最新新闻
我要投稿
联系电话:027-87592219/20/21转188
投稿邮箱:tb@e-works.net.cn
您所在的位置:首页 > 智库 > 智能生产

数控技术在大型水轮机转轮叶片加工中应用

发布时间:2014-03-14 作者:ecnc 
关键字:数控技术 数控 加工工艺 
大型水轮机转轮叶片加工的数控技术是表征水轮机制造达到当今世界先进水平的重要标志之一。转轮叶片是水轮机关键部件,其制造精度对机组的效率等水力性能有直接的影响,型面加工精度高,使水轮机出力效率提高一个百分点,都将带来长远和巨大的效益。

  叶片装夹

  叶片外形的不规则,尤其混流式叶片是没有任何基准的自由曲面,装夹方式的研究是实施编程、加工首先要解决的问题。德国VOITH公司对轴流式叶片采用轴外径和法兰定位、立式装夹方式,混流式叶片采用可调转向头千斤顶定位、真空吸盘夹紧方式。真空吸盘夹紧需对吸附部位磨光预处理,其系统部件占据面积大。我们研究提出采用正、背面胎具定位、焊块搭焊和螺钉把合的夹紧方式,具有经济、高效、操作简便的特点,据悉挪威GE公司等也采用此方式。装夹定位方式对确定工件参考点、实施找正,对解决叶片正、背型面的错位这一技术难点效果良好。

  叶片的找正、测量

  用数控机床铣轴测量装在胎具上的叶片3个定位基准点的坐标值,并在胎具上设定参照点进行找正。采用RENISHAW测量系统,开发应用于3维曲面的叶片测量,对加工后的叶型提供了先进的检测技术。

  工件的编程

  应用前述编程技术,编制加工叶片正、背面,进、出水边,上冠、下环焊接坡口的程序。

  叶片的加工

  叶片加工部位为正、背型面、进出水边和上下焊接坡口。使用的刀具为粗、精面铣刀、螺旋立铣刀、球头铣刀等。

铣削方式采用顺铣、加冷却液的铣削加工。进给方向选择沿叶片造型的参数线进给,对刀具直径和干涉的要求等铣削性能有利。

  铣削宽度的确定与表面加工质量和加工效率互为影响,由于铣刀在法矢方向倾斜加工,加工后工件表面呈微凹弧形,每刀铣削宽度愈大,铣削残留的波峰、波谷的绝对值愈大,下序抛光工作量愈大。因此需合理确定每条程序段运行排刀的宽度。

  (4)高效数控刀具的开发应用

  应用数控加工叶片技术其加工成本昂贵,以加工一台三峡水轮机叶片统计,加工1片需10天,整台份加工周期5个月以上,数控龙门铣床价格约4千万元,工时费每小时上千元,加工费4百多万元,提高加工效率、降低加工成本其意义特别重要,研究、开发、应用高效数控刀具和加工方法,是需要解决的关键技术之一。

  开发国产面铣刀、螺旋立铣刀

  叶片曲面部位加工需要面铣刀,进出、水边和焊接坡口需用螺旋立铣刀。采用国外刀具价格昂贵,为适于不锈钢材料叶片加工,我们与哈尔滨理工大学、绵工工具厂合作开发研制了采用平装刀片结构、上压式夹紧方式、主偏角为75°和双正前角的面铣刀;与太原王牌工具厂合作开发研制了可换头4刃切削,周刃配置方刀片、可转位4次的螺旋立铣刀;与哈尔滨工量数控刀具厂进行了数控刀具系统的开发研制。

  试验优选铣刀片

  解决不锈钢的难加工问题,关键是刀片的性能,国产刀片与国外有相当大的差距。国外刀片耐用度可达国产刀片的5~10倍以上。经对国内株洲、自贡、上硬、陕硬等硬质合金制造厂家的9种牌号刀片,对国外瑞典山特维克、德国瓦尔特、美国肯纳、以色列依斯卡、日立、三菱等公司的10种牌号刀片进行大量试验,优选了性价比优良的刀片。

3 结语

  三峡、天生桥等水轮机叶片五轴联动数控加成功,标志我厂、我国大型水轮机制造已达到国际先进水平。叶片工艺技术的创新,对提高质量、提高加工效率、降低工具费用,经济效益显著。

2