汽輪機葉片加工新技術分析

王文丹

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱 150046）

汽輪機葉片加工新技術分析

王文丹

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱 150046）

隨著汽輪機葉片加工技術的發展，其在各個領域的應用程度也不斷加大。在我國當前電力需求量持續增長的情況下，汽輪機葉片加工技術為我國熱電廠生產做出了巨大貢獻。本文對汽輪機葉片加工新技術進行研究和探索，以期改進汽輪機設備，促進我國熱電設備及其他用電系統的發展。

汽輪機 葉片加工 新技術

1 葉片汽道及相關加工程序的特點

葉片汽道呈現為空間設計，是三維體系下形成的數據。將葉型數據點采用曲面進行模擬結合，再通過給予的型值點，給型面從橫向和縱向分別進行數值加密，在這個過程中，要充分考慮加工帶的長度、走刀步長、道具直徑等。在插值加密后，可以快速確定數控加工點，從而形成數控加工程序。在加工過程中，從始至終要堅持的原則是，統一基準、減少走刀次數，盡量將葉片、葉頂、葉根圓角等加工程序連在一起進行編譯。該程序形成的缺點是使程序過于長，

數據量大，且出錯率非常高，不利于葉片制造生成。

2 葉片加工程序中的錯誤

在葉片制作過程中，由于汽道的設計越來越復雜，對其精度和質量的要求也越來越高，使程序數據加工也顯得越來越復雜。長此以往，會使出錯率達到最大，使葉片加工程序出現阻礙。因此，需要搞清楚程序編譯的錯誤，以便更好地改善問題。問題大概有以下幾種：刀具半徑過小，造成切削效率低下；刀具半徑過大，使加工不徹底，殘留物多；加工方案過于草率，使效率嚴重低下；零件的尺寸和形狀存在很大的不匹配，不符合制作要求；在零點的選擇上缺乏經驗和技巧，很難快速找出刀位也；機床的控制系統在加工系統中沒能很好地發揮出作用；刀具與工件發生碰撞，造成磨損；機床運行速度和冷卻狀態不合適。

上述問題給實際零件加工造成很多麻煩，往往會造成重新編譯程序、打磨零件、返修、報廢量增大，延遲工期和延長出貨時間的問題，給公司造成不可估量的損失，耗費大量的人力物力，使產品信譽大大下降，其不能有效進行推廣。因此，我們要在加工程序的驗證技術上下大功夫，降低公司損失，提高利潤。

3 葉片加工程序驗證方法

3.1 人工檢驗法

人工驗證法是一種比較傳統的檢測手段，靈活方便，便于操作。它主要是通過檢查者在掌握一定的加工程序或在借助坐標紙和繪圖工具進行檢查而發現錯誤的一種手段。由于汽道本身的復雜性，使人工檢測存在很多問題。不僅浪費大量的時間，且出錯率較大，在新形勢下，這種傳統的驗證技術已逐步被淘汰。

3.2 試驗加工法

試驗加工法是一種采用葉片或其他零件進行加工的方法。在試驗加工的過程中，其能真實反映加工的過程，因此，在很大程度上符合程序驗證的要求。

雖然這種方法在驗證程序的過程中具有一定的有效性，但也存在許多不足。比如，加工費用大，精度不夠高，加工時間長，占用機床面積大，加工參數驗證起來麻煩。這就為驗證程序造成了一系列的困難。

在當前我國程序加工的過程中，由于我國葉片加工水平還沒有得到很大程度的改善，因此還傾向于使用這種驗證方法，能準確反映整個加工過程，在很大程度上為我國葉片加工數據驗證提供了良好的基礎和保證。

3.3 計算機模擬法

隨著當前計算機網絡技術的發展和信息化的普及，用計算機來對葉片加工數據進行模擬驗證也得到極大推廣。經過長時間的驗證和運行，掌握其驗證方法和準確性后，計算機仿真法被普遍運用到葉片數據加工程序中。這種方法的運行方式主要是將加工過程中的葉片模型、刀具軌跡、刀具外形在計算機的幫助下顯示出來，進而模擬零件的加工過程、走刀路進退刀方式是否合適、加工過程是否磨損切合、刀具與型面是否干涉與碰撞等。計算機模擬驗證法是一種比較先進和前衛的檢測方法，它通過將檢測程序和計算機聯系起來，對零件的加工程序進行驗證，能有效提高程序運行的正確性。

4 計算機仿真驗證顯示方法

隨著當前計算機網絡技術的不斷發展，許多企業紛紛將計算機和程序加工數據檢測聯系起來，并投入到模擬驗證中。由于計算機技術在起初的投入較大，但它能保證葉片加工的質量，會在很大程度上為企業帶來長遠利益，因此在企業中被廣泛應用。

計算機的仿真驗證方法包括很多，但最普遍的方法是刀具軌跡的顯示驗證方法。其實際操作主要是將刀位數據的線框顯示出來，判斷刀位軌跡是否連續、刀位計算是否正確，然后將二者一起顯示出來，從而進一步判斷刀位軌跡是否正確、走刀路線、進退刀方式是否合理。歸納起來就是：取出所有的加工表面和型面，將刀位軌跡信息和它進行組合顯示，來判斷刀心位置、刀軸矢量及進退刀方式是否合理。

4.1 刀位軌跡顯示驗證

葉片刀位軌跡顯示驗證方法，主要運行的原理是：先對葉片加工數據進行運算，再將實際軌跡在平面上顯示出來，通過對比二者來判斷是否正確。在驗證之前，要想讓驗證信息完整且能準確顯示出來，需要我們首先去除數控加工程序中的進給速度、刀具的不同、程序運行行號等，只顯示出驗證信息即可。另外，還需要對刀具信息進行“反后置處理”，通過一系列的加工和操作，得到對應的程序，并根據程序繪制出刀位軌跡。通過下列一組數據可以得出以上結論。