CN110076580A - 汽轮机高压叶片的生产线及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够简化加工设备，降低加工成本，保证叶片加工质量的汽轮机高压叶片的生产线及其生产工艺。该汽轮机高压叶片的生产线，包括依次设置的锻造机、普通机床、四轴铣床、立式铣床、数控中心、普通卧式铣床；该汽轮机高压叶片的生产工艺包括步骤：S1、锻造叶片毛坯；S2、叶片基准面的加工；S3、叶片叶根加工；S4、对叶片铆钉头进行加工；S5、通过数控中心粗加工叶片的中间体；S6、通过普通卧式铣床加工叶片的型面。采用该汽轮机高压叶片的生产线及其生产工艺，从而能够降低对设备的要求，能够降低生产成本，并且操作简单。

Description

汽轮机高压叶片的生产线及生产工艺
技术领域
本发明涉及汽轮机叶片的加工领域，尤其是一种汽轮机高压叶片的生产线及生产工艺。
背景技术
众所周知的：汽轮机叶片是汽轮机中动静叶片的总称。叶片是汽轮机的关键零件，又是最精细、最重要的零件之一。它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。其空气动力学性能、加工几何形状、表面粗糙度、安装间隙及运行工况、结垢等因素均影响汽轮机的效率、出力；其结构设计、振动强度及运行方式则对机组的安全可靠性起决定性的影响。
但是，现有的汽轮机叶片加工技术一般需要采用特殊的型面床对叶片的型面进行加工，因此成本较高，加工对设备的要求较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够简化加工设备，降低加工成本，保证叶片加工质量的汽轮机高压叶片的生产线。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：汽轮机高压叶片的生产线，包括依次设置的锻造机、普通机床、四轴铣床、立式铣床、数控中心、普通卧式铣床；
所述普通卧式铣床的工作台上设置有旋转装置；所述旋转装置包括：固定底座；所述固定底座上设置有竖向安装座；所述竖向安装座的一侧设置有转动体；所述转动体上设置有扭曲叶片专用夹具；8所述竖向安装座的一侧设置有与转动体传动连接的齿轮；
所述固定底座上设置有齿条以及靠模尺；所述齿条的一端设置有滚轮；所述滚轮在靠模尺上做靠膜运动；
所述固定底座上设置有驱动齿条水平移动的驱动装置；所述驱动装置通过主动齿轮与齿条传动连接；所述齿条通过第二过渡齿轮与齿轮传动连接。
优选的，所述转动体采用三爪卡盘。
进一步的，所述叶片专用夹具包括夹具体，所述夹具体上设置有与叶片根部连接结构相同的插槽；所述夹具体上设置有横向贯穿插槽的销轴；所述夹具体的下端设置有调节螺母。
优选的，所述驱动装置采用伺服电机。
本发明还提供了一种汽轮机高压叶片的生产工艺，包括以下步骤：
S1、锻造叶片毛坯；
通过锻造机锻造叶片的毛坯；所述毛坯材质采用铬不锈钢；
S2、叶片基准面的加工；
通过普通机床对叶片的基准面进行加工；
S3、叶片叶根加工；
通过四轴铣床加工高压叶片的叶根；
S4、对叶片铆钉头进行加工；
通过立式铣床加工叶片的铆钉头；
S5、通过数控中心粗加工叶片的中间体；
S6、通过普通卧式铣床加工叶片的型面；
在普通卧式铣床的工作台上安装旋转装置，然后将叶片安装到旋转装置的叶片专用夹具上；然后通过圆形铣刀实现叶片型面的加工。
本发明的有益效果是：本发明所述的汽轮机高压叶片的生产线能够实现高压叶片的加工，尤其是便于通过普通卧式铣床实现叶片扭曲面型的加工，从而能够降低对设备的要求，能够降低生产成本，并且操作简单。
同时，本发明所述的汽轮机高压叶片的生产线，由于在步骤S3中首先进行叶根的加工，因此能够将叶片的叶根连接部位加工完成，同时由于后续步骤中叶片专用夹具采用与叶根连接位置匹配的夹具，从而能够保证叶片型面的加工，便于叶片的定位，能够保证叶片型面的加工精度，提高加工质量。
附图说明
图1为本发明实施例中汽轮机高压叶片的生产线布置生产线；
图2为本发明实施例中旋转装置的主视图；
图3为本发明实施例中旋转装置的俯视图；
图4为本发明实施例中叶片专用夹具的结构示意图；
图5为叶片专用夹具的俯视图；
图中标示：1-锻造机，2-普通机床，3-四轴铣床，4-立式铣床，5-数控中心，6-普通卧式铣床，7-工作台，8-旋转装置，81-固定底座，82-竖向安装座，83-转动体，84-叶片专用夹具；85-齿轮，86-第二过渡齿轮，87-齿条，88-主动齿轮，89-驱动装置，810-滚轮，811- 靠模尺。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明所述的汽轮机高压叶片的生产线，包括依次设置的锻造机1、普通机床2、四轴铣床3、立式铣床4、数控中心5、普通卧式铣床6；
所述普通卧式铣床6的工作台7上设置有旋转装置8；所述旋转装置包括：固定底座81；所述固定底座81上设置有竖向安装座82；所述竖向安装座82的一侧设置有转动体83；所述转动体83上设置有扭曲叶片专用夹具4；8所述竖向安装座82的一侧设置有与转动体83传动连接的齿轮85；
所述固定底座81上设置有齿条87以及靠模尺811；所述齿条87的一端设置有滚轮810；所述滚轮810在靠模尺811上做靠膜运动；
所述固定底座81上设置有驱动齿条87水平移动的驱动装置89；所述驱动装置89通过主动齿轮88与齿条传动连接；所述齿条87通过第二过渡齿轮86与齿轮85传动连接。
在具体的应用过程中：
首先通过锻造机锻造叶片的毛坯；所述毛坯材质采用铬不锈钢；然后通过普通机床2对叶片的基准面进行加工；再通过四轴铣床3加工高压叶片的叶根；再通过立式铣床4加工叶片的铆钉头；再通过数控中心5粗加工叶片的中间体；最终通过普通卧式铣床6加工叶片的型面。
在通过普通卧式铣床6加工叶片的型面过程中：
将固定安装座82安装到铣床6的工作台7上，使得叶片412的回转轴以及转动体83的转轴，以及铣床6的纵向进给方向同轴。
然后，启动铣床6，并且启动驱动装置89，通过设置驱动装置89的相应转速，使得叶片 812在加工的过程中，通过纵向的水平移动以及沿中心的转动两个方向上的运动，从而形成叶片表面空间曲面的加工。
在加工的过程中，可以通过滚轮810在靠模尺811上的移动距离判断叶片812的转动位移；同时叶片8的装夹通过叶片的专用夹具进行夹持，因此能够提高装夹效率。
综上所述，本发明所述的高压扭曲叶片加工机床的旋转装置，由于通过在旋转体1上设置有扭曲叶片的专用夹具，因此能够快速的实现叶片的装夹；同时专用夹具采用与叶片安装时实现连接的结构相同的结构，从而能够保证叶片在加工过程中处于叶片安装的状态，从而能够提高叶片的加工质量。通过旋转装置，能够使得叶片在纵向进给的旋转，从而能够使得铣刀在叶片表面加工出扭曲的曲面，从而实现扭曲叶片的加工。
为了，便于简化结构，便于操作，降低成本，优选的，所述转动体83采用三爪卡盘。
为了便于实现叶片的装夹，具体的，所述叶片专用夹具84包括夹具体841，所述夹具体 841上设置有与叶片根部连接结构相同的插槽844；所述夹具体841上设置有横向贯穿插槽 844的销轴842；所述夹具体841的下端设置有调节螺母843。具体的，所述叶片的叶根可以采用三岔凸台，插槽844为三岔插槽。
为了便于控制，便于调节旋转体的转速，优选的，所述驱动装置采用伺服电机。
本发明还提供了一种所述的汽轮机高压叶片的生产线的生产工艺，包括以下步骤：
S1、锻造叶片毛坯；
通过锻造机锻造叶片的毛坯；所述毛坯材质采用铬不锈钢；
S2、叶片基准面的加工；
通过普通机床2对叶片的基准面进行加工；
S3、叶片叶根加工；
通过四轴铣床3加工高压叶片的叶根；
S4、对叶片铆钉头进行加工；
通过立式铣床4加工叶片的铆钉头；
S5、通过数控中心5粗加工叶片的中间体；
S6、通过普通卧式铣床6加工叶片的型面；
在普通卧式铣床6的工作台上安装旋转装置8，然后将叶片安装到旋转装置8的叶片专用夹具上；然后通过圆形铣刀实现叶片型面的加工。
具体的，在步骤S1中锻造叶片毛坯；通过锻造机锻造叶片的毛坯，所述毛坯材质采用铬不锈钢；
具体的，在步骤S2中叶片基准面的加工；通过普通机床2对叶片的基准面进行加工；从而便于后续步骤中装夹基准的选择。
具体的，在步骤S3中叶片叶根加工，通过四轴铣床3加工高压叶片的叶根；从而能够保证叶根的加工质量；并且首先通过加工叶根能够便于后续叶片的定位装夹。
具体的，在步骤S4中对叶片铆钉头进行加工；通过立式铣床4加工叶片的铆钉头；采用φ20mm的刀杆镶上R5mm的刀片铣削加工铆钉头。
具体的，在步骤S5中，通过数控中心5粗加工叶片的中间体；具体的，所述数控中心5 采用五轴数控加工中心，切削时把五轴数控加工中心主轴旋转15°的角度加工，这样能有效避免在切削过程中把叶根和叶冠过切等，进一步保证了产品的切削质量和工作效率，为批量生产的质量提供保证，节约成本。
具体的，在步骤S6中，通过普通卧式铣床6加工叶片的型面；
在普通卧式铣床6的工作台上安装旋转装置8，然后将叶片安装到旋转装置8的叶片专用夹具上；然后通过圆形铣刀实现叶片型面的加工，具体的，采用φ32mm的刀杆镶上R5mm 的刀片精铣叶型。
综上所述，本发明所述的汽轮机高压叶片的生产线能够实现高压叶片的加工，尤其是便于通过普通卧式铣床实现叶片扭曲面型的加工，从而能够降低对设备的要求，能够降低生产成本，并且操作简单。
同时，本发明所述的汽轮机高压叶片的生产线，由于在步骤S3中首先进行叶根的加工，因此能够将叶片的叶根连接部位加工完成，同时由于后续步骤中叶片专用夹具采用与叶根连接位置匹配的夹具，从而能够保证叶片型面的加工，便于叶片的定位，能够保证叶片型面的加工精度，提高加工质量。

Claims (5)

1.汽轮机高压叶片的生产线，其特征在于：包括依次设置的锻造机(1)、普通机床(2)、四轴铣床(3)、立式铣床(4)、数控中心(5)、普通卧式铣床(6)；
所述普通卧式铣床(6)的工作台(7)上设置有旋转装置(8)；所述旋转装置包括：固定底座(81)；所述固定底座(81)上设置有竖向安装座(82)；所述竖向安装座(82)的一侧设置有转动体(83)；所述转动体(83)上设置有扭曲叶片专用夹具(4)；8所述竖向安装座(82)的一侧设置有与转动体(83)传动连接的齿轮(85)；
所述固定底座(81)上设置有齿条(87)以及靠模尺(811)；所述齿条(87)的一端设置有滚轮(810)；所述滚轮(810)在靠模尺(811)上做靠膜运动；
所述固定底座(81)上设置有驱动齿条(87)水平移动的驱动装置(89)；所述驱动装置(89)通过主动齿轮(88)与齿条传动连接；所述齿条(87)通过第二过渡齿轮(86)与齿轮(85)传动连接。
2.如权利要求1所述的汽轮机高压叶片的生产线，其特征在于：所述转动体(83)采用三爪卡盘。
3.如权利要求2所述的汽轮机高压叶片的生产线，其特征在于：所述叶片专用夹具(84)包括夹具体(841)，所述夹具体(841)上设置有与叶片根部连接结构相同的插槽(844)；所述夹具体(841)上设置有横向贯穿插槽(844)的销轴(842)；所述夹具体(841)的下端设置有调节螺母(843)。
4.如权利要求3所述的汽轮机高压叶片的生产线，其特征在于：所述驱动装置采用伺服电机。
5.如权利要求1-4中任意一项权利要求所述的汽轮机高压叶片的生产线的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、锻造叶片毛坯；
通过锻造机锻造叶片的毛坯；所述毛坯材质采用铬不锈钢；
S2、叶片基准面的加工；
通过普通机床(2)对叶片的基准面进行加工；
S3、叶片叶根加工；
通过四轴铣床(3)加工高压叶片的叶根；
S4、对叶片铆钉头进行加工；
通过立式铣床(4)加工叶片的铆钉头；
S5、通过数控中心(5)粗加工叶片的中间体；
S6、通过普通卧式铣床(6)加工叶片的型面；
在普通卧式铣床(6)的工作台上安装旋转装置(8)，然后将叶片安装到旋转装置(8)的叶片专用夹具上；然后通过圆形铣刀实现叶片型面的加工。
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