水輪機導葉加工工藝研究論文
水輪機導葉加工工藝研究論文
摘要：分析了導葉加工工藝的具體流程，並對加工任務開展前的前期準備內容做出總結。重點探討導葉加工工藝中的質量控制要點，從精準度控制與強度等方面來進行，將其應用在水輪機的導葉加工中，質量會有明顯提升。
關鍵詞：導葉；加工；工藝
1導葉加工工藝流程
首先是成型處理，材料在高溫環境下能夠實現塑性，完成初步生產加工任務，但此時的導葉並不能達到使用需求，甚至在尺寸規格上也存在誤差，因此需要進行後期處理。其次是將導葉中多餘的材料按照設計規格去除，使得零件的尺寸與設計方案保持一致。最後是進行精細加工，將多餘的碎屑清理乾淨，對導葉進行防腐處理，這樣才能夠提升使用階段的穩定性。如果在加工階段發現原料損壞，不能正常使用，需要重新更換材料，避免將存在安全隱患的零部件投入到使用中。
2加工之前的工藝準備
2.1精度要求。導葉長4698mm，寬1331mm，瓣體長2455mm，總重量為7.8t，端面垂直度要求0.09mm，各軸頸同軸度為0.1mm，軸頸跳動值為0.15mm，圓柱度為0.05mm，軸頸尺寸公差在0.1mm以內。由於以上工件圖紙要求機床的精度必須非常精，尤其是臥車精度，機床主軸軸承軸向竄動小於0.03mm，徑向跳動小於0.03mm。
2.2毛坯質量控制。不鏽鋼原料初次加工很難達到精準度需求，因此在尺寸上也要有預留，這樣在後續加工中才不會出現因為預留尺寸過小無法精細化加工的'問題。目前的技術手段已經能夠實現自動化加工處理，透過數控來完成生產環節的管理任務。為在規定時間內完成生產加工任務，會進行批次生產，運營成本也有明顯的降低。這期間最重要的任務是質量控制，要從原料選擇與加工工藝多方面來進行，這樣質量才可以有所提升。
2.3刀具選擇。對刀具進行選擇也十分重要，可以結合以往生產加工的經驗來進行，節省生產時間。首先要考慮的是刀片的硬度，在設計加工方案時對導葉的硬度進行計算，這樣選擇刀具時也可以作為參考來使用。通常情況下刀具的原料為合金，更不容易損壞。但刀具也是有使用壽命的，達到規定時間需要進行更換，否則隱患也會因此而增大，最終造成嚴重的質量安全問題。經對國內株洲、哈一工、哈量、陝西等硬質合金製造廠家的YG813、M2、P25、SC30等牌號刀片，以及對國外如瑞典山特維克4030和235、德國藍幟WTA51和WTL71、美國肯納K68、日立CY250和HC844、韓國特固克等刀片進行大量的試驗，優選了高耐用度、高效率、價效比高的刀片，滿足了葉片正常銑削的要求。
2.4引數選擇。自動化控制需要在系統中輸入準確資料，在加工任務開展前，技術人員要對引數準確性進行稽核，發現誤差及時處理。施工期間如果發現明顯的質量問題也可以進行解決，以此來提升施工任務的完成質量。引數選擇需要技術人員參與配合。
2.5劃線。劃線是加工前的第一道工序，檢查毛坯餘量及工件缺陷等問題。我公司劃線在三維劃線機上進行，利用端面樣板配合劃線機確定出工件基準軸線，調整導葉瓣體在最佳位置，使加工餘量儘量均勻分佈。
3加工工藝
3.1導葉軸頸粗加工。有的公司將導葉軸頸在數控臥車上一次加工，我公司為了保證工件的精度，將軸頸加工粗、精分開。由於導葉瓣體重量不均，在上立車加工前需要配重。之後將工件吊至數控8m重型臥車，兩端用頂尖支撐卡緊工件，加工軸頸及瓣體兩側端面，各部單邊留5mm餘量。
3.2粗、精銑翼型。將兩件等高的V型鐵按軸頸準380尺寸位置放在3×6數控龍門銑上裝卡好，吊導葉落在V型鐵上，使進水邊密封面向上，按線找正，允許偏差0.1mm。按程式設計員給定程式加工翼型，要求型線公差＋0.1～＋0.2mm。之後翻轉加工另一側。
3.3半精車、精車瓣體端面。加工導葉前要調整機床精度，檢測合格後將導葉配重後吊至臥車，用頂尖支撐卡緊工件，加工各軸頸及瓣體端面單邊留2mm餘量。各軸頸軸向長度按圖紙加工準。重新檢驗機床溜板精度，無誤後精加工瓣體端面。之後精車軸頸，達圖樣要求。
3.4精銑密封面。將導葉裝卡在3×6龍門銑上，按已加工面找正，裝卡好，避免磕碰傷。進水邊密封面向上，找正誤差小於0.05mm。用萬能角銑頭及精銑刀盤加工密封面。用直角銑頭加工兩軸端面及各孔，達圖樣要求。
3.5精磨及拋光。翼型表面最後需要打磨拋光來達到Ra3.2的粗糙度要求。先用砂輪片及碗型砂輪將刀紋打磨至90%，再用60#百葉片磨平，再用120#百葉片細磨至平滑光順，再用320#百葉片精磨，再用320#拋光輪拋光，達圖樣要求。再把產品表面擦乾淨，寫上編號。
4活動導葉加工質量控制措施
4.1嚴格執行工藝方法和工藝步驟。東方電機公司加工活動導葉從普通車床到數控加工，加工工藝透過多年的經驗積累，但仍必須嚴格按照工藝流程和工藝步驟執行，在工藝配合下合理改動工序，不允許隨意改動，按工藝提供的工藝裝備，使用好工裝器具，特別瓣體型線檢驗樣板等檢查器具都是保證質量的重要環節。
4.2提高機床精度，減少機床誤差。活動導葉加工的每一道工序都由機械裝置完成，裝置精度的高低，直接影響活動導葉加工精度。由於機床精度誤差，在影響尺寸誤差的同時也可能造成活動導葉同軸度、垂直度及平行度誤差。加工裝置的定期維護檢測和工件加工檢驗結果的間接對比驗證，合理維護裝置可減少機床誤差的影響。
4.3提高操作人員技能，合理選擇刀具。在活動導葉加工過程中，操作者要善於總結加工經驗，熟悉機床效能，在符合工藝的情況下動腦筋使用和改進工裝胎具，提高操作技能，結合車削三要素，合理選擇粗車、精車所使用的刀具。活動導葉瓣體端面是斷屑切削，表面粗糙度是不能採用旋轉砂修來保證的，必須考慮車刀的合理選擇、刃口面的選擇、車刀角度選擇、車刀刀具材質選擇，從而保證活動導葉瓣體端面尺寸和表面粗糙度要求。
4.4控制測量誤差，提高檢驗技能。活動導葉加工工序多，加工精度要求高，對質檢人員來說，要正確使用量具，苦練基本功，要合理選擇量具，注重檢測方法，任何複雜的檢測都是基本檢測的組合。利用機床卡盤作為固定基準，百分表分別靠在上、中、下軸頸外圓處，在卡盤圓周上做四點或者八點標記。測得上、中、下軸頸各對應點的最大讀數值差值，作為該截面上的同軸度誤差。總之，產品檢測工作就是要達到反映工件最真實尺寸，為保證產品質量提供準確檢測資料。在機械加工過程中質檢人員應該掌握工作中需要的所有測量方法，同時透過學習和總結，探索各種既能滿足公差要求又準確高效的測量方法，熟練掌握適用的計算公式，在間接測量上多動腦筋。產品質量不僅要求有好的設計、工藝、裝置，好的測量器具和好的測量方法，也必須有高素質的團隊來保證。只要嚴格按照設計、工藝技術要求，規範操作，科學的改進，完成好每一道工序，把好每一關，加工製造質量就能夠得到有效保證
參考文獻
[1]譚昌，於廣餘，王帥.水輪機導葉加工工藝淺析[J].科技致富嚮導，2015（9）：132.