毕业论文：ZDJP502-LH-120型水轮机叶片加工工艺及工装设计 ㊣ 精品文档 值得下载

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学习及掌握工艺及工装设计的相关理论知识，并运用以前所学过的知识与理论相结合，能根据产品的技术要求和加工生产的技术，拟合理的工艺方法和工艺规程方案，并且设计数控加工工序专用夹具。

同时对制定机械加工工艺规程的方法也有适当的论述。

是在专业课程的理论基础上，运用专业知识解决实际生产问题的次实践训练。

培养工程实践能力，以适应现代化建设对人才的多方面需求。

可以更加深刻的认识机械加工工艺在机械生产中的重要性。

叶片制造技术概况转轮结构水轮机转轮制造技术，特别是其叶片的制造技术是反映水轮机制造商竞争能力和水平的核心技术，受到世界各地的水电行业的高度重视。

大型水轮机叶片制造过程转轮结构与叶片制造工艺性大型轴流式转轮都采用叶片与转轮体分别制造的结构。

混流式转轮可以采用整铸结构上冠下环叶片焊为体的整体铸焊结构上冠连同上半段叶片整铸，下环和下半段叶片分别铸造后在厂内组焊。

整铸结构的混流式转轮制造工艺差，以日本和神户制钢所为委内瑞拉古里Ⅱ电站制造的直径重的转轮为世界之最。

由于叶片铲磨检测困难，型线精度低，转轮重量受铸造车间起吊能力限制，已较少采用取而代之的是上冠下环叶片焊为体的整体铸焊结构，三峡左岸转轮创下世界之冠，直径，重量分别达和。

为方便铁路运输，直径左右的转轮也可采用左右分瓣的铸焊结构。

因受运输限制，伏依特与阿尔斯通公司原奈尔匹克公司合作制造的西莫桑比克包拉巴沙电站的直径的转轮曾采用上下分半结构，即上冠连同上半段叶片整铸，下环和下半段叶片分别铸造后在厂内组焊退火铲磨加工，运往工地再组焊为体，在工地不再退火。

此结构工艺性差，后再未采用过，国外公司曾建议三峡转轮用此结构，未获批准。

水轮机转轮叶片数控加工是表征水轮机制造技术达到现代先进水平的重要标志之。

国外已普遍采用数控设备加工叶片，现有铸造毛坯或模压毛坯人工铲磨成型的工艺将逐渐被数控技术所取代。

随着国内大型水轮机数控加工设备的引进，叶片数控加工技术的应用开发已势在必行。

数控加工叶片，是能改善叶片表面质量，保证叶片型线更接近理论翼型，二是可以提高工件的加工效率，三是可充分降低工人的劳动强度。

在转轮叶片中，混流式叶片因其曲面非常不规则曲率变化最大等特点，导致其加工难度也最大。

叶片材料叶片材料要有较好的机械性能，耐空化腐蚀和磨损，且可焊性好，价格合理。

早期转轮材料曾用铸铁，上世纪年代逐渐采用碳钢合金钢。

自年代以来，开始采用不锈钢，或在上先铺焊层过渡层，再铺焊。

法国用过，俄罗斯用过和，后者补焊时可不预热。

北欧多用，含碳量低，有更多的逆变奥氏体，焊接性能好，强度韧性塑性抗水下疲劳和耐磨损能力均优于。

还有其它叶片材料，在此不再赘述。

年代开始用炉或炉精炼钢水铸造叶片。

为氩氧精炼炉，不需抽真空，投资较低，仅适用于不锈钢为真空精炼炉，真空吹氧脱碳，适用多种钢精炼，投资较高。

精炼钢水的硫氮含量低，可减少叶片微观裂纹。

碳及钒铌等合金含量也较低，可防止氢裂纹出现。

增加含量可提高可焊性，降低预热温度，当含量超过时，甚至可不预热。

叶片铸造由于叶片的厚度和曲率变化大，无明显凝固顺序，补缩性差，易产生缩孔缩松和扭曲变形氧化膜粘在叶片表面易形成皱纹铸件的气孔夹渣裂纹等容易引起空化和磨损，因此，提高叶片铸造技术十分必要。

叶片铸造工艺有垂直造型垂直浇注，平卧造型垂直浇注，平卧造型平卧浇注。

平卧造型垂直浇注艺容易保证叶片铸造质量。

将冒口从背面改为上冠下环片，用计算机绘制叶型图并模拟浇铸凝固过程，在曲率变化大的断面采取反变形措施在木模上粘贴玻璃钢以提高强度，然后用光电经纬仪或三坐标划线仪检查型线造型材料选用水玻璃铬矿砂或树脂铬矿砂，涂料选取用醇基锆英粉适当提高浇注温度，以提高充型能力，热处理时叶片立放。

苏尔寿公司研究出了冲击式转轮微浇铸技术，先将锻坯加工至水斗根部，再用焊接机器人层层焊出水斗其余部分，这种转轮强度高耐磨损。

叶片加工与测量叶片加工方法分为砂轮铲磨数控加工和热模压成型。

叶片检测装备有立体样板三坐标划线仪光电经纬仪多轴机器人。

叶片加工与检测详见铰刀进行加工。

工步及工序叶片装夹叶片面加工边框粗加工型面粗加工边框半精加工型面半精加工边框精加工型面精加工加工定位孔铰孔叶片面加工边框粗加工型面粗加工边框半精加型面半精加工工边框精加工型面精加工砂叶片刀具及参数工件材料为不锈钢，加工刀具为硬质合金铣刀，查金属切削与刀具实用技术表可得切削速度。

铣刀转速，为铣刀外径。

粗加工刀具硬质合金立铣刀，齿数，铣削深度，查机械加工工艺设计手册表得每齿进给量。

半精加工刀具硬质合金立铣刀，齿数，铣削深度，查机械加工工艺设计手册表得每齿进给量。

精加工刀具硬质合金球铣刀，铣削深度，查机械加工工艺设计手册表得进给量。

公式式中为铣刀齿数，为进给速度。

钻孔刀具硬质合金麻花钻，查金属切削与刀具实用技术表进给量，切削速度，钻孔深。

铰孔刀具级硬质合金铰刀，齿数。

铰孔至，查金属切削与刀具实用技术表得进给量切削速度。

粗加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

半精加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

精加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，进给速度，进给量。

钻孔刀具硬质合金麻花钻，钻孔深，切削速度，转速，进给量。

进给速度。

铰孔刀具级硬质合金铰刀，铰孔至，切削速度，转速，进给速度，进给量。

边框粗加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

型面粗加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

边框半精加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

型面半精加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

边框精加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，进给速度，进给量。

型面精加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，进给速度，进给量。

加工定位孔刀具硬质合金麻花钻，钻孔深，切削速度，转速，进给量。

进给速度。

铰孔刀具级硬质合金铰刀，铰孔至，切削速度，转速，进给速度，进给量。

边框粗加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

型面粗加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

边框半精加刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

型面半精加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，每齿进给量，进给速度，进给量。

工边框精加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，进给速度，进给量。

型面精加工刀具硬质合金立铣刀，，铣削速度，转速，进给速度，进给量。

编程将水轮机叶片的三位实体模型导入用曲面偏置增厚叶片模型创建叶片毛坯导入夹具使之与叶片模型相互配合对毛胚进行透明化处理在夹具底板上的角创建加工坐标系原点在毛胚件上面标个点，通过计算的出其在加工坐标系中的位置设置安全平面偏置设置加工几何模型设置第加工区域型面进入几何体设定界面选择加工边界设定图标指定加工顶面及加工区域指定此次加工底面设置第二加工区域边框进入几何体设定界面选择加工边界设定图标指定加工顶面及加工区域指定此次加工底面创建刀具创建第加工刀路粗加工半精加工精加工创建第二加工刀路粗加工半精加工精加工孔加工设置后置处理导出数控加工程序结论叶片数控加工技术充分体现了高效精确和规范等特性，不仅给转轮焊接带来方便，也使转轮整体质量上了个新台阶，大大增强了产品的竞争力。

应综合考虑运行环境叶片大小设备性能制造成本加工效率来选择叶片的加工方法。

轴流式叶片可采用铲磨或数控加工，如用数控加工也应加大刀路宽，以提高效。

叶片制造技术的改进方向包括以下方面优化铸造工艺，防止叶片铸造裂纹，提高铸造毛坯的材料性能和型线精度，减少毛坯余量合理布点，提高三坐标划线仪和光电经纬仪的检测效率选择合适的铣刀和耐磨损抗冲击刀片，适当增大刀路宽，采用高速切削，提高进给速度和切削速度，减少切削深度，以提高数控加工效率在近三个月的水轮机课程设计过程中，初步掌握了混流式水轮机设计方法和步骤，新学习了几种计算机辅助设计软件，同时对已能熟练使用的其他计算机辅助设计软件又有了新的认识。

不仅如此，课设也促进了同学与同学之间，同学与老师的交流，令我获益匪浅。

参考文献张富钦，陶喜群，曹大伟三峡电站水轮机方案设计东方电气评论贺元三峡电站水轮机制造工艺分析东方电气评论，。

粱飞大型混流式机组不锈钢叶片整体铸造工艺铸造，。

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