結(jié)晶器攪拌槳快速設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、工業(yè)結(jié)晶技術(shù)是一種高效低能耗、.低污染的制造與分離技術(shù)，是化工、醫(yī)藥等行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。攪拌槳是攪拌釜式結(jié)晶器的關(guān)鍵部件，槳的結(jié)構(gòu)和葉形決定了釜內(nèi)溶液的整體流動形式。攪拌槳傳統(tǒng)設(shè)計/制造方法為仿船用螺旋槳的圖譜設(shè)計法，需查表計算、手工制造，其過程信息共享度低、周期長，難以保證槳的質(zhì)量，且無法預(yù)測槳的流體動力性能。本文以實現(xiàn)結(jié)晶器攪拌槳優(yōu)質(zhì)高效的設(shè)計/制造為目標(biāo)，針對攪拌槳CAD/CAE/CAM集成、攪拌槳結(jié)構(gòu)優(yōu)化和數(shù)控加工工藝等關(guān)鍵問

2、題進行了系統(tǒng)的研究，取得如下創(chuàng)新性研究成果： 1.提出攪拌槳集成制造的創(chuàng)新思想，構(gòu)建了攪拌槳CAD/CAE/CAM集成制造系統(tǒng)的總體框架。采用基于特征的面向?qū)ο蠹夹g(shù)建立了集成化的攪拌槳數(shù)據(jù)模型，為攪拌槳設(shè)計、制造各環(huán)節(jié)提供了統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型。該系統(tǒng)克服了攪拌槳傳統(tǒng)設(shè)計與制造各環(huán)節(jié)相互脫節(jié)、信息共享度低的缺陷。實現(xiàn)了攪拌槳CAD、CAE與CAM各環(huán)節(jié)的有效集成和信息共享，大大縮短了攪拌槳的設(shè)計/制造周期。 2.提出了一種

3、新的大型螺旋式攪拌槳的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，即分體設(shè)計/制造槳葉和槳轂，整體焊接組裝的方法，解決了大尺寸攪拌槳的加工受機床加工范圍限制的難題。應(yīng)用CFD(Calculating Fluid Dynamics)分析軟件FLUENT對分體式組裝槳進行了結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化了葉根幾何形狀。基于固體力學(xué)分析，應(yīng)用ANSYS軟件對槳葉進行強度和剛度校核，優(yōu)化了槳葉的厚度。優(yōu)化后的攪拌槳即保證了攪拌效果，又減輕了槳的重量，并減少了后續(xù)組裝時的焊接工作量

4、。 3：研究了攪拌槳數(shù)控加工工藝，提出五軸數(shù)控銑削攪拌槳木模的新方法。該方法利用自行開發(fā)的攪拌槳建模平臺，建立了攪拌槳鑄造毛坯木模的三維數(shù)據(jù)模型，生成木模的五軸加工程序，完成了木模的加工，從而提高了攪拌槳毛坯的鑄造精度。并通過實驗研究，得出球頭銑刀銑削不銹鋼時銑削力經(jīng)驗公式，為數(shù)控銑削不銹鋼攪拌槳推薦了合理的切削參數(shù)。 4.基于UG平臺，應(yīng)用其二次開發(fā)工具OPEN GRIP開發(fā)了攪拌槳快速設(shè)計與制造集成系統(tǒng)，基于螺旋槳結(jié)