軸承及軸承相關(guān)技術(shù)文章（軸承供應(yīng)商網(wǎng)提供）關(guān)鍵字：軸承,數(shù)控加工水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪是水輪發(fā)電機(jī)組的心臟，其轉(zhuǎn)輪葉片的制造技術(shù)和制造質(zhì)量直接影響機(jī)組運(yùn)行的水力性能和機(jī)組的可靠性。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片是非常復(fù)雜的雕塑曲面體零件，在大中型機(jī)組制造工藝上，長(zhǎng)期以來采用的“砂型鑄造─砂輪鏟磨D立體樣板檢測(cè)”的制造工藝,，不僅生產(chǎn)效率非常低下，葉片型面精度難以保證，而且手工砂輪鏟磨的勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境非常惡劣，已不能滿足技術(shù)進(jìn)步的要求，也不能有效地保證葉片型面準(zhǔn)確性和制造質(zhì)量，更不能滿足當(dāng)今發(fā)電u設(shè)備/u市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求。“大型水輪機(jī)葉片的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工工藝技術(shù)”是當(dāng)今世界發(fā)電u設(shè)備/u制造業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是當(dāng)今機(jī)械加工技術(shù)中的尖端高技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的三維造型，計(jì)算機(jī)仿真模擬加工，五軸聯(lián)動(dòng)CNC技術(shù)，復(fù)雜的金屬切削技術(shù)，三維曲面型面測(cè)量及定位技術(shù)，以及毛坯制造等。國外世界一流的發(fā)電設(shè)備制造公司，在80年代就開始投入了大量的人力和財(cái)力進(jìn)行了大量的研究與開發(fā)，因有相當(dāng)大的技術(shù)難度，現(xiàn)也只有個(gè)別幾家公司掌握了該技術(shù)，并極為保密，作為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的有力技術(shù)手段，也是保證水輪機(jī)水力性能的有效技術(shù)手段之一。隨著三峽工程的建設(shè)，大型水輪機(jī)葉片數(shù)控加工技術(shù)的研究與開發(fā)，也作為三峽機(jī)組制造技術(shù)中非常關(guān)鍵的項(xiàng)目之一，經(jīng)過嚴(yán)格的評(píng)審，被納入國家自然科學(xué)基金會(huì)，機(jī)械工業(yè)發(fā)展基金會(huì)聯(lián)合資助的重大項(xiàng)目中的內(nèi)容之一，受到兩基金會(huì)的資助，同時(shí)也是國務(wù)院三峽建設(shè)委員會(huì)委派的三峽機(jī)組攻關(guān)項(xiàng)目。研究開發(fā)“大型水輪機(jī)葉片五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工工藝技術(shù)”，不僅對(duì)三峽機(jī)組制造，而且對(duì)整個(gè)水輪機(jī)制造行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提高我國水電設(shè)備制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力都有著重要的意義。我公司組織了一定的人力針對(duì)大型葉片數(shù)控加工中的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究與開發(fā)，并成功地用于某大型軸流式水輪機(jī)葉片(高壩洲電站)制造，為國內(nèi)首次整機(jī)全采用數(shù)控加工葉片，關(guān)鍵在于成功地應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真加工技術(shù)。一、大型軸流式水輪機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高壩洲機(jī)組是一個(gè)高水頭軸流式機(jī)組，其水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為(5.8m。葉片從進(jìn)水邊到出水邊扭曲度大，在葉片背面輪緣帶有外裙邊，在葉片輪轂側(cè)帶有很大的內(nèi)裙邊。內(nèi)裙邊在法蘭球面區(qū)為恒R(正面R265.2mm，背面R232.0mm)過渡曲面，從法蘭球面區(qū)至進(jìn)、出水邊的曲面R沿空間曲線變化過渡到零。葉片法蘭至外緣直徑為(1180mm。由于該葉片與一般軸流式葉片在結(jié)構(gòu)上相比有一些特殊性，正因如此，這給加工工藝和仿真加工編程造成了更大的難度。高壩洲水輪機(jī)葉片如圖1所示。二、數(shù)控加工工藝方案根據(jù)要加工葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及采用的5FZG龍門移動(dòng)式數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，以及葉片毛坯具體狀況仔細(xì)研究分析對(duì)比，決定采用以葉片旋轉(zhuǎn)軸線和法蘭端面作為定位基準(zhǔn)。葉片有多張曲面需要加工，大過流面采用五軸聯(lián)動(dòng)銑削加工，沿FLOWLINE(流線)“RASTER”走刀。為了解決加工過程中防機(jī)床碰撞問題，對(duì)于葉片正背面大面分區(qū)域、采用不同直徑的u刀具/u、不同的刀軸控制方式來加工。區(qū)域的劃分原則是在不碰撞的條件下盡量采用大直徑的曲面面銑刀加工。由于機(jī)床的NC銑頭法蘭直徑為(1.23m，區(qū)域的劃分必須借助于后述的仿真加工多次模擬來決定。由于毛坯余量分布很不均勻，采用多次粗銑和一次精銑。整個(gè)加工方案必須采用仿真加工技術(shù)在計(jì)算機(jī)上仿真驗(yàn)證修改完善的基礎(chǔ)上來制定，否則在加工中可能會(huì)出現(xiàn)很多預(yù)想不到的問題。1.裝夾定位與夾具以葉片旋轉(zhuǎn)軸心線為基準(zhǔn)，在葉片輪緣上焊工藝軸，粗車法蘭端面，然后在工藝軸和法蘭端面打兩頂尖孔。相應(yīng)的夾具采用兩頂尖座，一為固定頂尖座，置于法蘭端，另一為軸向可調(diào)頂尖座，置于輪緣上的工藝軸端。在法蘭端面標(biāo)記有葉片加工位置(相對(duì)設(shè)計(jì)位置-10(，由后述仿真加工確定)。利用夾具和標(biāo)記，借助機(jī)床的功能，找正到加工位置，確定工件零點(diǎn)，并在加工面的反面上焊拉耳，采用通用的千斤頂和拉桿拉壓夾緊。該套夾具簡(jiǎn)單易行，可通用于軸流式葉片加工。2.加工部位與加工區(qū)域的劃分軸流式葉片加工部位有葉片正背面型面，進(jìn)出水邊，內(nèi)外裙邊過渡面，輪緣等。為了避免碰撞及刀具干涉等，經(jīng)過后述的仿真加工多次修改并驗(yàn)證，如圖2所示，葉片正背面各分為三個(gè)區(qū)域進(jìn)行加工，其原則是在機(jī)床與工件和夾具不碰撞和干涉情況下，盡量加大Ap1、As1區(qū)域以提高加工效率。Ap1和As1采用(200曲面面銑刀五軸聯(lián)動(dòng)加工，Ap2和As2采用(125曲面面銑刀五軸聯(lián)動(dòng)加工，Ap3和As3采用(100球頭刀3.5軸聯(lián)動(dòng)加工。進(jìn)出水邊采用(100螺旋玉米立銑刀五軸聯(lián)動(dòng)側(cè)銑。3.加工刀具加工葉片的刀具比一般機(jī)械加工選用刀具要考慮更多的因素。首先，采用的銑刀刀盤幾何形狀要適應(yīng)曲面加工，要具有良好的切削性能及排屑和斷屑性能，并不僅要適應(yīng)于凸曲面，而且還要適用凹曲面，這對(duì)于刀具干涉是很重要的因素。在選用刀具時(shí)，不僅要根據(jù)機(jī)床的功率，銑頭的轉(zhuǎn)速，葉片材質(zhì)及刀具和刀片的有關(guān)切削參數(shù)作計(jì)算，而且更進(jìn)一步要根據(jù)后述的仿真加工將其刀盤、刀片及刀桿和銑頭進(jìn)行仿真和干涉檢查計(jì)算，以進(jìn)行綜合考慮。如果刀具干涉，必須修改刀具方案及加工方法等，也就是最后確定的刀具必須在仿真和干涉檢查驗(yàn)證沒有問題后才能得知。在機(jī)床功率、銑頭轉(zhuǎn)速范圍和機(jī)床剛性足夠的條件下，在仿真加工采用不同直徑刀具進(jìn)行計(jì)算，盡量采用大直徑刀具以提高加工效率。對(duì)于高壩洲葉片，經(jīng)過計(jì)算和仿真加工驗(yàn)證，對(duì)于Ap1和As1區(qū)域采用具有60(主偏角的4面刃的重型切削(200曲面面銑刀，Ap3和As3采用特制的長(zhǎng)切削刃(100球頭刀，Ap2和As2采用可大進(jìn)給切削帶8面刃圓弧刀片的(125曲面面銑刀。進(jìn)出水邊采用可大進(jìn)刀量的(100螺旋玉米立銑刀。4.葉片測(cè)量葉片測(cè)量包括加工前毛坯測(cè)量和加工后型面檢測(cè)。國外采用光電經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行毛坯測(cè)量和加工后的抽檢[1]。目前，我公司尚未具備這方面的條件。對(duì)于毛坯測(cè)量，我們根據(jù)毛坯鑄造技術(shù)水平，將葉片型面法向偏置一給定值，按類似于加工方法編制檢查程序，確定加工部位的余量分布情況，再根據(jù)分布情況決定從哪個(gè)程序開始加工。加工完型面后，采用三維測(cè)量技術(shù)對(duì)葉片加工后的型面進(jìn)行檢測(cè)，加工出的型面的準(zhǔn)確度很好，大大高于IEC193標(biāo)準(zhǔn)要求。[url=http://www.mechnet.com.cn]【MechNet】[/url]
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