【正文】 最后，衷心地感謝我的家人，感謝你們一直以來給予我的支持和鼓勵。她淵博的學(xué)識，敏銳的學(xué)術(shù)洞察力，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，一絲不茍的負責(zé)精神，以及對學(xué)生孜孜不倦的教誨都給予我極其深刻的印象，讓我受益匪淺。由于葉片生產(chǎn)加工要求比較高，且是批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)中應(yīng)該嚴格執(zhí)行 5S 管理系統(tǒng)中的要求，操作人員嚴格按照工藝文件要求以及操作規(guī)程，檢驗人員應(yīng)該嚴格按照工藝圖紙要求檢測工件每個工序質(zhì)量。圖 為 VERICUT 仿真氣道加工圖。啟動機床，讓五軸數(shù)控機床旋轉(zhuǎn)軸 B 回零，軸 A 旋轉(zhuǎn)到 90 度，然后利用對刀儀校正 XY 軸坐標(biāo)，具體做法如下：，移動 XYZ 軸，使對刀儀（球面直徑為 10mm）的球面與 F 面接觸，然后保持其他軸不變，移動 Z 軸，使對刀儀遠高于 E 面（避免撞刀） ，X 方向移動+5mm，清零 X 坐標(biāo)。Pro/E 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加工模塊，如圖 . 圖 后置處理列表 汽道型面數(shù)控代碼及分析通過 Pro/E 自帶后置處理器處理之后，得到下面的 NC 代碼。具體設(shè)置如圖 。Pro/E 中提供了三種切削類型，分別為直線切削、自曲面等值線和切削線。由于葉片曲面扭曲弧度大，再加上本工序為汽道精加工，所以在設(shè)置切削用量時，宜取較大的切削速度，而不宜取較大的進給量和背吃刀量。NC 機床設(shè)置為五軸數(shù)控機床，加工零點設(shè)置為夾具對刀塊中心 D 點（見圖 ） ，退刀面為距加工零點上方 2mm 的水平面，參數(shù)設(shè)置具體如圖 。為避免上述問題出現(xiàn),可利用 Pro/E 軟件加工仿真功能,預(yù)先模仿加工過程,這樣在正式加工前就可以發(fā)現(xiàn)問題,從而可提高加工準(zhǔn)備效率,縮短程序調(diào)試周期,加快生產(chǎn)過程。 (5) 切削參數(shù)選擇不當(dāng),如主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、步距等選擇不合適。 (2)刀具與工件之間發(fā)生干涉或碰撞。在編制數(shù)控加工程序時,本著基準(zhǔn)統(tǒng)一、減少走刀次數(shù)的原則,把葉片型面、葉根與葉冠圓角、進出氣邊圓角的加工程序編制在一起。 (3)刀位計算并生成刀具運動軌跡,并生成刀位文件。主要加工內(nèi)容為葉片的葉片型面及葉身與葉根、葉冠的交接面。 圖 清根刀位軌跡 圖 數(shù)控機床加工汽輪機葉片流程圖、汽道型面加工編程及加工代碼分析隨著 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展, 數(shù)控自動編程技術(shù)已經(jīng)能實現(xiàn)直接將零件的幾何信息轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工代碼,使得汽輪機葉片的數(shù)控加工程序的編制變?yōu)楦雍唵?。葉片型面加工完成之后將對過渡圓弧進行清根。刀具從 S0 與 C(i)的(i 從 0 到 n－1)交點 Bi0 開始，在出汽邊圓弧的 υ 向運動Δvi1 到達 Bi1:從 Bi1 開始在背弧的 v 向上運動 Δvi2，到達 Bi2。如圖 所示為葉片展開圖，S0，S1 ，S2，S3 分別表示背弧、進汽邊圓弧、內(nèi)弧、出汽邊圓弧的邊界線，圖中左右兩邊曲線表示葉根、葉冠過渡面與葉身的交線。故要完成對葉身進行半精加工/精加工，就需要用四坐標(biāo)以上機床完成。同時，螺釘 8 也是螺旋夾緊裝置，它們的作用相當(dāng)于夾具連接元件，起著將夾具和機床準(zhǔn)確固定的作用。綜合分析，雖然偏心夾緊裝置比螺旋夾緊裝置夾緊迅速，但是其夾緊行程小，夾緊力小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，在切削力大的汽道加工中不適合采用。為了使工件在加工過程中保持定方位后的正確位置，對工件施加的夾緊力不僅與其方向和作用點的位置、數(shù)目有關(guān)，更重要的是與其大小有關(guān)。螺釘 6 都在定位支撐元件形成支撐平面內(nèi)，有效地防止了零件的轉(zhuǎn)動。夾具中螺釘 4 指向主要定位基準(zhǔn)，螺釘 6 指向止動定位基準(zhǔn)。夾緊力包括力的大小、方向和作用點，這三要素是夾緊裝置設(shè)計和選擇的核心問題。由此，葉片的 6 個自由度都得到了完全的定位，故葉片完成了的初步的定位。若使物體在某方向上有確定的位置，就必須限制該方向上的自由度，所以要使工件在空間中處于相對固定不變的位置，就必須對其六個自由度加以限制。 圖 汽道加工軌跡、汽道型面加工定位原理分析 在葉片的結(jié)構(gòu)中，汽道最為復(fù)雜，加工難度最大，其加工質(zhì)量對整個汽輪機的發(fā)電效率和運行狀況的影響也最大。但基本的加工部位有：汽道、葉根圓角、葉頂圓角等，對每個部位根據(jù)余量情況和過渡圓角大小還須分成幾次完成。注意加厚片標(biāo)記符，注意出汽邊標(biāo)記符。汽道型線與樣板見漏光間隙。、汽道型面加工工序內(nèi)容本工序使用 HX151 五軸聯(lián)動加工中心。由于所用刀具全部采用硬質(zhì)合金，高速切削（8000～1 0000 轉(zhuǎn)/min） ，而且該機床設(shè)計性能允許大余量切削（即粗加工去余量） ，所以工效可大大提高。 自由成型葉片加工加工方式：橫向掃描和縱向掃描。 有成型規(guī)律葉片汽道加工加工方法：普通臥銑床、專用夾具及型線銑刀。以下是對各種葉片型面加工的方法的簡單介紹。葉型的特點是沿汽道高度上各截面型線都不相同，因此不能用成型銑刀加工，只能采用仿型加工。 汽道加工方法分類葉片汽道型線部分有三種形式: 有成型規(guī)律葉片、等截面直葉片和自由成型葉片。② 保證汽道型面與葉根的相對位置精度。 最后，按照產(chǎn)品圖樣及工藝規(guī)程進行檢驗。加工完成之后，根據(jù)工序圖（） ，使用游標(biāo)卡尺檢驗相應(yīng)的尺寸誤差。其夾具和裝夾同上一工序完全相同，使用切削用量相對上一工序有所變化，加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在 2022—3000r/min，進給率保持在 F200 左右。加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在200—300r/min，進給率保持在 F200 左右。使用正弦規(guī)墊（）將背徑向面墊起，使內(nèi)徑向面與水平面成 1186。加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在 200—300r/min，進給率保持在 F200 左右。測量時采用正弦規(guī)測量，將正弦規(guī)放在在測量臺上，在正弦規(guī)的一個腳下方墊固定高度的量塊，使葉片背徑向面與水平面成1186。加工過程中注意出汽邊標(biāo)記符(圖 中紅色標(biāo)記面)。為了使得在汽道加工時余量較為均勻，還需增加荒銑工序，此工序的加工尺寸是根據(jù)汽道成型最終尺寸放量所得，所加工型線與汽道內(nèi)弧型線相似，詳細數(shù)據(jù)見工序圖（） 。由于工序比較簡單，直接使用平口虎鉗即可定位。選用雙軸凹槽專用銑床, 專用凹槽銑刀,兩把刀同時加工可保證 T、t 尺寸, 如圖 所示。圖 精銑兩端面圖 與銑葉根工序圖葉根加工涵蓋粗銑葉根、精銑葉根、銑葉根圓弧、粗銑葉根凹槽和精銑葉根凹槽 5 道工序。從工序圖（圖 ）中可知，本工序的工序基準(zhǔn)為標(biāo)有出汽邊標(biāo)記符的側(cè)面，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選取該面為主要定位基準(zhǔn)。 在方鋼已加工過的側(cè)面長度方向上做出出汽邊標(biāo)記符，以便于加工。機床、裝夾定位和刀具和上一工序完全一樣。由于要求兩端面與側(cè)面和第一平面的垂直度要求，所以根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選擇側(cè)面和側(cè)面作為定位基準(zhǔn)；由于兩端面有平行度要求，需要一次性加工，再加上尺寸大，所以采用龍門銑床 X2532加工。切削用量相對粗加工有所變化，加工時主軸的轉(zhuǎn)速保持在 2022—3000r/min，進給率保持在 F200 左右，每次切削深度為 。在調(diào)整磨床高度的過程中，每次進給量不超過 ，要不定時的用游標(biāo)卡尺檢測尺寸，工序尺寸要求見圖 。磨兩側(cè)面的作用主要是為了提高基準(zhǔn)面的加工精度，因為后工序的加工都要以這兩個面為基準(zhǔn)。同樣因為加工面積比較大，所以用立式銑床 X52 進行銑削。加工毛坯時，將要加工的一面正對主軸，并與主軸垂直，以保證工件切削的精度以及與第一平面的垂直度。加工完成之后，根據(jù)工序圖（如圖 ，加粗的線為本工序加工面）的要求，采用刀口直尺檢驗平面度，游標(biāo)卡尺檢驗尺寸。加工毛坯時，將要加工的一面正對主軸，并與主軸垂直，以保證工件切削的精度及平面度。本工序中，必須保證方鋼尺寸，如圖 ,長 208mm，寬 ，高44mm。精鑄葉片加工工藝主要是針對一些靜葉片和特殊葉片（如空心葉片）的加工方法。由于葉片的形式、結(jié)構(gòu)、種類、大小等的差異比較大，因此加工方式、機床、工藝流程也不同。由于各類葉片汽道部分的作用、尺寸、形式和工作各不相同，所以裝配部分的結(jié)構(gòu)種類也很多。葉片的種類繁多，但各類葉片均主要由兩個主要部分組成，即汽道部分和裝配面部分。第 2 章葉片的機械加工工藝過程 葉片工藝特點葉片一般都處在高溫，高壓和腐蝕的介質(zhì)下工作。為適應(yīng)復(fù)雜的冷卻內(nèi)腔的設(shè)計要求，正在研究一種用兩個半片焊接而成的汽輪機工作葉片。使用比較多的材料牌號有美國的 PWAl480、PWAl484，英國的 SRR99 等。美、英發(fā)展的定向凝固合金的牌號有 MarM200+Hf、MarM24PWl422 等。 圖 葉輪結(jié)構(gòu) 圖 葉片的葉根與葉輪裝配 葉片毛坯制造相關(guān)發(fā)展汽輪機葉片通常采用耐熱合金加工。輪殼是葉輪套于主軸上的配合部分，其結(jié)構(gòu)取決于葉輪在主軸上的套裝方式，為了保證輪殼有足夠的強度，輪殼部分一般都要加厚；輪緣用來固定葉片，具體結(jié)構(gòu)與葉片的受力情況及葉根形狀有關(guān)。葉根的作用是緊固動葉片,使其在經(jīng)受汽流的推力和旋轉(zhuǎn)離心力作用下,不至于從輪緣溝槽里拔出來。扭葉片是葉根到葉冠的型線不規(guī)則，是變截面葉片。1）葉身：葉身是葉片的基本工作部分，又被稱為葉身型面，葉身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多為扭轉(zhuǎn)自由曲面。靜葉片與汽輪機靜子相連接處于不動狀態(tài)，作導(dǎo)向葉片，其作用是改變汽流的方向，引導(dǎo)蒸汽進入下一列動葉片；動葉片安裝在轉(zhuǎn)子葉輪上，接受噴嘴葉柵射出的高速汽流，把蒸汽的動能轉(zhuǎn)換為機械能，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。特別是大型汽輪機末級葉片，其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，葉型扭轉(zhuǎn)接近90176。汽輪機中使用最多的一種零件就是葉片，一臺汽輪機有數(shù)千件葉片，葉片的質(zhì)量直接關(guān)系到汽輪機的工作效率。同時我國的能源利用率較低，目前僅為 32%左右，與發(fā)達國家的能源利用率 40%～50%有著較大差距。目前，我國的發(fā)電總裝機容量和總發(fā)電量均為世界第二位。 blade 。系統(tǒng)分析了汽輪機葉片的結(jié)構(gòu)，葉片從毛坯到最終成為產(chǎn)品的工藝過程和加工過程中使用到的機床和檢測方法。應(yīng)用數(shù)控原理與五軸數(shù)控加工技術(shù)，設(shè)計分析汽道型面加工定位原理、夾具的結(jié)構(gòu)及夾緊原理、加工運動軌跡。 CAM 。根據(jù)我國電力工業(yè)發(fā)展的總目標(biāo)：2022 年發(fā)電裝機容量將達到 億 Kw，2050 年我國裝機容量將達到 16 億 Kw，其中，火力發(fā)電仍將占總裝機容量比例超過 60％。我國政府十分重視能源問題，提出了“節(jié)約與開發(fā)并重，近期把節(jié)約放在優(yōu)先發(fā)展的地位”的方針政策，同時加強節(jié)能工作的法制建設(shè)，大力推進節(jié)能降耗的技術(shù)進步，使我國節(jié)能工作走向科學(xué)化、法制化的軌道。葉片制造的所需時間