岩滩水轮机叶片数控加工工艺过程及质量控制

　　（4）叶片的加工 操作者根据编程人员编出的数控程序加工工件。将工件型线加工好后，在叶片上钻出各个截面线的标记，以便工件检查型线用。并在叶片的进、出水边分别各测量三个找正用的基准点，基准点间的距离选择应大些。将六个基准点作明显的标记，并打上样冲眼，记录好坐标值。再复测一次六个找正基准点的坐标。在加工时，先加工叶片的表面型线（正面或背面），根据叶片的加工余量排刀，并考虑机床的效率，保证每刀之间的“刀峰”小于2mm，粗铣排刀宽度为100～120mm，精铣排刀宽度为50～60mm，这样铲磨量较小，机床效率高。根据程序的编排，可以先加工进、出水边与上冠、下环的相关线及坡口。型面加工合格后，将叶片需要检查的截面线由数控机床用直径5mm钻头钻出。加工过程如图4所示。

　　（5）叶片的检查 叶片在数控机床上加工后，采用三维划线机检查叶片正、背面型线（见图5），将测得的数据值与理论值进行比较，测得的结果满足设计要求。

2.工艺技术分析

　　岩滩叶片在加工过程中，遇到了许多工艺技术问题，我们对此一一地进行了解决，这些问题的顺利解决保证了叶片的加工质量和生产周期。

　　（1）粗、精铣一次全部加工完成 岩滩叶片为保证加工质量和精度，初步确定粗、精加工分工序进行，但数控加工过程中由于生产周期紧，粗、精铣分开将增加装胎和测量、找正的时间，叶片将不能按期交货。在保证加工质量的前提下，根据叶片实际加工情况，特别是毛坯热处理质量较好的叶片，采用粗、精铣一次加工完成。在一面精加工完成后，工件翻身并测量找正点，如果没有变形，则另一面粗、精铣一次完成。在叶片表面有缺陷和变形的情况下可考虑粗、精铣分开进行。

　　（2）叶片的变形控制 叶片的变形是数控加工中遇到的主要问题。叶片在粗加工后产生变形主要有两个原因：一是叶片毛坯加工前大面积补焊，补焊后退火工作没有进行，或退火质量不好，造成应力没有完全释放；二是叶片毛坯加工前大面积气刨，表面高温冷却后形成应力集中，即表面层应力，叶片没有进行退火。

　　岩滩叶片5#、6#毛坯余量处理完后，由于以上原因，出现了局部10～15mm的变形，加工中工件表面硬度很高，浪费成本和生产周期，后经校型满足了设计要求。根据实践验证对后几个补焊和气刨的叶片严格控制二次退火质量，没有发生叶片的变形。

　　（3）叶片的毛坯余量控制 为保证叶片数控加工的质量和提高效率，将叶片正、背面加工余量严格控制在8～15mm之间，周边余量控制在25mm以内。在满足机组性能的前提下叶片应尽可能的采取简单的坡口形式，以使割坡口时余量易于控制，同时辅以样板检查的方法有效地控制坡口的余量。

　　（4）数控程序的编制 岩滩叶片的编程难度很大，主要难度在于叶片即使处于最平缓的位置放置，其出水边曲率变化仍较大，一个程序无法满足叶片在出水边一个完整曲面的加工，稍不注意就会发生铣头和叶片干涉的现象，使加工无法进行。以编程人员为主，产品工艺积极配合，展开了技术攻关，编制相应的独立程序，在曲面相接处各自退刀，最终轨迹拟合，形成一个完整的曲面。