超_超_临界火电机组关键阀门切削仿真研究_张海生.pdf

完 成 日 期：Xihua University Master Degree Dissertation Study on cutting simulation of key valve used in Super(ultra-super)critical thermal power unit Candidate:Zhang Hai sheng Major :Mechanical and Electronic engineering Student ID:212010080202012 Supervisor:Prof.Zhou Liping May,2013 Classified Index:UDC:密级：西华大学硕士学位论文 I 摘 要 煤炭资源是不可再生资源，火力发电在我国居民用电中占据重要地位。我国主力火电机组应用中，关键高端阀门中从国外进口的占据 90%。随着我国大型火电机组设备国产化的不断深入，必定加快厂家对超（超）临界火电机组高端阀门的自主研究。超（超）临界火电机组阀门结构比较复杂，关键部位加工精度和表面质量要求较高，阀体关键部位的加工精度和表面质量是制约阀门使用性能的关键因素。火电机组阀门大多为大型工件，采用国内常用锅炉用钢，被切除的材料很难再回收利用，浪费了原材料。在绿色制造的今天，可 100%回收再利用的材料无疑是制造厂的首选，而从德国进口的 WB36(15NiCuMoNb)钢材具有良好的机械综合性能且能实现完全的回收再利用，满足机械厂家的需求。根据 WB36 材料的机械性能特点，针对企业实际生产制造超（超）临界关键阀门中遇到的难题，结合工件的特点，本文从两个方面入手，试图解决加工制造中所遇到的问题。第一，用不同材料的刀具镗削此材料阀体，对比分析刀具材料对镗削力和镗削温度的影响；第二，采用悬伸式和双支撑式镗杆镗削阀体，对比分析两种装夹方式对阀体重要部位加工精度的影响。结合上述设想，文章采用 AdvantEdge FEM 软件建立 PCBN 镗削三维有限元模型和 DEFORM 软件建立硬质合金镗削三维有限元模型，采用单因素方法，模拟镗削加工过程。研究分析变化切削用量下，切削力和切削温度的变化规律，找到最优切削参量；利用 Ansys 软件建立两种不同装夹形式实心镗杆有限元模型，将最优参量下三个方向的切削力加载到简化的镗刀上，同时考虑镗杆自重对镗削阀体加工精度的影响。经过本文的仿真研究，文章采用的研究方案，可以较好的解决厂商在制造过程中所遇到的加工精度达不到要求的难题，从而取代了实际切削加工实验，降低了科研成本，缩短了科研周期。关键词：镗削;切削力;切削参数;有限元仿真 超（超）临界火电机组关键阀门切削仿真研究 II Abstract The coal resources are non-renewable resources,thermal electric generation occupies the important position in Chinas residential electricity.Application of the main power units,about 90%of the key of high-end valve are made abroad and imported.Along with the depth of nationalization of large thermal power unit equipment,The manufacturer must accelerate the research on the high-end valve used in Super(ultra-super)thermal power units.The valves used in Ultra Supercritical thermal power units are more complex,the essential spots are be in higher demand of the machining precision and surface quality.The machining precision and the surface quality of the key parts of the valves is the key factor of restricting the use of performance of the valve.Large valves used in power generating units,using domestic common Steel of Boiler,which wastes of raw mat