軸度。本專利技術的這種方法，可以在現有的機床上加工出符合高鐵要求的高精度、特別是高同軸度的渦輪增壓器箱體，能夠降低生產成本，提高產品的合格率，提高機車動力裝置產品質量和使用壽命，能夠替代進口，促進我國鐵路機車動力裝置行業的發展。【專利附圖】【附圖說明】圖1，本專利技術方法制造的渦輪增壓箱體的結構。圖2，本專利技術的制造流程圖。圖3，本專利技術的建立同軸度測量的坐標系-1的示意圖。圖4，本專利技術的建立同軸度測量的坐標系-2的示意圖。.圖5，本專利技術的同軸度的評價步驟的示意圖。【具體實施方式】如圖1，本專利技術所制造的這種高速火車車頭的渦輪增壓器箱體，其結構主要包括有兩頭的壓氣機軸承端面I和渦輪端面2，壓氣機軸承端面I上開有壓氣機端孔3，渦輪端面2開有渦輪端孔4。所述的同軸度的要求就是這兩個孔的同軸度，按照高速列車的要求，需要的同軸度是0 0.0127 mm，零件0 60—? 60.013mm軸承孔在動車高速高溫下長時間運行形變小于0.015，這就要求零件在加工過程中的形變量控制在0.0lmm范圍之內。整個加工方法的過程如圖2的流程圖，具體步驟是:首先進行箱體粗加工，并釋放箱體內應力，然后進行二次粗加工，其中需要控制箱體加工余量，等待熱變形自然失效，再進行半精加工和精加工，其中需要控制箱體的加工精度；精加工以后達到設計要求，進行三座標精度質量檢驗以及氣密檢驗，合格以后包裝成品。一.通過以下十二個步驟解決了零件加工過程中的變形對同軸度的影響 a.控制零件加工定位面的平面度在0.0lmm以內； b.控制工裝與工件定位接觸面的平面度在0.0lmm以內； c.減小工件與工裝接觸面積，降低工裝制造難度，減小裝夾變形； d.增加過渡板的方法轉移變形； e.規定零件的鎖緊扭力，用扭力扳手確認，減小或消除操作工裝夾時由于不慎產生的裝夾變形； f.零件精加工前，用量表支撐在工件上松壓板，然后壓緊變形較小的三個點，減小或消除壓裝變形；g.嚴格控制數控車間溫度20°±2° ； h.加工前零件提前6小時放入到數控車間恒溫； 1.半精加工刀具選擇鋒利的涂層硬質合金刀片，控制精加工余量在0.06-0.1mm； j.精加工刀具選擇立方氮化硼刀片(CBN刀片)，控制精加工尺寸； k.選擇刀桿盡可能粗壯的刀具和刀尖角小的刀片，減小振刀； 1.采用刀具中心出水，將刀尖上的鐵粉等沖洗干凈，同時降低刀片的切削熱。二.通過以下四個步驟解決了火車高速運行后，高溫下發生變形對同軸度的影響 a.零件在精加工前留余量在2-3mm消除部分應力； b.零件在250°±5°狀態下保溫12小時，消除部分應力； c.零件在精加工前再做一次半精加工，留加工余量單邊為0.2-0.25mm ； d.半精加工完畢，零件放置:1-4天做應力自然失效。三.本專利的加工精度控制 采用的是線性放大比例結合最小二乘法擬合的方法，準備的設備有NHC-8106三座標測量儀和數控機床、對刀儀等，使用數控機床加工。根據三坐標的檢測方法計算出零件在檢測時的一個放大倍數(檢測方法確定則放大倍數就確定)，即同軸度精度0 0.0127 mm則在此基礎上要縮小6倍，即0.0127/6=0.0021，這就要求機床的Z軸與X、Y軸的垂直度小于0.002，而目前機床的精度等級基本上是在0.005-0.0lmm,還是不能滿足加工精度要求；然后又通過最小二乘法擬合技術來補償設備的能力不足，保證零件加工的穩定性和效率，使其能穩定的滿足這一技術要求。具體的過程如圖3飛所示的一個過程: 如圖3所示: 1)采用cmm測針球頭進行探測，cmm測針球頭直徑5mm，每天的測試前本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高速列車車頭渦輪增壓器箱體的制造方法，所述的渦輪增壓器箱體，含有壓氣機軸承端面（1）和渦輪端面（2），壓氣機軸承端面上開有壓氣機端孔（3），渦輪端面開有渦輪端孔（4），所述箱體裝夾在數控機床上機加工，其制造方法，包括箱體粗加工、應力釋放、半精加工、精加工和檢測的過程，其特征在于，在精加工的時候，采用線性放大比例結合最小二乘法擬合的方法，具體是：根據三坐標的精度檢測方法計算出零件在檢測時的一個放大倍數，即同軸度精度要縮小一定的倍數，然后又通過最小二乘法擬合技術來補償設備的能力不足。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：蒲令，
申請(專利權)人：無錫瑞圣機械科技有限公司，
類型：發明
國別省市：