汽轮机叶片加工新技术分析

王文丹

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046）

汽轮机叶片加工新技术分析

王文丹

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046）

随着汽轮机叶片加工技术的发展，其在各个领域的应用程度也不断加大。在我国当前电力需求量持续增长的情况下，汽轮机叶片加工技术为我国热电厂生产做出了巨大贡献。本文对汽轮机叶片加工新技术进行研究和探索，以期改进汽轮机设备，促进我国热电设备及其他用电系统的发展。

汽轮机 叶片加工 新技术

1 叶片汽道及相关加工程序的特点

叶片汽道呈现为空间设计，是三维体系下形成的数据。将叶型数据点采用曲面进行模拟结合，再通过给予的型值点，给型面从横向和纵向分别进行数值加密，在这个过程中，要充分考虑加工带的长度、走刀步长、道具直径等。在插值加密后，可以快速确定数控加工点，从而形成数控加工程序。在加工过程中，从始至终要坚持的原则是，统一基准、减少走刀次数，尽量将叶片、叶顶、叶根圆角等加工程序连在一起进行编译。该程序形成的缺点是使程序过于长，

数据量大，且出错率非常高，不利于叶片制造生成。

2 叶片加工程序中的错误

在叶片制作过程中，由于汽道的设计越来越复杂，对其精度和质量的要求也越来越高，使程序数据加工也显得越来越复杂。长此以往，会使出错率达到最大，使叶片加工程序出现阻碍。因此，需要搞清楚程序编译的错误，以便更好地改善问题。问题大概有以下几种：刀具半径过小，造成切削效率低下；刀具半径过大，使加工不彻底，残留物多；加工方案过于草率，使效率严重低下；零件的尺寸和形状存在很大的不匹配，不符合制作要求；在零点的选择上缺乏经验和技巧，很难快速找出刀位也；机床的控制系统在加工系统中没能很好地发挥出作用；刀具与工件发生碰撞，造成磨损；机床运行速度和冷却状态不合适。

上述问题给实际零件加工造成很多麻烦，往往会造成重新编译程序、打磨零件、返修、报废量增大，延迟工期和延长出货时间的问题，给公司造成不可估量的损失，耗费大量的人力物力，使产品信誉大大下降，其不能有效进行推广。因此，我们要在加工程序的验证技术上下大功夫，降低公司损失，提高利润。

3 叶片加工程序验证方法

3.1 人工检验法

人工验证法是一种比较传统的检测手段，灵活方便，便于操作。它主要是通过检查者在掌握一定的加工程序或在借助坐标纸和绘图工具进行检查而发现错误的一种手段。由于汽道本身的复杂性，使人工检测存在很多问题。不仅浪费大量的时间，且出错率较大，在新形势下，这种传统的验证技术已逐步被淘汰。

3.2 试验加工法

试验加工法是一种采用叶片或其他零件进行加工的方法。在试验加工的过程中，其能真实反映加工的过程，因此，在很大程度上符合程序验证的要求。

虽然这种方法在验证程序的过程中具有一定的有效性，但也存在许多不足。比如，加工费用大，精度不够高，加工时间长，占用机床面积大，加工参数验证起来麻烦。这就为验证程序造成了一系列的困难。

在当前我国程序加工的过程中，由于我国叶片加工水平还没有得到很大程度的改善，因此还倾向于使用这种验证方法，能准确反映整个加工过程，在很大程度上为我国叶片加工数据验证提供了良好的基础和保证。

3.3 计算机模拟法

随着当前计算机网络技术的发展和信息化的普及，用计算机来对叶片加工数据进行模拟验证也得到极大推广。经过长时间的验证和运行，掌握其验证方法和准确性后，计算机仿真法被普遍运用到叶片数据加工程序中。这种方法的运行方式主要是将加工过程中的叶片模型、刀具轨迹、刀具外形在计算机的帮助下显示出来，进而模拟零件的加工过程、走刀路进退刀方式是否合适、加工过程是否磨损切合、刀具与型面是否干涉与碰撞等。计算机模拟验证法是一种比较先进和前卫的检测方法，它通过将检测程序和计算机联系起来，对零件的加工程序进行验证，能有效提高程序运行的正确性。

4 计算机仿真验证显示方法

随着当前计算机网络技术的不断发展，许多企业纷纷将计算机和程序加工数据检测联系起来，并投入到模拟验证中。由于计算机技术在起初的投入较大，但它能保证叶片加工的质量，会在很大程度上为企业带来长远利益，因此在企业中被广泛应用。

计算机的仿真验证方法包括很多，但最普遍的方法是刀具轨迹的显示验证方法。其实际操作主要是将刀位数据的线框显示出来，判断刀位轨迹是否连续、刀位计算是否正确，然后将二者一起显示出来，从而进一步判断刀位轨迹是否正确、走刀路线、进退刀方式是否合理。归纳起来就是：取出所有的加工表面和型面，将刀位轨迹信息和它进行组合显示，来判断刀心位置、刀轴矢量及进退刀方式是否合理。

4.1 刀位轨迹显示验证

叶片刀位轨迹显示验证方法，主要运行的原理是：先对叶片加工数据进行运算，再将实际轨迹在平面上显示出来，通过对比二者来判断是否正确。在验证之前，要想让验证信息完整且能准确显示出来，需要我们首先去除数控加工程序中的进给速度、刀具的不同、程序运行行号等，只显示出验证信息即可。另外，还需要对刀具信息进行“反后置处理”，通过一系列的加工和操作，得到对应的程序，并根据程序绘制出刀位轨迹。通过下列一组数据可以得出以上结论。