0 引言

　　葉片屬于汽輪機(jī)基礎(chǔ)部件，它是整個(gè)汽輪機(jī)的核心部位，葉片的質(zhì)量直接關(guān)系著整個(gè)汽輪機(jī)的使用效率的高低，近些年，隨著世界各國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和高科技技術(shù)的迅猛發(fā)展，在各行各業(yè)對(duì)汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越嚴(yán)格，葉片型面加工成了機(jī)械加工行業(yè)必須攻克和突破的關(guān)鍵之所在，所有一些傳統(tǒng)的機(jī)械加工手段已經(jīng)很難滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。所以如何才能有效地提高汽輪機(jī)的工作效率，就必須要從技術(shù)上入手，通過(guò)技術(shù)革新才能有效地改善當(dāng)前數(shù)控)jaT技術(shù)。筆者結(jié)合自己實(shí)際工作，就數(shù)控加工技術(shù)在汽輪機(jī)上的應(yīng)用闡述一點(diǎn)自己的看法和經(jīng)驗(yàn)。

1 汽輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　汽輪機(jī)最重要的部件就是葉片，葉片的質(zhì)量直接關(guān)系著整個(gè)汽輪機(jī)的使用效率的高低。通常情況下，汽輪機(jī)的葉片都是劃分成為兩種類型，一種是動(dòng)葉片，一種是靜葉片。動(dòng)葉片的主要組成部分包括葉根、葉身型面(葉片的基本部分)、拉筋、葉冠、中間體等五個(gè)部分組成。這中間葉身的結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜多變，通常所見(jiàn)的大多屬于扭轉(zhuǎn)型的自由曲面。一般情況下葉身型面分為進(jìn)氣邊圓角、葉根圓角、拉筋、葉冠圓角、背弧(或背型面)、內(nèi)弧(或內(nèi)型面)、出氣邊圓角等七個(gè)部分。葉身型面都是由不同的截面型線進(jìn)行擬合而形成的一種光滑而復(fù)雜的曲面，葉身型面由一組不等距或等距平行的截面型線構(gòu)成的一種空間扭曲面，通常葉身部分的這一部分橫截面叫做葉型，所有橫截面的邊緣稱作為型線，一般情況下，一條型線都是由背弧、進(jìn)氣邊圓弧、內(nèi)弧和出氣邊圓弧三部分所組成的，型線直接關(guān)系著葉片的具體工作，很多的型面都是為等截面彎扭曲面和彎扭變截面。一般情況下，葉根的形式都是T形、菱形、樅樹(shù)形和叉形幾種。我們把外端的起固定作用的部分叫作葉冠。如果葉冠、葉根圓角比較小，則葉片氣道的進(jìn)、出氣邊比較薄。

2 葉片的數(shù)控加工工藝

　　葉片的氣道決定了整個(gè)汽輪機(jī)的發(fā)電功率，所以說(shuō)葉片在確保汽輪起的質(zhì)量方面是相當(dāng)重要的。葉片的數(shù)控加工技術(shù)是衡量一個(gè)企業(yè)乃至一個(gè)國(guó)家在汽輪機(jī)制造方面的技術(shù)指標(biāo)。一些發(fā)達(dá)國(guó)家在機(jī)械加工行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始大量地使用數(shù)控設(shè)備的加工葉片技術(shù)，所以，作為發(fā)展中的我們，必須把完善和革新葉片的數(shù)控加工技術(shù)最為一個(gè)重大研究課題。在實(shí)際工作中數(shù)控加工葉片的優(yōu)越性表現(xiàn)在很多的方面，比如通過(guò)數(shù)控葉片加工技術(shù)可以提高葉片的加工質(zhì)量，從而確保葉片型線更接近理論上的葉型；通過(guò)數(shù)控葉片加工技術(shù)可以不斷提高和改進(jìn)葉片的加工效率：通過(guò)數(shù)控葉片加工技術(shù)能夠逐步降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等等較為現(xiàn)實(shí)的工作。汽輪機(jī)葉片的材料大都屬于不銹鋼，比較難以加工的材料，常用的有2Crl2MoV、2Crl3、1Crl3等，上述材料韌性也比較大、熱硬性也比較好、強(qiáng)度都比較高、加工的時(shí)候也容易變形，所以)JnT的難度比較大。汽輪機(jī)的葉片毛坯最常見(jiàn)的有三種：方鋼毛坯、鍛造毛坯、精密鑄造毛坯。這里面鍛造毛坯大多都是用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的靜葉片或動(dòng)葉片的制造；而方鋼毛坯經(jīng)常用于整體尺寸比較小的一些精密葉片；精密鑄造毛坯主要用于那些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、鍛造工藝相對(duì)又比較難、加工的余量又比較小的葉片。

3 基于并聯(lián)機(jī)床的汽輪機(jī)葉片的數(shù)控加工

　　隨著CAD／CAM技術(shù)不斷的完善和發(fā)展，自動(dòng)數(shù)控編程技術(shù)逐步走進(jìn)了機(jī)床加工和設(shè)計(jì)領(lǐng)域，通過(guò)自動(dòng)的編程就可以直接把需要加工的零件信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給加工機(jī)械，使一些難以加工的機(jī)械器件，都轉(zhuǎn)化成為具體的數(shù)控加工相應(yīng)程序，通過(guò)一些相對(duì)比較簡(jiǎn)易的指命就可以完成對(duì)汽輪機(jī)葉片的加工。目前應(yīng)用較成熟的CAD／CAM軟件有UG、Mastercam、Pro／E等，基于并聯(lián)機(jī)床的汽輪機(jī)葉片的數(shù)控加工流程通常情況下都是由兩大部分進(jìn)行完成的：其一，CAD的處理過(guò)程：其二，并聯(lián)機(jī)床的加工過(guò)程加工內(nèi)容主要分為葉片的葉根、葉身型面、葉冠及葉根與葉身、葉冠的交接面。基于Pro／E或UG的葉片數(shù)控加工編程主要包含了以下幾點(diǎn)的內(nèi)容：葉片零件的三維造型：確認(rèn)葉片的數(shù)控加工具體的工藝方案和流程，確認(rèn)葉片的數(shù)控加工具體工具如刀具、量具和夾具等；刀位的計(jì)算以及所生成的刀具準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)軌跡：刀具運(yùn)動(dòng)軌跡校驗(yàn)、仿真和編輯，并生成相應(yīng)的刀位文件：最后還要依據(jù)后置處理程序把刀位文件轉(zhuǎn)換成為數(shù)控機(jī)床可讀的NC代碼。

　　采用UG軟件進(jìn)行葉片的數(shù)控加工，其數(shù)控加工編程通常都是在UG／CAM中生成了刀具具體軌跡之后，在進(jìn)行相應(yīng)的干涉校驗(yàn)和加工仿真，可以把信息輸出和加工數(shù)據(jù)看作為刀位源的具體文件(CLSF)。刀位源文件(CLSF)主要涵蓋了加工坐標(biāo)系信息、刀具信息、姿態(tài)信息和刀具位置以及各種加工輔助命令信息等，還需要經(jīng)過(guò)后置處理器，將其轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)床能夠接受的數(shù)控程序，也可以選擇并聯(lián)機(jī)床自帶的后處理程序進(jìn)行后處理。UG軟件提供了各種復(fù)雜零件的粗精加工，用戶可以根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、加工表面形狀和加工精度要求選擇合適的加工類型，在每種加工類型中包括了多個(gè)加工模塊。應(yīng)用加工模塊可快速建立加工操作。在交互操作過(guò)程中，在圖形方式下交互編輯刀具路徑，生成適合具體機(jī)床的數(shù)控加工程序。

4 結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)上述設(shè)計(jì)和改進(jìn)，將去葉片毛坯的余量工序改在了普通機(jī)床上進(jìn)行完成，大大縮短了葉片在數(shù)控機(jī)床上加工的時(shí)間，利用數(shù)控機(jī)床加工精度高的特性，完成葉片型面的精加工工序。葉片加工的刀具耐用度與切削用量之間不是單純的函數(shù)關(guān)系，必須找出其最佳組合，優(yōu)化切削用量。同時(shí)選好銑削刀具，提高切削參數(shù)，完善數(shù)控程序設(shè)計(jì)，用足用好數(shù)控機(jī)床，充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益，為加工汽輪機(jī)葉片開(kāi)創(chuàng)新的工藝思路。  

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