CN104942551A - 斜置式静叶环及其制造方法 - Google Patents

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CN104942551A CN201510412910.5A CN201510412910A CN104942551A CN 104942551 A CN104942551 A CN 104942551A CN 201510412910 A CN201510412910 A CN 201510412910A CN 104942551 A CN104942551 A CN 104942551A
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Abstract

本发明提供一种涉及汽轮机静叶环技术领域的斜置式静叶环及其制造方法,斜置式静叶环包括:外圆环和设置于外圆环内部的内圆环,外圆环和内圆环之间设置若干个斜置式叶片;斜置式静叶环的制造方法包括以下步骤:整圈环形锻件粗加工、整圈环形锻件分割、斜置式静叶环半精加工、气道粗铣加工、气道的出气口精铣加工、气道的进气口精铣加工和斜置式静叶环的精加工。本发明斜置式静叶环的制造方法便于加工、生产效率高、加工精度高且加工质量高。

Description

斜置式静叶环及其制造方法
技术领域
本发明涉及汽轮机静叶环技术领域,特别是涉及一种斜置式静叶环及其制造方法。
背景技术
汽轮机是电站建设中的关键动力设备之一,是把热能转换成机械能进而转换成电能的能量转换装置。由锅炉产生的高温、高压蒸气,经过蒸气透平,将热能与压力势能转换,成为汽轮机的机械能,带动汽轮机转子输出轴做功,该机械能通过汽轮机转子输出轴传递给发电机,从而将机械能转换成电能,因此,汽轮机作为源动机常被称为:“光明之源”。
热电联供汽轮发电机组是指汽轮机带动发电机向电网输送电能的同时又在汽轮机合适的通流位置处抽出一部分蒸气进入热网供热,另一部分蒸气继续在透平流道内膨胀作功带动汽轮机的转子输出轴做功,排气在凝气器中定压定温放热并凝结成水,最后,再进入热力循环当中。
现有的静叶环中的叶片所形成的气道一般为直通道,加工现有的静叶环中的叶片可以采用整体喷嘴组气道电脉冲制造方法来完成。由于直通道型的气道不能适应高参数大功率气轮机的需要。
如何设计一种能够改善气体的流动特性的斜置式静叶环以及如何高效地制造斜置式静叶环是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明解决的技术问题在于提供一种能够改善气体的流动特性且能够高效制造的斜置式静叶环及其制造方法。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种斜置式静叶环,包括:外圆环和设置于所述外圆环内部的内圆环,所述外圆环和所述内圆环之间设置若干个斜置式叶片,若干个所述斜置式叶片沿着所述斜置式静叶环的周向均匀排布;所述斜置式叶片包括与所述内圆环连接的内环连接面、与所述外圆环连接的外环连接面、以及连接所述内环连接面与所述外环连接面的叶片侧面,所述叶片侧面包括依次连接的第一弧形部、出气侧叶部、第二弧形部和进气侧叶部;任意一个所述斜置式叶片的第一弧形部与相邻的所述斜置式叶片的第二弧形部之间形成所述斜置式静叶环的气道的主通道,相邻两个所述斜置式叶片的进气侧叶部形成所述气道的进气口,相邻两个所述斜置式叶片的出气侧叶部形成所述气道的出气口。
优选地,所述气道的进气口的尺寸大于所述气道的出气口的尺寸。
优选地,所述气道的进气口的进气方向相对于所述斜置式静叶环的轴向为倾斜设置。
本发明还涉及一种斜置式静叶环的制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、整圈环形锻件粗加工:将整圈环形锻件采用车削方式进行粗加工,在整圈环形锻件的内环面和外环面放有一定余量;
步骤二、整圈环形锻件分割:根据所需加工的所述斜置式叶片的第一弧形部和第二弧形部的结构确定将所述整圈环形锻件切割为上半圈和下半圈的两个水平中分面,两个所述水平中分面的加工位置是相对地设置于所述整圈环形锻件上;所述水平中分面处于相邻的两个所述斜置式叶片之间,所述水平中分面包括依次连接第一直面、中分斜面和第二直面,所述第一直面和所述第二直面的方向与所述整圈环形锻件的轴向同向,所述中分斜面的方向与所述气道的主通道的方向相应;将所述整圈环形锻件固定住,采用线切割加工两个所述水平中分面后,将所述整圈环形锻件分割为上半圈和下半圈;
步骤三、斜置式静叶环半精加工:将上半圈和下半圈组合在一起装夹,在所述整圈环形锻件的一侧采用车削方式半精加工第一槽部,所述第一槽部对应于所述斜置式静叶环的气道的出气口,所述第一槽部包括两个出气部斜面和连接两个出气部斜面的出气部底面,两个出气部斜面分别为出气部内环外斜面和出气部外环内斜面;
将所述整圈环形锻件翻转180度,在所述整圈环形锻件另一侧采用车削方式半精加工第二槽部,所述第二槽部对应于所述斜置式静叶环的气道的进气口,所述第二槽部包括两个进气部斜面和连接两个进气部斜面的进气部底面,两个进气部斜面分别为进气部内环外斜面和进气部外环内斜面;
步骤四、气道粗铣加工:刀轴根据所述气道的进气口的倾斜方向及角度,扳成能够切除所述气道的进气口毛坯料的同样角度进行固定;立式数控三维等分所述整圈环形锻件,采用铣削方式从所述气道的所述进气口对所述气道进行粗加工;
将所述整圈环形锻件翻转180度,刀轴根据所述气道的出气口的倾斜方向及角度,扳成能够切除所述气道的出气口毛坯料的同样角度进行固定;立式数控三维等分所述整圈环形锻件,采用铣削方式从所述气道的所述出气口对所述气道进行粗加工;
步骤五、气道的出气口精铣加工:出气部外环内斜面与相应的所述斜置式叶片的连接处采用出气部外环内侧圆角过渡,出气部内环外斜面与相应的所述斜置式叶片的连接处采用出气部内环外侧圆角过渡;根据所述气道的最窄宽度、所述气道的约束状态、所述斜置式叶片的扭曲度、所述斜置式叶片的各个截面的厚度、所述出气部外环内侧圆角和所述出气部内环外侧圆角的结构,确定加工区域、选择刀轴方向,采用五轴联动数控铣削机从所述气道的所述出气口对所述气道进行精加工;
步骤六、气道的进气口精铣加工:进气部外环内斜面与相应的所述斜置式叶片的连接处采用进气部外环内侧圆角过渡,进气部内环外斜面与相应的所述斜置式叶片的连接处采用进气部内环外侧圆角过渡;根据所述气道的最窄宽度、所述气道的约束状态、所述斜置式叶片的扭曲度、所述斜置式叶片的各个截面的厚度、所述进气部外环内侧圆角和所述进气部内环外侧圆角的结构,确定加工区域、选择刀轴方向,采用五轴联动数控铣削机从所述气道的所述进气口对所述气道进行精加工;
步骤七、斜置式静叶环的精加工:将上半圈和下半圈组合在一起装夹,采用车削方式精加工所述内圆环和所述外圆环。
优选地,在步骤四与步骤五之间,还包括以下步骤:对所述气道的出气口、所述气道的两侧的第一弧形部和第二弧形部、所述气道的出气口的外圆环的内斜面、以及所述气道的出气口的内圆环的外斜面均采用铣削方式进行半精加工。
优选地,在步骤五与步骤六之间,还包括以下步骤:对所述气道的进气口、所述气道的两侧的第一弧形部和第二弧形部、所述气道的进气口的外圆环的内斜面、以及所述气道的进气口的内圆环的外斜面均采用铣削方式进行半精加工。
优选地,在步骤四、步骤五和步骤六中,对若干个所述气道进行加工时,均采用跳跃方法加工所述气道,所述跳跃方法是在加工一个所述气道后,隔开数个所述气道的位置,再加工另一个所述气道。
优选地,在步骤七之后,采用气道抛光步骤,该步骤为:采用先进的磨粒流抛光技术对所述气道进行加工。
如上所述,本发明的斜置式静叶环及其制造方法,具有以下有益效果:
(1)本发明的斜置式静叶环中,相邻两个斜置式叶片形成气道的主通道,倾斜状的主通道能够有效改善气体的流动特性,减小气体在转折处的冲击损失;
(2)本发明斜置式静叶环的制造方法便于加工、生产效率高、加工精度高且加工质量高。
附图说明
图1显示为实施例1的斜置式静叶环的结构示意图。
图2显示为实施例1的斜置式静叶环的剖面的结构示意图。
图3显示为实施例1的斜置式静叶环的斜置式叶片的结构示意图。
图4显示为实施例1的斜置式静叶环的气道的结构示意图。
图5显示为实施例1的斜置式静叶环的气道的进出气口方向的结构示意图。
图6显示为实施例2的整圈环形锻件的结构示意图。
图7显示为实施例2的在整圈环形锻件上加工第一槽部的结构示意图。
图8显示为实施例2的在整圈环形锻件上加工第二槽部的结构示意图。
附图标号说明
100                    外圆环
110                    外圆环的内侧面
120                    外圆环的外侧面
200                    内圆环
210                    内圆环的内侧面
220                    内圆环的外侧面
300                    斜置式叶片
310                    内环连接面
320                    外环连接面
330                    叶片侧面
331                    第一弧形部
332                    出气侧叶部
333                    第二弧形部
334                    进气侧叶部
400                    气道
410                    主通道
420                    进气口
430                    出气口
500                    整圈环形锻件
510                    内环面
520                    外环面
530                    水平中分面
531                    第一直面
532                    中分斜面
533                    第二直面
540                    第一槽部
541                    出气部底面
542                    出气部内环外斜面
543                    出气部外环内斜面
550                    第二槽部
551                    进气部底面
552                    进气部外环内斜面
553                    进气部内环外斜面
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅附图。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1至图5所示,本实施例的斜置式静叶环包括:外圆环100和设置于外圆环100内部的内圆环200,外圆环100和内圆环200之间设置若干个斜置式叶片300,若干个所述斜置式叶片300沿着斜置式静叶环的周向均匀排布,斜置式静叶环的周向就是内圆环200或者外圆环100的周向,若干个斜置式叶片300也就是沿着内圆环200的外侧面220的与外圆环100的内侧面110之间周向均匀排布;
斜置式叶片300包括与内圆环200的外侧面220连接的内环连接面310、与外圆环100的内侧面110连接的外环连接面320、以及连接内环连接面310与外环连接面320的叶片侧面330,叶片侧面330包括依次连接的第一弧形部331、出气侧叶部332、第二弧形部333和进气侧叶部334;任意一个斜置式叶片300的第一弧形部331与相邻的斜置式叶片300的第二弧形部333之间形成斜置式静叶环的气道400的主通道410,相邻两个斜置式叶片300的进气侧叶部334形成气道400的进气口420,相邻两个斜置式叶片300的出气侧叶部332形成气道400的出气口430。
由于相邻两个斜置式叶片300之间形成主通道410,相邻两个斜置式叶片300的第一弧形部331和第二弧形部333将该主通道410是倾斜状且为弧形的,气流从主通道410的进气口420进入,在倾斜状的主通道410中流动后,从主通道410的出气口430流出;倾斜状的主通道410在加工时的开敞性差、可见度差、加工的干涉性控制难度大;由于第一弧形部331和第二弧形部333为弧形结构,所以每个主通道410的扭曲度很大,也就是主通道410的曲面曲率大;由于本斜置式静叶环应用于高参数大功率汽轮机上,外圆环100、内圆环200和斜置式叶片300的尺寸都比较大,这也提高了加工的难度。
气道400的进气口420的尺寸大于气道400的出气口430的尺寸,该结构使气体在气道400中的流速减慢,那么气体在转折处的冲击损失就减小了。由于进气口420的尺寸与出气口430的尺寸不同,增加了加工的难度。
气道400的进气口420的进气方向相对于斜置式静叶环的轴向为倾斜设置,本实施例中,外圆环100中轴线与内圆环200中轴线共线,外圆环100中轴线所在的方向就是斜置式静叶环的轴向。该结构使本发明的斜置式静叶环的进气方向带有倾斜角度,与现有的沿着轴向的进气方向完全不同。
实施例2
本实施例中的一种斜置式静叶环的制造方法,包括以下步骤:
如图4和图6所示,其中,图5中的A向为进气方向,步骤一、整圈环形锻件500粗加工:将整圈环形锻件500采用车削方式进行粗加工,由于在后续步骤中要加工气道400时,材料的切除率达到70%以上,为了增加后续步骤的加工刚性在整圈环形锻件500的内环面510和外环面520放有一定余量;对整圈环形锻件500进行热处理,消除整圈环形锻件500的应力;采用超声波对整圈环形锻件500进行探伤检查,确保整圈环形锻件500的内部质量;
如图2和图4所示,步骤二、整圈环形锻件500分割:根据所需加工的斜置式叶片300的第一弧形部331和第二弧形部333的结构确定将整圈环形锻件500切割为上半圈和下半圈的两个水平中分面530,两个水平中分面530的加工位置是相对地设置于整圈环形锻件500上;水平中分面530处于相邻的两个斜置式叶片300之间,水平中分面530包括依次连接第一直面531、中分斜面532和第二直面533,第一直面531和第二直面533的方向与整圈环形锻件500的轴向同向,第一直面531与气道400的出气口430对应,第二直面533与气道400的进气口420对应,中分斜面532的方向与气道400的主通道410的方向相应;将整圈环形锻件500固定住,采用线切割加工两个水平中分面530后,将整圈环形锻件500分割为上半圈和下半圈;对两个水平中分面530进行修整;
由于本发明斜置式静叶环在安装时,斜置式静叶环的上半圈和下半圈分别安装,为了保证斜置式静叶环在完成加工时能够是个圆环结构,必须在整圈环形锻件500粗加工后对整圈环形锻件500进行分割,这样,分割后的整圈环形锻件500即使在整圈环形锻件500分割步骤中对两个水平中分面530进行修整,也可在后续的加工中调整加工的尺寸,使最后完成的斜置式静叶环的上半圈和下半圈的同心度准确。如果先加工气道再分割,分割间隙必定会产生,则造成上半圈和下半圈所组成的斜置式静叶环是椭圆的结构。
如图4、图5、图7和图8所示,步骤三、斜置式静叶环半精加工:将上半圈和下半圈组合在一起装夹,在整圈环形锻件500的一侧采用车削方式半精加工第一槽部540,第一槽部540对应于斜置式静叶环的气道400的出气口430,第一槽部540包括两个出气部斜面和连接两个出气部斜面的出气部底面541,两个出气部斜面分别为出气部内环外斜面542和出气部外环内斜面543;
将整圈环形锻件500翻转180度,在整圈环形锻件500另一侧采用车削方式半精加工第二槽部550,第二槽部550对应于斜置式静叶环的气道400的进气口420,第二槽部550包括两个进气部斜面和连接两个进气部斜面的进气部底面551,两个进气部斜面分别为进气部外环内斜面552和进气部内环外斜面553;
由于在后续步骤中要加工气道400时,材料的切除率达到70%以上,为了防止工件变形,在加工第一槽部540和第二槽部550时,外圆环100的和内圆环200的其它部分放有余量;
将上半圈和下半圈组合在一起装夹,使车削加工时,斜置式静叶环的上半圈和下半圈的同心度较好,使加工出的第一槽部540和第二槽部550的一致性较好。
步骤四、气道400粗铣加工:将整圈环形锻件500水平装夹,首先,立式数控三维等分整圈环形锻件500,以跳跃方法加工气道400,跳跃方法是在加工一个气道400后,隔开数个气道400的位置,再加工另一个气道400,采用铣削方式切除气道400的进气口420的毛坯料;
然后,刀轴根据气道400的进气口420的倾斜方向及角度,扳成能够切除气道400的进气口420的毛坯料的同样角度进行固定;数控三维等分整圈环形锻件500,以跳跃方法,采用铣削方式从气道400的进气口420对气道400进行粗加工;
将整圈环形锻件500翻转180度,将整圈环形锻件500水平装夹,首先,立式数控三维等分整圈环形锻件500,以跳跃方法加工气道400,采用铣削方式切除气道400的出气口430的毛坯料;
刀轴根据气道400的出气口430的倾斜方向及角度,扳成能够切除气道400的出气口430毛坯料的同样角度进行固定;数控三维等分整圈环形锻件500,以跳跃方法,采用铣削方式从气道400的出气口430对气道400进行粗加工;
由于步骤四中,刀轴根据气道400的进气口420的倾斜方向及角度,扳成能够切除气道400的进气口420毛坯料的同样角度进行固定,采用铣削方式加工气道400时,使刀具能够快速地切除足够多的毛坯料,最大程度地提高了静叶环每个独立气道400的加工效率,降低加工工时,增加加工的简便性;
步骤五、气道400的出气口430精铣加工:首先,对气道400的出气口430、气道400的两侧的第一弧形部331和第二弧形部333、出气部外环内斜面543、以及出气部内环外斜面542以跳跃方法,采用铣削方式进行半精加工;
然后,出气部外环内斜面543与相应的斜置式叶片300的连接处采用出气部外环内侧圆角过渡,出气部内环外斜面542与相应的斜置式叶片300的连接处采用出气部内环外侧圆角过渡;根据气道400的最窄宽度、气道400的约束状态、斜置式叶片300的扭曲度、斜置式叶片300的各个截面的厚度、出气部外环内侧圆角和出气部内环外侧圆角的结构,确定加工区域、选择刀轴方向,采用五轴联动数控铣削机从气道400的出气口430对气道400进行精加工;
步骤六、气道400的进气口420精铣加工:首先,对气道400的进气口420、气道400的两侧的第一弧形部331和第二弧形部333、进气部外环内斜面552、以及进气部内环外斜面553以跳跃方法,采用铣削方式进行半精加工;
然后,进气部外环内斜面552与相应的斜置式叶片300的连接处采用进气部外环内侧圆角过渡,进气部内环外斜面553与相应的斜置式叶片300的连接处采用进气部内环外侧圆角过渡;根据气道400的最窄宽度、气道400的约束状态、斜置式叶片300的扭曲度、斜置式叶片300的各个截面的厚度、进气部外环内侧圆角和进气部内环外侧圆角的结构,确定加工区域、选择刀轴方向,采用五轴联动数控铣削机从气道400的进气口420对气道400进行精加工;;
如图1和图4所示,步骤七、斜置式静叶环的精加工:将上半圈和下半圈组合在一起装夹,采用车削方式精加工内圆环200的内侧面210、内圆环200的外侧面220、内圆环200的两个相对的平面、外圆环100的内侧面110、外圆环100的外侧面120和外圆环100的两个相对的平面,使内圆环200和外圆环100的尺寸符合要求。
如图1至图4、图7和图8所示,本实施例的步骤五中,气道400的出气口430、气道400的两侧的第一弧形部331和第二弧形部333、出气部外环的内斜面、以及出气部内环外斜面542是余量较大的区域,步骤六中,气道400的进气口420、气道400的两侧的第一弧形部331和第二弧形部333、进气部外环内斜面552、以及进气部内环外斜面553也是余量较大的区域,这些余量较大的区域增加半精加工工序能够使后续的需要进行精铣加工的余量保持基本均匀,防止静铣时刀具蹦刃或啃刃,造成零件型面的啃伤。
本实施例的步骤五和步骤六中,在采用五轴联动数控铣削机精铣加工气道400时,需要作以下工艺性的考虑:
1)控制加工刀具的有效长度到最短,以配合弧形的气道400的加工。
2)尽可能增大刀具直径,既能够切除较多的材料,又能够增加道具的刚性,加快切削量;
3)选择合适的刀柄以缩短刀具长度,由于刀具长度太长,刚性要抖动,所以缩短刀具长度,能够避免断刀现象的发生;
4)合理划分加工区域,根据刀具直径的大小,结合弧形的气道400的干涉情况,划分合理地加工区域;
5)刀轴方向程序优化,由于气道400为弧形的,且气道400的进气口420的尺寸大于气道400的出气口430的尺寸,所以刀轴要变换角度,达到最佳效果;
6)切削路径、程序走刀为线驱动单向走刀方式,驱动线必须根据约束边界进行裁剪,以避免刀具或刀柄与气道400两侧的第一弧形部331和第二弧形部333的碰撞。
7)气道400加工时,采用跳跃方法对每个气道400进行加工,而非顺序加工,可以有效防止变形。
本实施例中,跳跃方法加工气道400时,加工一个气道400后,可隔开三个气道400的位置,加工另一个气道400。
在步骤七之后,采用气道400抛光步骤,该步骤为:采用先进的磨粒流抛光技术对气道400进行加工。在进行气道400抛光时,配置专用夹具工装,选择合适的高分子流体磨料,以全面有效地提高斜置式静叶环的大曲面曲率的汽道在铣削加工后表面存在波峰波谷的表面质量,达到表面粗糙度的镜面要求。
本实施例的斜置式静叶环的制造方法提供了一种先进的、合理的、高效的制造工艺思路,在制造过程中,经过粗车加工、半精车加工、三维数控加工、五维数控加工、精加工等粗、精多次加工方法,保证重复精度要求,实现大余量的切除,大大提高加工效率;运用先进的五轴联动数控程序优化,保证每个气道400等分要求,尺寸要求,光洁度要求;合理划分加工区域,解决斜置式静叶环的气道400的加工质量。本发明是一种具有实用制造价值的制造方法,经过长期实验并进行不断优化改进所得到的结果。
本实施例的斜置式静叶环的制造方法适用于斜置式静叶环的气道400的尺寸精度、节距、高度和等分要求,在工艺技术上全面保证每个斜置式静叶环的加工制造精度和制造质量。本发明的制造方法,探索出了制造工艺的全新技术,是一种先进工艺技术手段的集合,其制造方法完全具有合理性、可操作性、创新性,有效地提高了企业的生产效率,有效地提高了企业的竞争力。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种斜置式静叶环,其特征在于,包括:外圆环(100)和设置于所述外圆环(100)内部的内圆环(200),所述外圆环(100)和所述内圆环(200)之间设置若干个斜置式叶片(300),若干个所述斜置式叶片(300)沿着所述斜置式静叶环的周向均匀排布;
所述斜置式叶片(300)包括与所述内圆环(200)连接的内环连接面(310)、与所述外圆环(100)连接的外环连接面(320)、以及连接所述内环连接面(310)与所述外环连接面(320)的叶片侧面(330),所述叶片侧面(330)包括依次连接的第一弧形部(331)、出气侧叶部(332)、第二弧形部(333)和进气侧叶部(334);任意一个所述斜置式叶片(300)的第一弧形部(331)与相邻的所述斜置式叶片(300)的第二弧形部(333)之间形成所述斜置式静叶环的气道(400)的主通道(410),相邻两个所述斜置式叶片(300)的进气侧叶部(334)形成所述气道(400)的进气口(420),相邻两个所述斜置式叶片(300)的出气侧叶部(332)形成所述气道(400)的出气口(430)。
2.根据权利要求1所述的斜置式静叶环,其特征在于:所述气道(400)的进气口(420)的尺寸大于所述气道(400)的出气口(430)的尺寸。
3.根据权利要求1所述的斜置式静叶环,其特征在于:所述气道(400)的进气口(420)的进气方向相对于所述斜置式静叶环的轴向为倾斜设置。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的斜置式静叶环的制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、整圈环形锻件(500)粗加工:将整圈环形锻件(500)采用车削方式进行粗加工;
步骤二、整圈环形锻件(500)分割:根据所需加工的所述斜置式叶片(300)的第一弧形部(331)和第二弧形部(333)的结构确定将所述整圈环形锻件(500)切割为上半圈和下半圈的两个水平中分面(530),两个所述水平中分面(530)的加工位置是相对地设置于所述整圈环形锻件(500)上;所述水平中分面(530)处于相邻的两个所述斜置式叶片(300)之间,所述水平中分面(530)包括依次连接第一直面(531)、中分斜面(532)和第二直面(533),所述第一直面(531)和所述第二直面(533)的方向与所述整圈环形锻件(500)的轴向同向,所述中分斜面(532)的方向与所述气道(400)的主通道(410)的方向相应;将所述整圈环形锻件(500)固定住,采用线切割加工两个所述水平中分面(530)后,将所述整圈环形锻件(500)分割为上半圈和下半圈;
步骤三、斜置式静叶环半精加工:将上半圈和下半圈组合在一起装夹,在所述整圈环形锻件(500)的一侧采用车削方式半精加工第一槽部(540),所述第一槽部(540)对应于所述斜置式静叶环的气道(400)的出气口(430),所述第一槽部(540)包括两个出气部斜面和连接两个出气部斜面的出气部底面(541),两个出气部斜面分别为出气部内环外斜面(542)和出气部外环内斜面(543);
将所述整圈环形锻件(500)翻转180度,在所述整圈环形锻件(500)另一侧采用车削方式半精加工第二槽部(550),所述第二槽部(550)对应于所述斜置式静叶环的气道(400)的进气口(420),所述第二槽部(550)包括两个进气部斜面和连接两个进气部斜面的进气部底面(551),两个进气部斜面分别为进气部内环外斜面(553)和进气部外环内斜面(552);
步骤四、气道(400)粗铣加工:刀轴根据所述气道(400)的进气口(420)的倾斜方向及角度,扳成能够切除所述气道(400)的进气口(420)毛坯料的同样角度进行固定;立式数控三维等分所述整圈环形锻件(500),采用铣削方式从所述气道(400)的所述进气口(420)对所述气道(400)进行粗加工;
将所述整圈环形锻件(500)翻转180度,刀轴根据所述气道(400)的出气口(430)的倾斜方向及角度,扳成能够切除所述气道(400)的出气口(430)毛坯料的同样角度进行固定;立式数控三维等分所述整圈环形锻件(500),采用铣削方式从所述气道(400)的所述出气口(430)对所述气道(400)进行粗加工;
步骤五、气道(400)的出气口(430)精铣加工:出气部外环内斜面(543)与相应的所述斜置式叶片(300)的连接处采用出气部外环内侧圆角过渡,出气部内环外斜面(542)与相应的所述斜置式叶片(300)的连接处采用出气部内环外侧圆角过渡;根据所述气道(400)的最窄宽度、所述气道(400)的约束状态、所述斜置式叶片(300)的扭曲度、所述斜置式叶片(300)的各个截面的厚度、所述出气部外环内侧圆角和所述出气部内环外侧圆角的结构,确定加工区域、选择刀轴方向,采用五轴联动数控铣削机从所述气道(400)的所述出气口(430)对所述气道(400)进行精加工;
步骤六、气道(400)的进气口(420)精铣加工:进气部外环内斜面(552)与相应的所述斜置式叶片(300)的连接处采用进气部外环内侧圆角过渡,进气部内环外斜面(553)与相应的所述斜置式叶片(300)的连接处采用进气部内环外侧圆角过渡;根据所述气道(400)的最窄宽度、所述气道(400)的约束状态、所述斜置式叶片(300)的扭曲度、所述斜置式叶片(300)的各个截面的厚度、所述进气部外环内侧圆角和所述进气部内环外侧圆角的结构,确定加工区域、选择刀轴方向,采用五轴联动数控铣削机从所述气道(400)的所述进气口(420)对所述气道(400)进行精加工;
步骤七、斜置式静叶环的精加工:将上半圈和下半圈组合在一起装夹,采用车削方式精加工所述内圆环和所述外圆环。
5.根据权利要求4所述的斜置式静叶环的制造方法,其特征在于:在步骤四与步骤五之间,还包括以下步骤:对所述气道(400)的出气口(430)、所述气道(400)的两侧的第一弧形部(331)和第二弧形部(333)、所述出气部外环内斜面(543)、以及所述出气部内环外斜面(542)均采用铣削方式进行半精加工。
6.根据权利要求4所述的斜置式静叶环的制造方法,其特征在于:在步骤五与步骤六之间,还包括以下步骤:对所述气道(400)的进气口(420)、所述气道(400)的两侧的第一弧形部(331)和第二弧形部(333)、所述进气部外环内斜面(552)、以及所述进气部内环外斜面(553)均采用铣削方式进行半精加工。
7.根据权利要求4所述的斜置式静叶环的制造方法,其特征在于:在步骤四、步骤五和步骤六中,对若干个所述气道(400)进行加工时,均采用跳跃方法加工所述气道(400),所述跳跃方法是在加工一个所述气道(400)后,隔开数个所述气道(400)的位置,再加工另一个所述气道(400)。
8.根据权利要求4所述的斜置式静叶环的制造方法,其特征在于:在步骤七之后,采用气道抛光步骤,该步骤为:采用先进的磨粒流抛光技术对所述气道(400)进行加工。
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