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簡析汽數(shù)控加工在輪機中的使用
摘要：本文在詳細分析汽輪機葉片構(gòu)造的基礎(chǔ)上，對葉片的建模方法、數(shù)控的加工程序進行了闡述和研究，除此之外，筆者在充分結(jié)合自己實際工作的基礎(chǔ)上，對汽輪機在數(shù)控機床加工技術(shù)方面的一些運用進行了詳細的分析和探究，同時給出了一定的建議和意見。
關(guān)鍵詞：汽輪機 數(shù)控機床加工技術(shù) 并聯(lián)機床 葉片
葉片作為汽輪機基礎(chǔ)的一個部件，它在整個汽輪機中屬于一個核心環(huán)節(jié)，葉片的質(zhì)量對整個汽輪機的運用效率有著直接性的影響，最近幾年來，隨著全球工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，在每個行業(yè)中均對汽輪機的設(shè)計和研究工作提出了更加嚴格的要求，葉片型面的加工便成為機械加工行業(yè)工作的核心，傳統(tǒng)意義上的機械加工方式依然無法滿足工業(yè)生產(chǎn)方面的一些需求。因此，要想提高汽輪機的工作效率，對加工技術(shù)進行優(yōu)化才是關(guān)鍵所在，只有通過加工技術(shù)的不斷創(chuàng)新，才能健全現(xiàn)階段數(shù)控機床的加工技術(shù)。
1、汽輪機葉片結(jié)構(gòu)的特點分析
在汽輪機中最關(guān)鍵的部件就是葉片，葉片的質(zhì)量對整個汽輪機的運用效率有著直接性的影響。一般情況下，可將汽輪機的葉片分成靜葉片和動葉片兩種類型。就動葉片而言，其主要由葉身、葉根、拉筋以及型面、葉冠和中間體幾個部分構(gòu)成。其中，中間葉身的結(jié)構(gòu)是最繁瑣的，平常見到的多數(shù)為扭轉(zhuǎn)型的自由曲面。通常情況下，可將葉身型面劃分成葉根圓角、進氣邊圓角、背弧、拉筋以及葉冠圓角、出氣邊圓角和內(nèi)弧幾個部分。葉身型面均由不一樣的截面型線擬合而成的曲面，葉身型面是由一組間距不一致的截面型線所形成的一種空間扭曲面，通常情況下，將葉身部分的該部分橫截面稱作葉型，將每個橫截面的邊緣叫做型線，在通常，一條型線均由三個部分構(gòu)成，即背弧、進氣邊圓弧以及內(nèi)弧與出氣邊圓弧，型線對葉片的具體工作有著直接性的作用和影響，許多型面均屬于一種彎扭變截面與等截面彎扭曲面。在通常情況下，葉根形式有菱形、T形以及樅樹形與叉形四種。
2、葉片的數(shù)控加工工藝
葉片的氣道在很大程度上對整個汽輪機的發(fā)電功率起到了決定性的作用，因此，我們可以說葉片在保證汽輪機的質(zhì)量有著十分重要的作用。葉片的數(shù)控加工技術(shù)作為一項指標(biāo)，可以對一家企業(yè)，甚至一個國家在汽輪機制造上的一些技術(shù)進行衡量。一些技術(shù)較為成熟的國家在機械加工行業(yè)中逐漸運用數(shù)量龐大的葉片數(shù)控加工技術(shù)，因此，作為發(fā)展階段的中國，一定要將研究的重點放在不斷健全與創(chuàng)新葉片的數(shù)控加工技術(shù)上來。在具體的實際工作中，數(shù)控加工葉片技術(shù)可以說表現(xiàn)出了許多優(yōu)點，如基于數(shù)控葉片加工技術(shù)，不斷的提高了葉片在加工方面的一些質(zhì)量，進而為葉片型線接近理論葉型提供了保障;基于數(shù)控葉片加工技術(shù)，不斷的提高與創(chuàng)新了葉片在加工上的工作效率;基于數(shù)控葉片加工技術(shù)，在很大程度上降低了工作人員的勞動強度等。汽輪機葉片的制作材料多數(shù)為不銹鋼材料，通常用到的材料有1Crl3與2Crl3等，1Crl3與2Crl3材料的韌性較大、熱硬性較好、強度較高、加工易變形，因此，對這些材料的加工難度較大。通常情況下，可將汽輪機的葉片毛坯分成方鋼、鍛造和精密鑄造三種毛坯。其中，鍛造毛坯多數(shù)被用在一些架構(gòu)較為簡單的動葉片和靜葉片的制造上;方鋼毛坯常用在整體尺寸不大的部分精密葉片上;精密鑄造毛坯常用在結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜以及鍛造工藝較難和加工的余量較小的一些葉片上。
3、基于并聯(lián)機床的汽輪機葉片的數(shù)控加工應(yīng)用
伴著CAD/CAM技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新，自動數(shù)控編程技術(shù)已經(jīng)邁進了機床設(shè)計與加工的領(lǐng)域內(nèi)，通過自動編程便可直接性的將所需加工零件的相關(guān)信息以網(wǎng)絡(luò)為渠道傳遞給加工機械，致使部分不易加工的機械器件均變成一些較為具體的數(shù)控加工程序，通過部分較為簡單的指命便可實現(xiàn)對汽輪機葉片的加工。現(xiàn)階段，運用較為廣泛的一些技術(shù)有CAD/CAM軟件等，通常情況下，基于并聯(lián)機床的汽輪機葉片的數(shù)控加工程序由以下幾個部分進行實現(xiàn)：第一，CAD技術(shù)的處理流程;第二，并聯(lián)機床的加工流程。并聯(lián)機床的加工內(nèi)容著重包括葉身型面、葉冠、葉根和葉身以及葉片的葉根和葉冠的交接面。
基于UG的葉片數(shù)控加工的編制程序著重涵蓋了以下幾個方面的內(nèi)容：
(1)葉片零部件的三維造型;
(2)對葉片數(shù)控加工的工藝程序、加工的工具進行確認;
(3)刀位的精確計算和所生成的刀具的運動軌道;
(4)對刀具的運動軌跡進行科學(xué)的校驗以及仿真與編輯，同時形成相應(yīng)的刀位文件;
(5)以后置處理流程為依據(jù)，將刀位文件變成數(shù)控機床可以讀取的NC代碼。
運用UG軟件對葉片進行數(shù)控加工，在通常情況下，其數(shù)控加工的編制程序均是在UG/CAM中形成了刀具的軌跡后，在進行NT仿真與校驗，可將加工數(shù)據(jù)與信息輸出視為刀位源的一種具體文件。在刀位源文件中著重包括刀具信息、加工坐標(biāo)系信息、刀具位置以及所有的加工輔助命令信息和姿態(tài)信息，需要通過一定的后置處理器，把它轉(zhuǎn)換成數(shù)控機床可以接受的一些數(shù)控程序，同樣，也可擇取并聯(lián)機床自身所有的后處理程序進行相應(yīng)的后處理工作。在UG軟件中，供應(yīng)了在形式上抽象、繁瑣的各種零件的粗精加工，廣大用戶可按照各種零件架構(gòu)、加工精度以及加工表面形狀等方面的一些具體要求，對加工類型進行科學(xué)、合理的選擇，在所有的加工類型中都涵蓋了多種形式的加工模塊。運用加工模塊能迅速的建立加工操作。在交互操作中，在圖形方式之下對編輯刀具路徑進行交互，進而形成適合于機床的數(shù)控加工流程。
4、結(jié)語
通過以上相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計與改進，將去葉片毛坯的余量工序改在了普通機床上來實現(xiàn)，在很大程度上將葉片在數(shù)控機床上的加工時間進行了縮短，通過對數(shù)控機床加工精度高所體現(xiàn)出的一些特性進行運用，進而實現(xiàn)了葉片型面的一些精確的加工工序。葉片加工的切削用量和刀具耐用度間不僅僅是一種較為單一的函數(shù)關(guān)系，一定要尋找出其最佳狀態(tài)的一種組合，進而對切削用量進行科學(xué)的優(yōu)化。
參考文獻
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