專利名稱：一種汽輪機葉片的線切割加工工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機葉片的線切割加工工藝方法。
背景技術(shù)：
汽輪機(包括電站汽輪機，工業(yè)汽輪機，煙氣輪機等)在現(xiàn)代國民經(jīng)濟中應(yīng)用廣泛，十分重要。葉片是汽輪機的心臟部分，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度較大。葉片的工作環(huán)境和受力情況十分復(fù)雜。因此，葉片的制造質(zhì)量(包括內(nèi)在質(zhì)量、表面質(zhì)量和裝配質(zhì)量等)的優(yōu)劣，將直接影響到汽輪機運轉(zhuǎn)的效率和可靠性以及汽輪機的制造周期。
汽輪機的葉片品種繁多。葉片的材料一般采用1Cr13，2Cr13、1Cr11MoV，0Cr17Ni4Cu4Nb等，葉片的結(jié)構(gòu)一般由汽道(內(nèi)背弧型面)和裝配(包括葉根、葉頂、動葉片還有鉚釘頭、圍帶、拉筋孔或凸臺等)兩部分組成。各種葉片一般可分為靜葉片和動葉片兩大類。靜葉片按其汽道部分的截面可分為等截面直葉片和變截面扭曲靜葉片兩種。葉片的葉根結(jié)構(gòu)按《ZBK54020-88汽輪機葉根及其公差》標準，一般有T型、雙T型、雙叉型、三叉型、四叉型、樅樹型等。
目前汽輪機葉片加工工藝的現(xiàn)狀為按照葉片的設(shè)計要求，根據(jù)所采用的葉片毛坯狀況通常是采用車、銑、刨、磨、鉗等傳統(tǒng)工藝方法，對其各部位分別進行加工而成。
葉片汽道的加工當葉片毛坯采用方鋼或模鍛件時，葉片汽道型面加工的傳統(tǒng)工藝一般是粗加工(刨、普銑或成形銑等)、精加工(仿形銑、成形銑、數(shù)控銑等)、鉗修、拋磨、精拋(氈拋、砂帶磨、振動光飾等)裝配部分加工不管采用何種毛坯，葉片的裝配面和非裝配面通常采用普銑、成型銑、數(shù)控銑、強力磨等傳統(tǒng)工藝方法，經(jīng)粗、精加工而成。葉片的叉型、T型葉根一般采用專用銑床加工，對樅樹型葉根一般采用粗銑后精銑或粗銑后磨、或采用強力磨直接磨出。
目前葉片加工工藝現(xiàn)狀的缺陷在于1、材料利用率差目前汽輪機葉片的毛坯一般為方鋼或模鍛件(單面加工余量≥3mm)，加工余量大，采用現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝加工葉片其材料利用率較低，一般為表1，

若采用線切割工藝加工時，其材料利用率一般為表2，

2、工藝過程長，工序質(zhì)量難以控制若采用傳統(tǒng)工藝方法加工葉片時，其工藝過程較長，工序較多，工件經(jīng)多次工序(工位)，多次定位裝夾，容易造成加工誤差。
3、工藝設(shè)備投資大，葉片制造周期長葉片是汽輪機的關(guān)鍵零件，而且葉片生產(chǎn)一般是屬于多品種、小批量生產(chǎn)方式，通常葉片制造的勞動量約占汽輪機的三分之一。若采用傳統(tǒng)工藝加工葉片其制造周期較長。一般開發(fā)一種葉片新產(chǎn)品其制造的周期長達半年以上。另外，若采用傳統(tǒng)加工工藝，制造廠所需的設(shè)備投資較大，這對一般小型企業(yè)而言是難以實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題就在于對汽輪機葉片傳統(tǒng)加工工藝的一種突破，提供一種汽輪機葉片的線切割加工工藝方法，它對汽輪機葉片的加工制造增加了一種新手段，并進一步提高材料利用率，減少設(shè)備投資，穩(wěn)定產(chǎn)品加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，增強葉片新產(chǎn)品的開發(fā)能力，以適應(yīng)市場經(jīng)濟的需要。
為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明一種汽輪機葉片的線切割加工工藝方法，所述加工方法為汽輪機靜葉片的毛坯采用圓形鍛綱，靜葉片(等截面靜葉片/變截面扭曲靜葉片)經(jīng)線切割、一次成型然后砂帶磨或拋磨方法；動葉片毛坯采用模鍛件。葉片的葉根加工，經(jīng)線切割一次成型、砂帶磨或平磨方法。
本發(fā)明所述等截面靜葉片的加工工藝方法為葉片毛坯為經(jīng)過熱處理后的圓形鍛鋼，按產(chǎn)品工藝要求的長度下料后，有工藝人員利用CAD尋求最佳的排料方案并編程，然后將毛坯(圓形鍛鋼)在線切割設(shè)備上經(jīng)一次調(diào)整，裝夾后，便可實現(xiàn)連續(xù)加工多片葉片。線切割鉬絲的直徑一般選用φ0.18mm左右。線切割加工后的余料塊還可用于加工成其它產(chǎn)品。因此，采用線切割工藝加工葉片可最大限度的提高材料利用率，而且加工質(zhì)量比較穩(wěn)定。
葉片經(jīng)線切割加工后經(jīng)精拋或砂帶磨或振動光飾后成型。
本發(fā)明所述變截面扭曲靜葉片的加工方法為首先采用葉片的縱向垂直投影法，找出最小的能完全包容葉片汽道各截面的截面輪廓，然后葉片毛坯采用經(jīng)過熱處理后的圓形鍛鋼，按產(chǎn)品工藝要求的長度下料后，有工藝人員利用CAD尋求最佳的排料方案并編程，然后將毛坯(圓形鍛鋼)在線切割設(shè)備上經(jīng)一次調(diào)整，裝夾后，便可實現(xiàn)連續(xù)加工多片葉片。線切割鉬絲的直徑一般選用φ0.18mm左右。線切割加工后的余料塊還可用于加工成其它產(chǎn)品。這樣，可達到葉片毛坯材料利用率最高，最經(jīng)濟的加工目的，線切割后的工件經(jīng)精拋(必要時經(jīng)局部去余量加工)成葉片成品。
本發(fā)明所述動葉片的加工方法為動葉片的毛坯一般為模鍛件，在線切割設(shè)備上經(jīng)調(diào)整并裝夾后加工其葉根(T型、叉型、樅樹型)一次成型，留有0.1-0.15mm的磨余量(砂帶磨或平磨)，而后以加工好的葉根定位，采用線切割工藝加工葉片鉚釘孔、葉冠及葉片總長等。然后經(jīng)拋磨、鉗修而成葉片成品。線切割下來的余料塊，還可用來制成其它產(chǎn)品。因此，采用線切割工藝不但可減少工序，而且原材料可得到充分利用，經(jīng)濟性好。
本發(fā)明所述線切割設(shè)備工藝參數(shù)如下電流為2-3A，功率管的選擇為工件的高度小于100mm時，選擇5-6個功率管；工件高度在100-200mm之間時，選擇7-10個功率管；工件高度在200mm以上時，選擇10個以上功率管；電流脈沖寬度為工件的高度小于100mm時，選擇32μs以下；工件高度在100-200mm之間時，選擇64μs；工件高度在200mm以上時，選擇64-128μs之間；理論上，脈沖寬度越大，加工效率越高，電路越大工件粗糙度越大。放電間隙的選擇為工件的高度小于100mm時，選擇小于5個；工件高度在100-200mm之間時，選擇5-7個；通常放電間隙越大電流越小，切割效率越低。工件高度在200mm以上時，選擇7個以上；加工電壓為工件的高度小于100mm時，選擇60V左右；工件高度在100-200mm之間時，選擇60-70V；工件高度在200mm以上時，選擇70V以上；通常是電壓越高切割效率越高，光潔度越差。鉬絲耗損越大。工件進給速度要求平穩(wěn)均勻。
本發(fā)明根據(jù)具體葉片結(jié)構(gòu)，將毛坯用方鋼改為圓形鍛鋼，原材料可得到最大限度的充分利用，經(jīng)濟性好。采用線切割工藝加工靜葉片汽道或動葉片的葉根時，工件只需一次調(diào)整裝夾經(jīng)線切割完成，葉片質(zhì)量比較穩(wěn)定。若采用線切割工藝加工葉片其制造周期一般僅為1-3個月。以靜葉片加工為例，采用傳統(tǒng)工藝方法加工所需的設(shè)備投資約為采用線切割工藝的幾倍甚至更多。
綜上所述，本發(fā)明是對汽輪機葉片傳統(tǒng)加工工藝的一種突破，提供一種汽輪機葉片線切割加工工藝方法，為汽輪機葉片的加工制造增加了一種新手段。并進一步提高材料利用率，減少設(shè)備投資，穩(wěn)定產(chǎn)品加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，增強葉片新產(chǎn)品的開發(fā)能力，以適應(yīng)市場經(jīng)濟的需要。
具體實施例方式
本發(fā)明一種汽輪機葉片的線切割加工工藝方法，所述加工工藝方法為汽輪機靜葉片的毛坯采用圓形鍛鋼，靜葉片(等截面靜葉片/變截面扭曲靜葉片)經(jīng)線切割、一次成型、后經(jīng)砂帶磨或拋磨方法；動葉片毛坯采用模鍛件。葉片的葉根加工經(jīng)線切割一次成型、砂帶磨或平磨方法。
本發(fā)明所述等截面靜葉片的加工工藝方法為葉片毛坯為經(jīng)過熱處理后的圓形鍛鋼，按產(chǎn)品工藝要求的長度下料后，有工藝人員利用CAD尋求最佳的排料方案并編程，然后將毛坯(圓形鍛鋼)在線切割設(shè)備上經(jīng)一次調(diào)整，裝夾后，便可實現(xiàn)連續(xù)加工多片葉片。線切割鉬絲的直徑一般選用φ0.18mm左右。線切割加工后的余料塊還可用于加工成其它產(chǎn)品。因此，采用線切割工藝加工葉片可最大限度的提高材料利用率，而且加工質(zhì)量比較穩(wěn)定。
葉片經(jīng)線切割加工后經(jīng)精拋或砂帶磨或振動光飾后成型。
本發(fā)明所述變截面扭曲靜葉片的加工工藝為首先采用葉片的縱向垂直投影法，找出最小的能完全包容葉片汽道各截面的截面輪廓，然后葉片毛坯采用經(jīng)過熱處理后的圓形鍛鋼，按產(chǎn)品工藝要求的長度下料后，有工藝人員利用CAD尋求最佳的排料方案并編程，然后將毛坯(圓形鍛鋼)在線切割設(shè)備上經(jīng)一次調(diào)整，裝夾后，便可實現(xiàn)連續(xù)加工多片葉片。線切割鉬絲的直徑一般選用φ0.18mm左右。線切割加工后的余料塊還可用于加工成其它產(chǎn)品。這樣，可達到葉片毛坯材料利用率最高，最經(jīng)濟的加工目的，線切割后的工件經(jīng)精拋(必要時經(jīng)局部去余量加工)成葉片成品。
本發(fā)明所述動葉片的加工工藝方法為動葉片的毛坯一般為模鍛件，在線切割設(shè)備上經(jīng)調(diào)整并裝夾后加工其葉根(T型、叉型、樅樹型)一次成型，有0.1-0.15mm的磨余量(砂帶磨或平磨)，而后以加工好的葉根定位，采用線切割工藝加工葉片鉚釘孔、葉冠及葉片總長等。然后經(jīng)拋磨、鉗修而成葉片成品。線切割下來的余料塊，還可用來制成其它產(chǎn)品。因此，采用線切割工藝不但可減少工序，而且原材料可得到充分利用，經(jīng)濟性好。
本發(fā)明所述線切割設(shè)備工藝參數(shù)如下電流為2-3A，功率管的選擇為工件的高度小于100mm時，選擇5-6個功率管；工件高度在100-200mm之間時，選擇7-10個功率管；工件高度在200mm以上時，選擇10個以上功率管；電流脈沖寬度為工件的高度小于100mm時，選擇32μs以下；工件高度在100-200mm之間時，選擇64μs；工件高度在200mm以上時，選擇64-128μs之間；理論上，脈沖寬度越大，加工效率越高，電路越大工件粗糙度越大。放電間隙的選擇為工件的高度小于100mm時，選擇小于5個；工件高度在100-200mm之間時，選擇5-7個；通常放電間隙越大電流越小，切割效率越低。工件高度在200mm以上時，選擇7個以上；加工電壓為工件的高度小于100mm時，選擇60V左右；工件高度在100-200mm之間時，選擇60-70V；工件高度在200mm以上時，選擇70V以上；通常是電壓越高切割效率越高，光潔度越差。鉬絲耗損越大。工件進給速度要求平穩(wěn)均勻。


根據(jù)葉片產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和加工工藝的要求，選擇適宜的線切割設(shè)備，例如DK7732型電火花數(shù)控線切割機床等。
本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下得出的其他任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機葉片的線切割加工工藝方法，其特征在于所述加工工藝方法為汽輪機靜葉片的毛坯采用圓形鍛鋼，靜葉片(等截面靜葉片/變截面扭曲靜葉片)經(jīng)線切割、一次成型后經(jīng)砂帶磨或拋磨的方法；動葉片毛坯采用模鍛件、葉片的葉根加工經(jīng)線切割一次成型、砂帶磨或平磨的方法。
2.如權(quán)利要求1所述的汽輪機葉片的線切割加工工藝方法，其特征在于所述等截面靜葉片的加工工藝方法為葉片毛坯為經(jīng)過熱處理后的圓形鍛鋼，按產(chǎn)品工藝要求的長度下料后，然后將毛坯在線切割設(shè)備上經(jīng)一次調(diào)整，裝夾后，便可實現(xiàn)連續(xù)加工多片葉片；線切割鉬絲的直徑為φ0.16-0.20mm，線切割加工后的余料塊還可用于加工成其它產(chǎn)品；葉片經(jīng)線切割加工后經(jīng)精拋或砂帶磨或振動光飾后成型。
3.如權(quán)利要求1所述的汽輪機葉片的線切割加工工藝方法，其特征在于所述變截面扭曲靜葉片的加工工藝方法為首先采用葉片的縱向垂直投影法，找出最小的能完全包容葉片汽道各截面的截面輪廓，葉片毛坯為經(jīng)過熱處理后的圓形鍛鋼，按截面輪廓下料后，然后將毛坯(圓形鍛鋼)在線切割設(shè)備上經(jīng)一次調(diào)整，裝夾后，便可實現(xiàn)連續(xù)加工多片葉片；線切割鉬絲的直徑為φ0.16-0.20mm，線切割加工后的余料塊還可用于加工成其它產(chǎn)品；線切割后的工件經(jīng)精拋成葉片成品。
4.如權(quán)利要求1所述的汽輪機葉片的線切割加工工藝方法，其特征在于所述動葉片的加工工藝為動葉片的毛坯一般為模鍛件，在線切割設(shè)備上經(jīng)調(diào)整并裝夾后加工其葉根(T型、叉型、樅樹型)一次成型，有0.1-0.15mm的磨余量，而后以加工好的葉根定位，采用線切割方法加工葉片鉚釘孔、葉冠及葉片總長，然后經(jīng)拋磨、鉗修而成葉片成品；線切割下來的余料塊，還可用來制成其它產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求1-4之任一所述的汽輪機葉片的線切割加工工藝方法，其特征在于根據(jù)葉片產(chǎn)品的規(guī)格和加工工藝的要求，選用適宜的線切割設(shè)備，例如DK7732型電火花數(shù)控線切割機床等。所述線切割設(shè)備工藝參數(shù)如下電流為2-3A，功率管的選擇為工件的高度小于100mm時，選擇5-6個功率管；工件高度在100-200mm之間時，選擇7-10個功率管；工件高度在200mm以上時，選擇10個以上功率管；電流脈沖寬度為工件的高度小于100mm時，選擇32μs以下；工件高度在100-200mm之間時，選擇64μs；工件高度在200mm以上時，選擇64-128μs之間；放電間隙的選擇為工件的高度小于100mm時，選擇小于5個；工件高度在100-200mm之間時，選擇5-7個；工件高度在200mm以上時，選擇7個以上；加工電壓為工件的高度小于100mm時，選擇60V左右；工件高度在100-200mm之間時，選擇60-70V；工件高度在200mm以上時，選擇70V以上；工件進給速度要求平穩(wěn)均勻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽輪機葉片的線切割加工工藝方法，所述加工工藝方法為汽輪機靜葉片的毛坯采用圓形鍛鋼，靜葉片(等截面靜葉片/變截面扭曲靜葉片)，經(jīng)線切割、一次成型后經(jīng)砂帶磨或拋磨的方法；動葉片毛坯采用模鍛件、葉片的葉根加工經(jīng)線切割一次成型、砂帶磨或平磨的方法。
文檔編號B23H7/00GK1931496SQ20061014096
公開日2007年3月21日 申請日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月19日
發(fā)明者楊龍興 申請人:楊龍興