CN104084773B - 一种轴流式汽轮机叶片的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴流式汽轮机叶片的加工工艺，汽轮机叶片加工按以下步骤加工：先将毛坯方料通过普通铣床用端面立铣刀经过粗铣‑精铣两个工序先加工两个侧面，然后以先加工好的两个侧面为基准面，加工另外两个侧面，然后在用端面立铣刀加工两端面；在一侧面上经过粗铣‑精铣两个工序先加工出汽侧面并且在叶根端面上靠近出汽侧面做标记“C”，与出汽侧面相邻的且成锐角的面标记“N”为内径向面，通过粗铣‑精铣加工其余三个侧面成平行四边形；在叶根端面和叶冠端面上钻中心孔；用端面立铣刀先粗铣叶型，在粗铣加工叶根，最后粗铣叶冠；然后安装在五轴数控加工中心找正后，精加工；通过锯床粗锯叶根端面工艺头；把汽轮机叶片按图纸要求进行检测。

Description

一种轴流式汽轮机叶片的加工工艺

技术领域

本发明涉及汽轮机叶片，具体的说是一种轴流式汽轮机叶片的加工工艺。

背景技术

在现在国内外对于叶片的结构主要包括叶根、叶型和叶冠三大部分，叶型一般位于叶根与叶冠之间，对于这种汽轮机叶片本属于动叶片，在汽轮机里是随着转子高速旋转的叶片，是通过叶片的高速旋转实现气流与转子间的能量转换，它承载着很大的质量惯性力、较大的气动力和振动载荷，因此叶片在整个汽轮机里起着至关重要的作用，所以对于叶片的尺寸一定要有相应的精度保证，但就目前现有的加工工艺比较落后，产品质量不稳定，加工方法不合理，生产效益差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种轴流式汽轮机叶片的加工工艺，不仅能降低加工成本，缩短加工周期，而且能提高产品的质量和使用寿命，保证产品尺寸的精度，降低废品率，提高生产效益，实现了批量化生产。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种轴流式汽轮机叶片的加工工艺，汽轮机叶片沿其长度方向依次包括叶根、叶型和叶冠三个部分，汽轮机叶片加工工艺按以下步骤加工：

步骤（1）：将毛坯方料通过普通铣床用端面立铣刀经过粗铣-精铣两个工序先加工两个侧面，然后以先加工好的两个侧面为基准面，加工另外两个侧面，再用端面立铣刀加工两端面，一端面为叶根端面，另一端面为叶冠端面；

步骤（2）：在一侧面上经过粗铣-精铣两个工序先加工出汽侧面并且在叶根端面上靠近出汽侧面做标记“C”，与出汽侧面相邻的且成锐角的面标记“N”为内径向面，然后通过粗铣-精铣加工其余三个侧面成平行四边形；

步骤（3）：在叶根端面和叶冠端面上钻中心孔，中心孔深度不大于8mm，然后在出汽侧面上靠近有标记的一端沿其长度方向依次用镶齿刀粗铣加工叶根槽和叶根倒角，并留有0.5mm的精加工余量，在叶根端面处加工装夹工艺头；

步骤（4）：用端面立铣刀先粗铣叶型，叶型包括：内弧、背弧进汽侧、背弧出汽侧、背弧平面、出汽边、进汽边、叶根内弧圆角、叶冠内弧圆角，保留0.2mm的精加工余量；再粗铣加工叶根进汽侧面、叶根出汽侧面、叶根内径向面和叶根背径向面，保留0.2mm的精加工余量；最后粗铣叶冠，叶冠包括：叶冠进汽侧面、叶冠出汽侧面、叶冠内径向面和叶冠背径向面，保留0.2mm的精加工余量；

步骤（5）：利用装夹工艺头安装在五轴数控加工中心上并找正，先用φ32mm的刀杆镶上R5mm的刀片精铣叶型，然后用球头合金刀粗铣叶型与叶冠连接处和叶根与叶型连接处，再用锥度合金刀精铣叶型与叶冠连接处和叶根与叶型连接处，再用端面合金立铣刀精铣叶根，最后用盘刀精铣加工叶根进汽侧面、叶根出汽侧面、叶根内径向面、叶根背径向面、叶冠进汽侧面、叶冠出汽侧面、叶冠内径向面和叶冠背径向面；

步骤（6）：通过锯床粗锯叶根端面装夹工艺头并留1mm的精加工余量，然后安装在三轴数控机床上精铣叶根端面，再上线切割机床粗割叶冠端面圆弧，留0.05mm的精加工余量，并保证总长尺寸在公差范围内，最后上抛光机精抛叶型，去毛刺；

步骤（7）：把步骤（6）中加工完成的汽轮机叶片按图纸要求进行检测，合格后进入下一工序。

这样，通过本发明的技术方案：不仅能降低加工成本，缩短加工周期，而且能提高产品的质量，保证产品尺寸的精度，降低废品率，提高生产效益，提高了产品的使用寿命和设备的安全性和可靠性，通过标记“N”和“C”能快速知道出汽侧和内径向面，防止加工出现错误，减少失误，提高工作效率；通过上述的加工工艺，使用不同的刀具如：球头合金刀，端面立铣刀，锥度合金刀等，不仅保证了产品的尺寸精度和产品质量，而且合理的使用刀具和机床减少了刀具的磨损和机床的过度使用，增加了刀具的使用寿命，降低了成本，提高了工人的工作效率。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的轴流式汽轮机叶片的加工工艺，在步骤（5）中，精铣叶型与叶冠连接处和叶根与叶型连接处用的是φ20xR5mm锥度为4°的合金刀，使用这种型号的刀具，能有效提高产品表面的切削质量，提高切削的速度和加工效率，能保证切削的尺寸精度。

前述的轴流式汽轮机叶片的加工工艺，在步骤（5）中，在切削时把五轴数控加工中心主轴旋转15°的角度加工，这样能有效避免在切削过程中把叶根和叶冠过切等，进一步保证了产品的切削质量和工作效率，为批量生产的质量提供保证，节约成本。

前述的轴流式汽轮机叶片的加工工艺，加工叶根进汽侧面、叶根出汽侧面、叶根内径向面、叶根背径向面、叶冠进汽侧面、叶冠出汽侧面、叶冠内径向面、叶冠背径向面用的盘刀是φ40xR0.8mm，这样能提高工作效率，保证了切削表面的光洁度，提高了产品的质量。

本发明的有益效果是：通过本发明的技术方案，不仅能降低加工成本，缩短加工周期，而且能提高产品的质量，保证产品尺寸的精度，降低废品率，提高生产效益，提高了产品的使用寿命和设备的安全性和可靠性，通过上述的加工工艺，使用不同的刀具如：球头合金刀，端面立铣刀，锥度合金刀等，不仅保证了产品的尺寸精度和产品质量，保证了切削表面的光洁度，而且合理的使用刀具和机床减少了刀具的磨损和机床的过度使用，增加了刀具的使用寿命，降低了成本，提高了工人的工作效率。

附图说明

图1和图2为汽轮机叶片成品的结构示意图；

图3为汽轮机叶片半成品的结构示意图；

其中：1-叶根，2-叶型，3-叶冠，101-叶根端面，102-叶根槽，103-叶根倒角，104-叶根进汽侧面，105-叶根出汽侧面，106-叶根内径向面，107-叶根背径向面，201-内弧，202-背弧进汽侧，203-背弧出汽侧，204-背弧平面，205-出汽边，206-进汽边，207-叶根内弧圆角，208-叶冠内弧圆角，301-叶冠进汽侧面，302-叶冠出汽侧面，303-叶冠内径向面，304-叶冠背径向面，305-叶冠端面。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明：

实施例1

本实施例提供的一种轴流式汽轮机叶片的加工工艺，汽轮机叶片沿其长度方向依次包括叶根1、叶型2和叶冠3三个部分，汽轮机叶片加工工艺按以下步骤加工：

步骤（1）：先将毛坯方料通过普通铣床用端面立铣刀经过粗铣-精铣两个工序先加工两个侧面，然后以先加工好的两个侧面为基准面，加工另外两个侧面，然后再用端面立铣刀加工两端面，一端面为叶根端面101，另一端面为叶冠端面305；

步骤（2）：在一侧面上经过粗铣-精铣两个工序先加工出汽侧面并且在叶根端面上靠近出汽侧面做标记“C”，与出汽侧面相邻的且成锐角的面标记“N”为内径向面，然后通过粗铣-精铣加工其余三个侧面成平行四边形；

步骤（3）：在叶根端面101和叶冠端面305上钻中心孔，中心孔深度不大于8mm，然后在靠近有标记的一端沿其长度方向依次用镶齿刀粗铣加工叶根槽102和叶根倒角103，并留有单边0.5mm的精加工余量，在叶根端面处加工装夹工艺头；

步骤（4）：用端面立铣刀先粗铣叶型2，叶型2包括：内弧201、背弧进汽侧202、背弧出汽侧203、背弧平面204、出汽边205、进汽边206、叶根内弧圆角207、叶冠内弧圆角208，保留0.2mm的精加工余量；再粗铣加工叶根进汽侧面104、叶根出汽侧面105、叶根内径向面106和叶根背径向面107，保留0.2mm的精加工余量；最后粗铣叶冠3，叶冠3包括：叶冠进汽侧面301、叶冠出汽侧面302、叶冠内径向面303和叶冠背径向面304，保留0.2mm的精加工余量；

步骤（5）：利用装夹工艺头安装在五轴数控加工中心上并找正，把五轴数控加工中心主轴旋转15°的角度加工，先用φ32mm的刀杆镶上R5mm的刀片精铣叶型2，再用球头合金刀粗铣叶型2与叶冠3连接处和叶根1与叶型2连接处，然后用锥度合金刀φ20xR5mm锥度为4°的合金刀精铣叶型2与叶冠3连接处和叶根1与叶型2连接处，然后用端面合金立铣刀精铣叶根1，再用盘刀φ40xR0.8mm精铣加工叶根进汽侧面104、叶根出汽侧面105、叶根内径向面106、叶根背径向面107、叶冠进汽侧面301、叶冠出汽侧面302、叶冠内径向面303和叶冠背径向面304，将主轴旋转15°的角度加工，避免了切削时出现切现象，进一步保证了产品的切削质量和工作效率，为批量生产的质量提供保证，节约成本；

步骤（6）：通过锯床粗锯叶根端面101装夹工艺头并留1mm的精加工余量，然后安装在三轴数控机床上精铣叶根端面101，再上线切割机床粗割叶冠端面圆弧305，留0.05mm的精加工余量，并保证总长尺寸在公差范围内，最后上抛光机精抛叶型，去毛刺；

步骤（7）：把步骤（6）中加工完成的汽轮机叶片按图纸要求进行检测，合格后进入下一工序。

这样通过本发明的技术方案，不仅能降低加工成本，缩短加工周期，而且能提高产品的质量和使用寿命，保证产品尺寸的精度，降低废品率，提高生产效益，实现了批量化生产。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种轴流式汽轮机叶片的加工工艺，所述汽轮机叶片沿其长度方向依次包括叶根、叶型和叶冠三个部分，其特征在于：所述汽轮机叶片加工工艺按以下步骤加工：

步骤(1)：将毛坯方料通过普通铣床用端面立铣刀经过粗铣-精铣两个工序先加工两个侧面，然后以先加工好的两个侧面为基准面，加工另外两个侧面，再用端面立铣刀加工两端面，一端面为叶根端面，另一端面为叶冠端面；

步骤(2)：在一侧面上经过粗铣-精铣两个工序先加工出汽侧面并且在叶根端面上靠近出汽侧面做标记“C”，与出汽侧面相邻的且成锐角的面标记“N”为内径向面，然后通过粗铣-精铣加工其余三个侧面成平行四边形；

步骤(3)：在叶根端面和叶冠端面上钻中心孔，中心孔深度不大于8mm，然后在出汽侧面上靠近有标记的一端沿其长度方向依次用镶齿刀粗铣加工叶根槽和叶根倒角，并留有0.5mm的精加工余量，在叶根端面处加工装夹工艺头；

步骤(4)：用端面立铣刀先粗铣叶型，叶型包括：内弧、背弧进汽侧、背弧出汽侧、背弧平面、出汽边、进汽边、叶根内弧圆角、叶冠内弧圆角，保留0.2mm的精加工余量；再粗铣加工叶根进汽侧面、叶根出汽侧面、叶根内径向面和叶根背径向面，保留0.2mm的精加工余量；最后粗铣叶冠，叶冠包括：叶冠进汽侧面、叶冠出汽侧面、叶冠内径向面和叶冠背径向面，保留0.2mm的精加工余量；

步骤(5)：利用装夹工艺头安装在五轴数控加工中心上并找正，先用φ32mm的刀杆镶上R5mm的刀片精铣叶型，然后用球头合金刀粗铣叶型与叶冠连接处和叶根与叶型连接处，再用锥度合金刀精铣叶型与叶冠连接处和叶根与叶型连接处，再用端面合金立铣刀精铣叶根，最后用盘刀精铣加工叶根进汽侧面、叶根出汽侧面、叶根内径向面、叶根背径向面、叶冠进汽侧面、叶冠出汽侧面、叶冠内径向面和叶冠背径向面；

步骤(6)：通过锯床粗锯叶根端面装夹工艺头并留1mm的精加工余量，然后安装在三轴数控机床上精铣叶根端面，再上线切割机床粗割叶冠端面圆弧，留0.05mm的精加工余量，并保证总长尺寸在公差范围内，最后上抛光机精抛叶型，去毛刺；

步骤(7)：把步骤(6)中加工完成的汽轮机叶片按图纸要求进行检测，合格后进入下一工序。

2.根据权利要求1所述的轴流式汽轮机叶片的加工工艺，其特征在于：在步骤(5)中，精铣叶型与叶冠连接处和叶根与叶型连接处用的是φ20xR5mm锥度为4°的合金刀。

3.根据权利要求1所述的轴流式汽轮机叶片的加工工艺，其特征在于：在步骤(5)中，在切削前把五轴数控加工中心主轴旋转15°的角度加工。

4.根据权利要求1所述的轴流式汽轮机叶片的加工工艺，其特征在于：所述加工叶根进汽侧面、叶根出汽侧面、叶根内径向面、叶根背径向面、叶冠进汽侧面、叶冠出汽侧面、叶冠内径向面、叶冠背径向面用的盘刀是φ40xR0.8mm。