應用對刀儀編制檢驗程序對葉片加工控制的研究

付貴言， 王貴春

（1.哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046；2.黑龍江省機械科學研究院，哈爾濱150040）

應用對刀儀編制檢驗程序對葉片加工控制的研究

付貴言1， 王貴春2

（1.哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046；2.黑龍江省機械科學研究院，哈爾濱150040）

為了降低主軸精加工汽輪機葉片汽道高廢品率，編制了一種利用對刀儀對大葉片進行判斷的檢驗程序，從而保證了葉片加工質量，提高了企業技術經濟效益。

大葉片；對刀儀；檢驗程序編制

0 引言

在大功率汽輪機的發展過程中，次末級別超大型葉片結構向兩個方向發展：一個方向厚重，即葉片長的同時葉片汽道部位厚重，稱之為剛性葉片；另一個方向纖柔，即葉片長的同時葉片汽道部位纖薄，稱之為柔性葉片。這兩種葉片加工中也存在著很大的不同：剛性葉片加工過程中基本不產生太大的變形，后續校形工作簡單；而柔性葉片加工過程中會產生非常大的變形，后續校形工作復雜。即剛性葉片機械加工性能好，葉片廢品率低，而柔性葉片機械加工性能不佳，加工廢品率過高。

針對柔性葉片加工過程中變形量大、廢品率高的問題，我們曾采取了多次熱處理及多次校形等技術手段進行解決，但對熱處理后的葉片進行精銑加工時，仍存在余量不均勻的現象。對于精加工余量不均勻引起的葉片報廢率高的問題，技術部門先后拿出兩個試驗方案：一是根據余量不均勻程度，多次校形找正余量；二是根據不同余量編制相應的機加程序。經過對兩個方案的試驗比較，發現兩個試驗方案結合在一起的效果是目前柔性大葉片加工較好的一個加工方式。

1 葉片加工控制方式

柔性大葉片加工時，四軸數控機床粗銑后的大葉片需要進行熱處理以去除部分機加應力，但熱處理后將引起葉片的變形，這個變形在精加工之前需要進行校形，但由于精加工量比較小，經過粗銑、熱處理及校形后的葉片在五軸（法拉利）數控機床精加工時，經常出現銑不出來完整的汽道型線導致葉片報廢的現象，經統計，目前公司內因此而引起的報廢率達到20%左右。

為保證大葉片的加工質量，降低五軸精加工汽道高報廢率給公司造成的嚴重損失，需要采用一種控制手段：在葉片精加工前，利用對刀儀編制檢驗程序對五軸精加工前的大葉片進行測量，有效地保證大葉片的加工質量。

2 應用對刀儀編制檢驗程序

我們使用的對刀儀是硬質合金頭的圓球形探針，內部有鋰電池，當探針與工件相接觸時，對刀儀的紅燈便會亮起來，如果沒有接觸則不亮。針對這種對刀儀的特性，我們將對刀儀當成一把加工用的刀具，以對刀儀的圓球形探針的直徑為準，進行了五軸的程序編制。

此次應用對刀儀編制的五軸葉片控制檢驗程序與正常機械加工大葉片的程序有所區別，首先利用對刀儀編制的五軸葉片控制檢驗程序要考慮到與葉片測量時的綜合量具的檔位一一對應（以便于校形時測量），沿汽道每一檔位（高度位置）進行一圈的走刀；并且要考慮到對刀儀的探針可以相對大角度偏移，而不能大尺寸伸縮。我們在應用對刀儀編制的五軸葉片控制檢驗程序時，需要將加工刀具的前傾角設為70°，這樣，可以使對刀儀與葉片毛坯接觸時，只是左右及前后的偏移，而不是伸縮，以保護對刀儀，防止對刀儀受到撞擊；此外，應用對刀儀編制的五軸葉片控制檢驗程序需要按汽道法向放量0.2 mm，以便于后序的機床數控加工系統中的刀具參數設置。

按上述方法編制出來的五軸數控加工程序就是一種利用對刀儀對大葉片的余量進行判斷的檢驗程序。在實際應用中，我們首先按葉片毛坯的余量（一般是1.5～2 mm）對刀具的參數法向放量1 mm進行走刀，如果此時作為刀具的對刀儀一直處于紅燈狀態，那么說明汽道形線此檔位的余量有1.2 mm，可以正常加工。如果有不亮的部位，我們可以將刀具參數進行調整，直至調整到0.5 mm余量。當達到0.5 mm余量時，紅燈全亮，我們可以在五軸數控機床上進行正常加工，如果此時葉片汽道仍有不亮的部位，那么，我們則要將此葉片拆下來，進行相應的處理后再進行檢測及加工。圖1為應用對刀儀檢驗程序現場加工圖。

圖1 應用對刀儀的檢驗程序現場加工圖

3 結語

采用上述方法設計的檢驗程序，在公司柔性大葉片的加工中發揮了重要的作用。無論前序的葉片毛坯處于何種狀態，只要檢測結果是可以在五軸銑床精加工，都能保證精加工時銑出合格的葉片；如果檢測結果是不能加工，首先保證不會產生五軸加工的報廢葉片，并且經過下一步的處理，可以保證葉片毛坯重上五軸銑床進行精加工。

（編輯昊 天）

TG 659

A

1002－2333（2014）05－0187－02

付貴言（1976—），男，工程師，從事汽輪機葉片加工制造等。

2014-02-07