（ZDJP502_LH_120型水轮机叶片加工工艺及工装的设计）（最终版）

叶片装夹定位采用点定位法并设计相应夹具。

数控加工设备选择在加工设备中有三轴五轴数控镗铣床和五轴数控龙门铣床，但其加工效果及效率各有利弊。

三轴数控铣床就可以加工大多数形状复杂的零件，如平面，斜面，曲面等完全可以满足生产需要，五轴数控铣床非常昂贵，大多数小公司包括有些企业，是只需要三轴的就可以了加工水轮机叶片过程中三轴数控铣床可以满足其加工精度，而且可以大大减少生产成本，因此水轮机叶片的加工选择三轴数控铣床。

加工刀具选择叶片面面需经过粗加工半精加工精加工，粗加工至表面粗糙度，加工余量为半精加工至表面粗糙度，加工余量为精加工至表面粗糙度度达到，加工余量为。

砂叶片面使其表面粗糙度达到。

粗加工至精度，半精加工至精度，精加工至精度。

粗加工叶片选用立铣刀，立铣刀可以进行粗铣，去除大量毛胚，工作效率高，而且能够满足加工精度的要求。

半精加工叶片选用立铣刀，立铣刀可以加工零件表面粗糙度至，满足加工要求。

精加工叶片选用球头铣刀，球头铣刀可精加工各种曲面，在高温环境下也可正常工作，满足水轮机叶片精加工的要求。

叶片毛胚铸造铣叶片面铣叶片面叶片装夹定位拆装叶片砂叶片加工两个定位销孔填补销孔加工定位销孔时应先用钻头在设定位置钻两个孔，再用铰刀对两个销孔进行加工，钻孔时选用钻头，再用铰刀进行加工。

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，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，。

钟惠仙大型辊流式水轮机转轮叶片制造技术的发展大型铸锻件原机械部第八设计院大电机水轮机制造技术吴培豪我国水轮机的气蚀与泥沙磨损吴思秦五轴数控联动加工水轮机叶片大电机技术，陈昭运，薛伟种新的模压叶片展开方法大电机技术，闵占奎，自绍林模压叶片混流式转轮抗磨蚀性能试验研究水力机械技术，赖喜德，王贞凯在水轮机叶片模压成型工艺中的应用用户通讯，智忠生，毛卫和，王长生混流式水轮机叶片数控加工工艺过程大电机技术，吴钢，卢进玉，张克危水轮机磨蚀微裂纹防护措施的研究可控喷丸工艺大电机技术，日本山田光洋应用于水力机械的金属喷涂国外水力机械，挪威水轮机材料选择及其对设计制造试验和运行的影响国外大电机，雷仲存工业脱硫技术北京化学工业出版社，阎维平洁净煤发电技术北京中国电力出版社，国家电力公司东北公司辽宁省电力有限公司电力工程师手册北京中国电力出版社，黑龙江省电力勘察设计研究院山东电力工程咨询院山东沾化发电厂热电工程初步设计脱硫增补卷济南山东电力工程咨询院，黑龙江省电力勘察设计研究院东莞海龙纸业号机工程初步设计哈尔滨黑龙江省电力勘察设计研究院，傅杰数控加工案例精选，刘杰华，任昭蓉。

金属切削与刀具实用技术张耀宸。

机械加工工艺设计手册。

致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

本课题在选题及进行过程中得到李亮老师的悉心指导。

论文行文过程中，李亮师多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。

李老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意。

我要感谢我的母校重庆科技学院，是母校给我们提供了优良的学习环境另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每位老师，是你们教会我专业知识。

最后，感谢各位评委能在百忙之中对我的论文进行审察，由于本人知识有限，不足之处在所难免，还请各位评委指正。

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度好。

设计目标效率高制造成本低在运行时平稳可靠及噪音小震动小。

因为水轮机叶片要长期放在水里腐蚀且不断的被强力冲刷磨损裂纹在满足期望的条件下可选择材料。

具有良好的抗空腐蚀性能耐腐蚀性能和抗冲刷磨损性能，抗水下疲劳，焊接性能好，有良好的强度韧性塑性，存在逆变奥氏体。

逆变奥氏体是些钢在温度以上回火后由马氏体转变而形成的。

弥散分布的奥氏体可以不降低强度的情况下，改善钢的塑性和焊接性能。

为了提高转换效率和降低磨损叶片的表面粗糙度应越高越好，但考虑到现有技术及制造成本的要求，设计表面粗糙度可选择。

因为水轮机叶片是个不规则的复杂曲面图形，在加工时存在坡度加工，加工后会留下些小台阶纹路如波浪型。

这些纹路会极大的影响叶片对水力的转换效率，但又不可避免只有无限减小。

在满足现有技术和效率的条件下允许残留刀纹波峰因为叶片的形状是根据水力特性来设计的，所以较高的线型精度是提高水能转换效率的个关键因素，根据现有技术成本及性价比选择线型精度以。

水轮机叶片在制造过程中可能会遇到的难点毛胚制造由于水轮机叶片毛胚是个不规则的扭曲图形常规方法难以制造出规定质量的毛胚难以加工成成型零件由于是不规则曲面普通的加工方法耗时费力，且加工出来的线型精度不高。

叶片三维模型建模困难根