本發(fā)明屬于鑄造木模的加工，具體涉及一種超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法。

背景技術(shù)：

1、水輪機(jī)是把水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動力機(jī)械，大多數(shù)安裝在水電站內(nèi)，用來驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。機(jī)組容量越大的水輪機(jī)，其葉片尺寸也相應(yīng)較大。一般情況下，水輪機(jī)組的轉(zhuǎn)輪直徑≥8米，就屬于超大型水輪機(jī)組。三峽、白鶴灘、向家壩、五強(qiáng)溪等這類百萬千瓦級的大型水電站機(jī)組，就屬于超大型混流式水輪機(jī)組，其水輪機(jī)葉片則屬于超大型混流式水輪機(jī)葉片。超大型混流式水輪機(jī)葉片的長度大于等于5米、寬度大于等于4米、高度大于等于2米。

2、超大型混流式水輪機(jī)葉片一般采用不銹鋼材質(zhì)鑄造而成，而超大型混流式葉片鑄造的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)是實(shí)物模型的生產(chǎn)制造。超大型混流式葉片的實(shí)物模型通常為木制品，加工方式主要為數(shù)控加工方式。由于木工數(shù)控銑床即三軸數(shù)控銑床的加工行程有限，通過數(shù)控銑床對超大型混流式葉片的實(shí)物模型進(jìn)行加工存在難度，故常采用手動加工的方式，但具有效率低、精度差、一致性差等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，便于通過數(shù)控銑床對超大型混流式水輪機(jī)葉片的實(shí)物模型進(jìn)行加工。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，包括步驟：

3、s1，將超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的三維數(shù)模按主視圖正投影放置，以上冠邊與出水邊的最低交點(diǎn)a作水平參考線l1，水平參考線l1與三維數(shù)模具有相交處b點(diǎn)；以三維數(shù)模的原始坐標(biāo)為基準(zhǔn)，沿z軸方向作過b點(diǎn)的臺階式分解線l2，臺階式分解線l2分兩段沿x軸方向錯位；將三維數(shù)模沿臺階式分解線l2模擬切割后以形成模擬平緩片和模擬翹曲片；

4、將模擬平緩片按主視圖正投影放置，作模擬平緩片上表面過臺階式分解線l2與出水邊的最高交點(diǎn)c的切線l3，測量切線l3與z軸之間的夾角α，將模擬平緩片以x軸為轉(zhuǎn)動中心逆時(shí)針轉(zhuǎn)動角度α，使交點(diǎn)c與模擬平緩片上表面的最高處等高；減小模擬平緩片在加工狀態(tài)時(shí)的整體落差值，判斷模擬平緩片是否在數(shù)控銑床的加工范圍內(nèi)；

5、將模擬翹曲片按主視圖正投影放置，d點(diǎn)為下環(huán)邊與出水邊的最高交點(diǎn)，e點(diǎn)為臺階式分解線l2與進(jìn)水邊的最高交點(diǎn)，d點(diǎn)高于e點(diǎn)，作d點(diǎn)與e點(diǎn)的連線l4，測出連線l4與z軸之間的夾角β，β＞α；將模擬翹曲片以x軸為轉(zhuǎn)動中心逆時(shí)針轉(zhuǎn)動角度γ，γ＝α，以降低d點(diǎn)與e點(diǎn)之間的高度差；作d點(diǎn)與三維數(shù)模的原始坐標(biāo)原點(diǎn)o的連線l5，測出連線l5與x軸之間的夾角δ，將模擬翹曲片以z軸為轉(zhuǎn)動中心逆時(shí)針轉(zhuǎn)動角度δ，使d點(diǎn)低于e點(diǎn)；減小模擬翹曲片在加工狀態(tài)時(shí)的整體落差值，判斷模擬翹曲片是否在數(shù)控銑床的加工范圍內(nèi)；

6、當(dāng)模擬平緩片和模擬翹曲片均在數(shù)控銑床的加工范圍內(nèi)時(shí)，按照臺階式分解線l2切割三維數(shù)模，以形成平緩片和翹曲片；當(dāng)模擬平緩片和/或模擬翹曲片未在數(shù)控銑床的加工范圍內(nèi)時(shí)，沿x軸的方向調(diào)整臺階式分解線l2的位置，直至模擬平緩片和模擬翹曲片均在數(shù)控銑床的加工范圍內(nèi)之后，再按照調(diào)整后的臺階式分解線l2切割三維數(shù)模，以形成平緩片和翹曲片；

7、s2，以三維數(shù)模的原始坐標(biāo)為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)平緩片，使平緩片在數(shù)控銑床的加工范圍內(nèi)進(jìn)行加工；以三維數(shù)模的原始坐標(biāo)為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)翹曲片，使翹曲片在數(shù)控銑床的加工范圍內(nèi)進(jìn)行加工；

8、s3，架設(shè)胎膜，使胎膜的上表面和最終成型葉片的內(nèi)側(cè)面相一致，將加工后的平緩片和加工后的翹曲片按照各自位置放置在胎膜上，通過臺階式分解線l2對接，裝配固定結(jié)構(gòu)使加工后的平緩片與加工后的翹曲片連接成實(shí)物模型。

9、進(jìn)一步的，所述步驟s3中的胎膜，包括底板，以及豎向設(shè)置于底板上的承托板；承托板的長度方方向與下環(huán)邊至上冠邊的方向相平行；承托板設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)承托板沿進(jìn)水邊至出水邊的方向兩兩相間隔布置；承托板的上表面作為胎膜的上表面；

10、所述步驟s3中的固定結(jié)構(gòu)，包括上連接筋、下連接筋和螺栓；上連接筋、實(shí)物模型和下連接筋通過螺栓相連；上連接筋設(shè)置于實(shí)物模型的外側(cè)面，上連接筋的一端位于加工后的平緩片上，另一端位于加工后的翹曲片上；下連接筋設(shè)置于實(shí)物模型的內(nèi)側(cè)面、且位于相鄰兩塊承托板之間；下連接筋的一端位于加工后的平緩片上，另一端位于加工后的翹曲片上；固定結(jié)構(gòu)設(shè)置有多組，多組固定結(jié)構(gòu)沿進(jìn)水邊至出水邊的方向兩兩相間隔布置。

11、進(jìn)一步的，所述步驟s3中，承托板與加工后的平緩片通過第一凹槽凸塊結(jié)構(gòu)定位，承托板與加工后的翹曲片通過第二凹槽凸塊結(jié)構(gòu)定位。

12、進(jìn)一步的，還包括豎向設(shè)置的連接板，相鄰兩塊承托板通過連接板相連；連接板的頂端低于承托板的頂端；連接板設(shè)置有多塊，多塊連接板沿承托板的長度方向兩兩相間隔布置；下連接筋放置于至少兩塊連接板上。

13、進(jìn)一步的，每塊所述承托板的上表面均設(shè)置有與臺階式分解線l2相對應(yīng)的定位線。

14、進(jìn)一步的，所述步驟s1中，當(dāng)沿x軸的方向調(diào)整臺階式分解線l2的位置時(shí)，按照25mm的倍數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

15、進(jìn)一步的，所述步驟s3中的胎膜為木制品。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，便于通過數(shù)控銑床對超大型水輪機(jī)葉片進(jìn)行加工。通過“分解-旋轉(zhuǎn)法”解決了超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型數(shù)控銑床加工受限的問題，降低了數(shù)控加工難度。具有操作簡單、精度高、效率高、一致性好等優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，其特征在于，包括步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，其特征在于，所述步驟s3中的胎膜(7)，包括底板(701)，以及豎向設(shè)置于底板(701)上的承托板(702)；承托板(702)的長度方方向與下環(huán)邊(2)至上冠邊(1)的方向相平行；承托板(702)設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)承托板(702)沿進(jìn)水邊(3)至出水邊(4)的方向兩兩相間隔布置；承托板(702)的上表面作為胎膜(7)的上表面；

3.如權(quán)利要求2所述的超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，其特征在于，所述步驟s3中，承托板(702)與加工后的平緩片(9)通過第一凹槽凸塊結(jié)構(gòu)定位，承托板(702)與加工后的翹曲片(10)通過第二凹槽凸塊結(jié)構(gòu)定位。

4.如權(quán)利要求2所述的超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，其特征在于，還包括豎向設(shè)置的連接板(703)，相鄰兩塊承托板(702)通過連接板(703)相連；連接板(703)的頂端低于承托板(702)的頂端；連接板(703)設(shè)置有多塊，多塊連接板(703)沿承托板(702)的長度方向兩兩相間隔布置；下連接筋放置于至少兩塊連接板(703)上。

5.如權(quán)利要求1所述的超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，其特征在于，每塊所述承托板(702)的上表面均設(shè)置有與臺階式分解線l2相對應(yīng)的定位線。

6.如權(quán)利要求1所述的超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，其特征在于，所述步驟s1中，當(dāng)沿x軸的方向調(diào)整臺階式分解線l2的位置時(shí)，按照25mm的倍數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

7.如權(quán)利要求1所述的超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法，其特征在于，所述步驟s3中的胎膜(7)為木制品。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于鑄造木模的加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超大型混流式水輪機(jī)葉片實(shí)物模型的加工方法。將三維數(shù)模按主視圖正投影放置，沿z軸方向作過B點(diǎn)的臺階式分解線L2，臺階式分解線L2分兩段沿x軸方向錯位；將三維數(shù)模沿臺階式分解線L2模擬切割后以形成模擬平緩片和模擬翹曲片；通過轉(zhuǎn)動模擬平緩片將C點(diǎn)抬高，使交點(diǎn)C與模擬平緩片上表面的最高處等高；通過兩次轉(zhuǎn)動模擬翹曲片將E點(diǎn)抬高，最終使D點(diǎn)低于E點(diǎn)；當(dāng)模擬平緩片和模擬翹曲片均在數(shù)控銑床的加工范圍內(nèi)時(shí)，按照臺階式分解線L2切割三維數(shù)模，形成平緩片和翹曲片之后，再分別通過數(shù)控銑床加工。便于通過數(shù)控銑床對超大型混流式水輪機(jī)葉片的實(shí)物模型進(jìn)行加工。

技術(shù)研發(fā)人員：雷小波,梁向方,牟成海,鐘興勝,龍泉有,郭義,楊凡,饒?jiān)茝?qiáng),潘科
受保護(hù)的技術(shù)使用者：二重（德陽）重型裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19