加工轴流式水轮机叶片用数控刀具的国产化研制
作者:KOK体育app官方入口 发布时间:2022-08-17 05:52
本文摘要:水轮机转轮叶片是一种形状简单的雕塑曲面体零件,生产难度很大,国内过去一般来说使用“砂型铸→手工铲磨→立体样板检查”的传统生产工艺,加工效率较低,劳动强度大,且叶片型面精度无法确保。目前国外已应用于计算机建模加工技术构建了水轮机转轮叶片的五轴同步数控加工,从而大大提高了加工效率和叶片型面加工精度。

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水轮机转轮叶片是一种形状简单的雕塑曲面体零件,生产难度很大,国内过去一般来说使用“砂型铸→手工铲磨→立体样板检查”的传统生产工艺,加工效率较低,劳动强度大,且叶片型面精度无法确保。目前国外已应用于计算机建模加工技术构建了水轮机转轮叶片的五轴同步数控加工,从而大大提高了加工效率和叶片型面加工精度。我公司分担生产的3台高坝洲水轮发电机组是高水头轴流式机组,水轮机转轮直径为5.8m,转轮叶片从入水边到出有水边变形度大,叶片背面转缘具有外裙边,叶片并转毂外侧具有较小内裙边,从法兰球面区至入、出有水边的曲面R沿空间曲面渐渐变化过渡到零。

不应用户拒绝,机组全套叶片(3台×5片)使用5FZG龙门移动式五轴同步数控机床加工。数控刀具的研制和应用于沦为加工能否顺利的关键因素之一。

1刀具的搭配搭配加工叶片数控刀具时需考虑到以下因素:刀具几何形状不应能适应环境凹曲面和凸曲面的加工,不应具备较好的切削性能及断屑、排屑性能。搭配刀具时除不应根据机床功率、铣头扭矩、叶片材质等对刀具、刀片的有关参数展开计算出来外,还必须对刀片、刀杆、铣头等展开建模加工检验和干预检查验算。可搭配有所不同直径的刀具展开建模加工验算,在机床功率、刚性、铣头扭矩充足的条件下,尽可能搭配大直径刀具,以提升加工效率。

经过设计计算出来及建模加工检验,指定以下4种刀具加工高坝洲机组叶片:①60°D200面铣刀盘,用作细铣叶片表面;②D100玉米铣刀,用作加工叶片入、出有水边及外缘;③D100球头铣刀,用作加工叶片表面与法兰球面间过渡性曲面;④D125R面铣刀,用作炼铣叶片表面。2刀具的国产化研制为确保加工质量,加工第一台机组叶片时全部使用了进口数控刀具(Kennametal、Sandvik产品)。由于叶片材料为含Ni、Cr不锈钢,材料强劲韧性好,加工温度低,刀具消耗量较小。虽然进口刀具加工节奏轻快,工件效率高,但价格昂贵(每把5000~32000元),供货周期长,对减少加工成本、确保生产工程进度有利。

为此,我们对部分刀具展开了国产化研制。与绵江工具厂合作研制了60°面铣刀盘。Kennametal公司进口刀盘为右刀盘(正刀盘),并未生产左刀盘(反刀盘),不能利用刀片4次。

而国产化的于是以、反两种铣刀盘可将刀片用于次数减少到8次。另外,原装进口刀具使用杠杆式压紧结构,设计、生产较简单,我们转用了螺钉压紧式结构,通过中举加工证明是顺利的。与绵江工具厂合作研制了D100螺旋玉米铣刀。因螺旋玉米铣刀加工量大且不均匀分布,因此我们搭配了立装结构且带上分屑槽的刀片,提升了刀具强度和排屑流畅性。

大规格非标刀具,由于为长工件刃结构,国产化研发可玩性较小,因此仍使用进口刀具。R125面铣刀为精铣刀,加工量小,容易损毁,所以需要国产化。

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3刀片的国产化研制加工叶片用于的进口刀片虽然性能优良,但消耗量大,价格昂贵,有适当展开国产化研发。进口刀片全部为加工不锈钢材料的涂层刀片,且刀片几何形状简单。如60°面铣刀片使用曲面15°大前角(闻图1);玉米铣刀片一面带上3个分屑槽,另一面带上2个分屑槽(闻图2);R面铣刀片的前刀面具有简单纹路(闻图3)。

因此刀片模具的研发难度很大。国产化刀片必需符合以下拒绝:①材质好,合适叶片加工;②形状精度和尺寸精度高,可符合加工拒绝。


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