簡析汽數控加工在輪機中的使用

時間：2022-09-30 18:36:53 機電一體化畢業論文

簡析汽數控加工在輪機中的使用

　　摘要：本文在詳細分析汽輪機葉片構造的基礎上，對葉片的建模方法、數控的加工程序進行了闡述和研究，除此之外，筆者在充分結合自己實際工作的基礎上，對汽輪機在數控機床加工技術方面的一些運用進行了詳細的分析和探究，同時給出了一定的建議和意見。

　　關鍵詞：汽輪機數控機床加工技術并聯機床葉片

　　葉片作為汽輪機基礎的一個部件，它在整個汽輪機中屬于一個核心環節，葉片的質量對整個汽輪機的運用效率有著直接性的影響，最近幾年來，隨著全球工業生產以及科學技術的迅速發展，在每個行業中均對汽輪機的設計和研究工作提出了更加嚴格的要求，葉片型面的加工便成為機械加工行業工作的核心，傳統意義上的機械加工方式依然無法滿足工業生產方面的一些需求。因此，要想提高汽輪機的工作效率，對加工技術進行優化才是關鍵所在，只有通過加工技術的不斷創新，才能健全現階段數控機床的加工技術。

　　1、汽輪機葉片結構的特點分析

　　在汽輪機中最關鍵的部件就是葉片，葉片的質量對整個汽輪機的運用效率有著直接性的影響。一般情況下，可將汽輪機的葉片分成靜葉片和動葉片兩種類型。就動葉片而言，其主要由葉身、葉根、拉筋以及型面、葉冠和中間體幾個部分構成。其中，中間葉身的結構是最繁瑣的，平常見到的多數為扭轉型的自由曲面。通常情況下，可將葉身型面劃分成葉根圓角、進氣邊圓角、背弧、拉筋以及葉冠圓角、出氣邊圓角和內弧幾個部分。葉身型面均由不一樣的截面型線擬合而成的曲面，葉身型面是由一組間距不一致的截面型線所形成的一種空間扭曲面，通常情況下，將葉身部分的該部分橫截面稱作葉型，將每個橫截面的邊緣叫做型線，在通常，一條型線均由三個部分構成，即背弧、進氣邊圓弧以及內弧與出氣邊圓弧，型線對葉片的具體工作有著直接性的作用和影響，許多型面均屬于一種彎扭變截面與等截面彎扭曲面。在通常情況下，葉根形式有菱形、T形以及樅樹形與叉形四種。

　　2、葉片的數控加工工藝

　　葉片的氣道在很大程度上對整個汽輪機的發電功率起到了決定性的作用，因此，我們可以說葉片在保證汽輪機的質量有著十分重要的作用。葉片的數控加工技術作為一項指標，可以對一家企業，甚至一個國家在汽輪機制造上的一些技術進行衡量。一些技術較為成熟的國家在機械加工行業中逐漸運用數量龐大的葉片數控加工技術，因此，作為發展階段的中國，一定要將研究的重點放在不斷健全與創新葉片的數控加工技術上來。在具體的實際工作中，數控加工葉片技術可以說表現出了許多優點，如基于數控葉片加工技術，不斷的提高了葉片在加工方面的一些質量，進而為葉片型線接近理論葉型提供了保障;基于數控葉片加工技術，不斷的提高與創新了葉片在加工上的工作效率;基于數控葉片加工技術，在很大程度上降低了工作人員的勞動強度等。汽輪機葉片的制作材料多數為不銹鋼材料，通常用到的材料有1Crl3與2Crl3等，1Crl3與2Crl3材料的韌性較大、熱硬性較好、強度較高、加工易變形，因此，對這些材料的加工難度較大。通常情況下，可將汽輪機的葉片毛坯分成方鋼、鍛造和精密鑄造三種毛坯。其中，鍛造毛坯多數被用在一些架構較為簡單的動葉片和靜葉片的制造上;方鋼毛坯常用在整體尺寸不大的部分精密葉片上;精密鑄造毛坯常用在結構較為復雜以及鍛造工藝較難和加工的余量較小的一些葉片上。

　　3、基于并聯機床的汽輪機葉片的數控加工應用

　　伴著CAD/CAM技術的持續發展與創新，自動數控編程技術已經邁進了機床設計與加工的領域內，通過自動編程便可直接性的將所需加工零件的相關信息以網絡為渠道傳遞給加工機械，致使部分不易加工的機械器件均變成一些較為具體的數控加工程序，通過部分較為簡單的指命便可實現對汽輪機葉片的加工。現階段，運用較為廣泛的一些技術有CAD/CAM軟件等，通常情況下，基于并聯機床的汽輪機葉片的數控加工程序由以下幾個部分進行實現：第一，CAD技術的處理流程;第二，并聯機床的加工流程。并聯機床的加工內容著重包括葉身型面、葉冠、葉根和葉身以及葉片的葉根和葉冠的交接面。

　　基于UG的葉片數控加工的編制程序著重涵蓋了以下幾個方面的內容：

　　(1)葉片零部件的三維造型;

　　(2)對葉片數控加工的工藝程序、加工的工具進行確認;

　　(3)刀位的精確計算和所生成的刀具的運動軌道;

　　(4)對刀具的運動軌跡進行科學的校驗以及仿真與編輯，同時形成相應的刀位文件;

　　(5)以后置處理流程為依據，將刀位文件變成數控機床可以讀取的NC代碼。

　　運用UG軟件對葉片進行數控加工，在通常情況下，其數控加工的編制程序均是在UG/CAM中形成了刀具的軌跡后，在進行NT仿真與校驗，可將加工數據與信息輸出視為刀位源的一種具體文件。在刀位源文件中著重包括刀具信息、加工坐標系信息、刀具位置以及所有的加工輔助命令信息和姿態信息，需要通過一定的后置處理器，把它轉換成數控機床可以接受的一些數控程序，同樣，也可擇取并聯機床自身所有的后處理程序進行相應的后處理工作。在UG軟件中，供應了在形式上抽象、繁瑣的各種零件的粗精加工，廣大用戶可按照各種零件架構、加工精度以及加工表面形狀等方面的一些具體要求，對加工類型進行科學、合理的選擇，在所有的加工類型中都涵蓋了多種形式的加工模塊。運用加工模塊能迅速的建立加工操作。在交互操作中，在圖形方式之下對編輯刀具路徑進行交互，進而形成適合于機床的數控加工流程。

　　4、結語

　　通過以上相關內容的設計與改進，將去葉片毛坯的余量工序改在了普通機床上來實現，在很大程度上將葉片在數控機床上的加工時間進行了縮短，通過對數控機床加工精度高所體現出的一些特性進行運用，進而實現了葉片型面的一些精確的加工工序。葉片加工的切削用量和刀具耐用度間不僅僅是一種較為單一的函數關系，一定要尋找出其最佳狀態的一種組合，進而對切削用量進行科學的優化。

　　參考文獻

　　[1]黃海鳴,郭連水,吳波.基于KBE葉片快速設計方法的研究與實現[J].汽輪機技術,2007(2).106—108.

　　[2]于紅英,唐德威,傘紅軍.汽輪機葉片參數化設計關鍵技術研究[J].計算機集成制造系統,2006(10):1537—1542.

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