5軸マシニングセンタによるオーガニックランキンサイクル用インペラの研究開発

利用五轴加工中心研发有机朗肯循环叶轮

• 批准号: 25917005
• 负责人: 阿部 慶子
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Ichinoseki National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25917005/
• 关键词: インペラ; 5軸マシニングセンタ; オーガニックランキンサイクル

インペラはタービンや過給機など流体機械の主要部品として大きな役割を果たしている. 過酷な環境下での使用ため, 丈夫で壊れにくいことが要求される. 従来は鋳造法での製造が主流であったが, 5軸マシニングセンタ(以下MC)が普及してからは切削加工により短時間で製造されるものも増えてきた. しかしその設計, 加工に関してのノウハウは企業秘密のため, 高専の教育・研究に取り入れることは困難であった. 本研究では, とくに近年着目されている排熱回収のためのオーガニックランキンサイクル用インペラを, 以下の手順により設計・試作することを目的とした.1.3D-CADにより設計2.3Dプリンタによるインペラ形状の試作・確認3.CAMによる加工経路の作成4.5軸MC加工(技術講習により操作習得)今回設計したインペラは回転数3000～4000rpm, 有機冷媒R245fa中で使用する. 直径70㎜, 羽根枚数14, 軸方向高さ70㎜として3D-CADでモデリングしたが, 最終的に使用するMCの都合から羽根枚数は7に変更した。5軸MCで切削加工をするためにはCAMによるNCデータの作成と事前検証(シミュレーション)が重要な要素となる. まず, 5軸対応のCAMを用いて教職員向け講習会に参加しNCデータを作成した.さらに, インペラのような複雑な形状は同時5軸加工により行うが, その際マシニングセンタの主軸とテーブルの干渉や衝突が課題となり, 企業でも事故が多い. 研究を進める途中で, 干渉チェックが必要であることが判明したため, モデルデータを作成して加工シミュレーションを行った, 同時に, 5軸加工の講習会を受講し, 5軸MCをより安全かつ効率的に加工できる知見を得た.本校の設備利用の都合で, 同時5軸加工による試削までは完了しなかったが, 単段半径流衝動タービンをMCによる3軸加工で試作した. 今回の研究では, 5軸MCを使用した流体機械の加工に関する知見が得られたとともに, 高専での教育・研究用部品の設計・試作に事例を一つ加えることができた. (796字)

The main parts of インペラはタービンやfeeder and fluid machinery are the main parts of the machine. It can be used in extremely cool environments. The husband's request is the same as the husband's request. 5-axis machining (hereinafter MC) is widely used in cutting processing and short-time manufacturing.しかしそのDesign, processingしてのノウハウはCorporate secretsのため, 高専のeducation・researchにtakingり入れることはdifficultyであった. This researchでは, In recent years, Toko has focused on the use of waste heat recovery equipment, The following is the design and trial production of the following hand-operated することをpurpose とした.1.3D-CAD design 2.3D プリンタによるインペラ shape trial production and confirmation 3 .CAM machining process, 4.5-axis MC machining (technical training and operation acquisition), this time's design, the number of turns is 3000～4000rpm, Organic refrigerant R245fa is not used in China. Diameter 70㎜, number of feathers 14, The height of the axis direction is 70㎜として3D-CADでモデリングしたが, and the final use is the MCするMCの合からFeather numberは7に変changed. 5-axis MC cutting machining, CAM, NC machining, and advance certification are important elements. となる. The 5-axis CAM is made by NC programmer who participated in the seminar held by the faculty and staff.インペラのような Complex shape は Simultaneous 5-axis machining により行うが,その国际マシニングセンタの spindle とテーブルの干渉やconflict project となり, enterprise accident が多い. Research を progress める on the way で, 干渉チェックが是什么意思,モデルデータを成して Machining シミュレーションを行った, at the same time, 5-axis machining seminar is held, The 5-axis MC machining is safe and efficient, and the school's equipment is fully utilized. At the same time, the 5-axis machining of the machining system is completed, and the test cutting is completed. Trial production of single-section radius flow impulse MC and 3-axis machining. This time's research is, 5-axis MC is used for machining of fluid machinery. A case study of the design and trial production of educational and research parts by a high-ranking professional. (796 words)