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，總重量爲7.8t，端面垂直度要求0.09mm，各軸頸同軸度爲0.1mm，軸頸跳動值爲0.15mm，圓柱度爲0.05mm，軸頸尺寸公差在0.1mm以內。由於以上工件圖紙要求機牀的精度必須非常精，尤其是臥車精度，機牀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爲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。爲在規定時間內完成生產加工任務，會進行批量生產，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，這樣質量纔可以有所提升。

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爲參考來使用。通常情況下刀具的原料爲合金，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、性價比高的刀片，滿足了葉片正常銑削的要求。

2.4參數選擇。自動化控制需要在系統中輸入準確數據，在加工任務開展前，技術人員要對參數準確性進行審覈，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。參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，我公司爲了保證工件的'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。按編程員給定程序加工翼型，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牀精度，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。重新檢驗機牀溜板精度，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牀到數控加工，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提高機牀精度，減少機牀誤差。活動導葉加工的每一道工序都由機械設備完成，設備精度的高低，直接影響活動導葉加工精度。由於機牀精度誤差，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。加工設備的定期維護檢測和工件加工檢驗結果的間接對比驗證，合理維護設備可減少機牀誤差的影響。

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，熟悉機牀性能，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。利用機牀卡盤作爲固定基準，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，作爲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，爲保證產品質量提供準確檢測數據。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、設備，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.