CN111331318A - 整铸座环加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种整铸座环的加工方法，解决现有技术中的加工难题，采用针对整铸座环的上环板和下环板中间的固定导叶的叶片从外边缘向内边缘加工，并且加工过程中对刀具干涉提前进行模拟处理，能够保证座环固定导叶进水边和出水边型线的加工精度，并且保证满足多个固定导叶间距尺寸公差要求，刀具加工轨迹空刀较少，刀具轨迹可靠，降低了打磨成本，提高了加工效率。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种整铸座环的加工方法。
背景技术
座环作为水轮机的关键部位，一般由上环板、下环板和固定与上环板与下环板之间的若干固定导叶焊接而成，主要用于承受水轮机的轴向水推力、转动及固定部分重量，以最小的水力损失将水流引入导水机构，且机组安装时以座环为基准。随着电站对水轮机安装进度要求提高，为消除座环由于焊接引起的变形，水轮机座环采用整体铸造方法，之后采用数控机床加工提高精度及缩短制造周期。座环整体铸造方法是指上环板、下环板和固定导叶采用3D打印出砂型，然后进行整体浇注为整铸成型的座环；浇注完成后整体座环铸件会产生收缩变形，且相邻固定导叶间距尺寸绕圆周排布不均匀，导致无法满足固定导叶相互之间几何公差准确性的要求，影响水轮机的效率及稳定性；若要保证整铸座环固定导叶相互之间尺寸公差，则需要使用数控加工机床进行加工，以保证固定导叶相互之间尺寸沿圆周均匀分布；而整铸座环加工的主要难题在于：加工固定导叶进水边时每个固定导叶单独加工，加工固定导叶的出水边时由于上环板和下环板遮挡干涉无法加工，打磨过程中采用样板打磨处理，严重影响加工效率和质量。
发明内容
本发明提供了一种整铸座环加工方法，解决现有技术中的加工难题，采用针对整铸座环的上环板和下环板中间的固定导叶的叶片从外边缘向内边缘加工，并且加工过程中对刀具干涉提前进行模拟处理，能够保证座环固定导叶进水边和出水边型线的加工精度，并且保证满足多个固定导叶间距尺寸公差要求，刀具加工轨迹空刀较少，刀具轨迹可靠，降低了打磨成本，提高了加工效率。
一种整铸座环加工方法，所述整铸座环包括上环板、下环板、固定导叶，包括以下步骤：
步骤S01,整铸座环云点数据采集；
步骤S02,立式车床粗加工上环板和下环板端面及内轮廓型线；
步骤S03,龙门铣粗加工固定导叶的叶片出水边；
步骤S04,镗铣床粗加工固定导叶的叶片进水边；
步骤S05,龙门铣精加工固定导叶的叶片出水边；
步骤S06,镗铣床精加工固定导叶的叶片进水边；
步骤S07,车铣加工中心精加工上环板和下环板端面及内轮廓型线。
进一步地，所述步骤S01具体为，其中固定导叶由若干叶片沿圆周均匀分布组成，加工时无法确定叶片相互间的起始角度；在整铸座环毛坯的上环板、下环板和固定导叶的表面放置标志点，采用专业相机对整铸座环全方位拍照，导入计算机进行图像处理，建立三维模型并拟合生成整铸座环毛坯，确定加工固定导叶的起始角度。
进一步地，所述步骤S03中加工方法采用深度轮廓的加工方式，产生加工刀具轨迹，并进行机床刀具模拟动态仿真。
进一步地，所述步骤S03中加工方法还包括以下环板端面为装卡定位面，按照出水边的基准点坐标对整铸座环进行找正，然后加工固定导叶的叶片出水边的轮廓；加工固定导叶的叶片出水边的加工方式采用深度轮廓铣，在机床主轴处安装万能附件，根据固定导叶阵列角度与刀轴之间的水平夹角来旋转刀轴角度，加工相邻固定导叶之间重叠遮挡部位，切削方向由固定导叶的叶片的外边缘至内边缘，每加工一个固定导叶调整机床安能附件的角度。
进一步地，所述步骤S04中所述镗铣床为带回转工作台数控镗铣床。
进一步地，所述步骤S04具体为将整铸座环放置在回转工作台上，以回转中心为零点，通过调整固定导叶表面与刀轴间的夹角加工固定导叶的表面；并以其中一片叶片的筋线为Z轴建立工件坐标系，切削方向由固定导叶的叶片的外边缘至内边缘；所有固定导叶在一次装卡下完成加工。
进一步地，所述步骤S05中加工方法采用深度轮廓的加工方式，产生加工刀具轨迹，并进行机床刀具模拟动态仿真。
进一步地，所述步骤S05中精加工包括半精加工、精加工工序，所述半精加工去除粗加工残留的切削量，所述精加工光顺叶片型线面；其中精加工至图纸尺寸。所述步骤S05中的加工方法和步骤过程与所述步骤S03的相同。
进一步地，所述步骤S06中精加工包括半精加工、精加工工序，所述半精加工去除粗加工残留的切削量，所述精加工光顺固定导叶型线面；其中精加工至图纸尺寸。所述步骤S06中的加工方法和步骤过程与所述步骤S04的相同。
进一步地，完成所述步骤S01至所述步骤S07后，转入检测、抛光、喷涂工序。
本发明的有益效果是：
采用本发明的加工方法实现了水轮机整铸座环的固定导叶的叶片叶型线的加工，提高了整铸座环的固定导叶的叶片型线加工精度，提高了加工效率，并节省了打磨成本，以保证整铸座环的加工质量。
本发明加工方法中精加工过程中，均可直接将整铸座环装卡在加工机床工作台上，使用的工装简单可靠；针对固定导叶的叶片进水边加工时采用深度轮廓铣方法，可显著提高加工效率，且加工产品后的表面粗糙度较好，可保证加工质量。
附图说明
附图1为水轮机整铸座环三维示意图；
图中:10-上环板；20-下环板；30-固定导叶；301-出水边；302-进水边。
具体实施方式
结合本发明的附图，对发明实施例的一个技术方案做进一步的详细阐述。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本发明中的具体含义。
一种整铸座环加工方法，整铸座环包括上环板10、下环板20、固定导叶30，包括以下步骤：
步骤S01,整铸座环云点数据采集；其中固定导叶30由若干叶片沿圆周均匀分布组成，加工时无法确定叶片相互间的起始角度；在整铸座环毛坯的上环板10、下环板20和固定导叶30的表面放置标志点，采用专业相机对整铸座环全方位拍照，导入计算机进行图像处理，建立三维模型并拟合生成整铸座环毛坯，确定加工固定导叶30的起始角度。
具体地，在整铸座环毛坯的上环板10、下环板20和固定导叶30的表面和周围放置标志点，标志点包括圆形标记点、带有环形编码的标志点和全局标尺点，采用专业相机对整铸座环全方位进行拍照，获取包含编码标志点、非编码标志点、全尺寸信息的照片；然后在计算机中导入所拍照片组进行图像处理，测量出照片组中标志点的二维坐标，然后根据二维坐标计算出所有标志点在空间中的三维坐标点，对所有标志点与理论三维模型进行拟合生成转轮实体毛坯余量，并在整铸座环的上环板10、下环板20和固定导叶30表面的进水边302和出水边301各选取3至4个坐标点做为加工叶片的基准点，进而确定加工固定导叶30的起始角度。
步骤S02,立式车床粗加工上环板10和下环板20端面及内轮廓型线；确保整铸座环内圆轮廓毛坯均匀，方便测量准确尺寸。
步骤S03,龙门铣粗加工固定导叶30的叶片出水边301；加工方法采用深度轮廓加工方式，首先在计算机中生成加工刀具轨迹，并进行机床刀具模拟动态仿真，然后将信息发送至龙门铣机床进行加工；以下环板端面为装卡定位面，按照出水边301的基准点坐标对整铸座环进行找正，然后加工固定导叶30的叶片出水边301的轮廓；加工固定导叶30的叶片出水边301的加工方式采用深度轮廓铣，在机床主轴处安装万能附件，根据固定导叶30阵列角度与刀轴之间的水平夹角来旋转刀轴角度，加工相邻固定导叶30之间重叠遮挡部位，切削方向由固定导叶30的叶片的外边缘至内边缘，每加工一个固定导叶30调整机床安能附件的角度。
步骤S04,镗铣床粗加工固定导叶30的叶片进水边302；镗铣床为带回转工作台数控镗铣床；将整铸座环放置在回转工作台上，以回转中心为零点，通过调整固定导叶30表面与刀轴间的夹角加工固定导叶30的表面；并以其中一片叶片的筋线为Z轴建立工件坐标系，切削方向由固定导叶30的叶片的外边缘至内边缘，所有固定导叶在一次装卡下完成加工。
具体地，加工完成一个固定导叶30的叶片后刀具返回到安全平面，然后转动工作台，根据叶片的数量，每转一个角度则对固定导叶30的叶片表面由外边缘至内边缘层层切削加工，所有叶片均在一次装卡下加工完成。
步骤S05,龙门铣精加工固定导叶30的叶片出水边301；分为半精加工、精加工，半精加工和精加工都采用深度轮廓铣加工方式，产生加工刀具轨迹，并进行机床刀具模拟动态仿真；半精加工去除粗加工残留的切削量，精加工光顺固定导叶型线面，其中精加工至图纸尺寸。步骤S05中的加工方法和步骤过程与步骤S03的相同。
步骤S06,镗铣床精加工固定导叶30的叶片进水边302；步骤S06中精加工包括半精加工、精加工工序，半精加工去除粗加工残留的切削量，精加工光顺固定导叶型线面；其中精加工至图纸尺寸。步骤S06中的加工方法和步骤过程与步骤S04的相同。
步骤S07,车铣加工中心精加工上环板10和下环板20端面及内轮廓型线；精加工至图纸尺寸。
完成步骤S01至步骤S07后，转入检测、抛光、喷涂工序。其中检测区使用激光仪测量合格后，转入抛光区域进行表面抛光，并用洗油清洁工件。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种整铸座环加工方法，所述整铸座环包括上环板、下环板、固定导叶，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S01,整铸座环云点数据采集；
步骤S02,立式车床粗加工上环板和下环板端面及内轮廓型线；
步骤S03,龙门铣粗加工固定导叶的叶片出水边；
步骤S04,镗铣床粗加工固定导叶的叶片进水边；
步骤S05,龙门铣精加工固定导叶的叶片出水边；
步骤S06,镗铣床精加工固定导叶的叶片进水边；
步骤S07,车铣加工中心精加工上环板和下环板端面及内轮廓型线。
2.根据权利要求1所述的整铸座环加工方法，其特征在于，所述步骤S01具体为在整铸座环毛坯的上环板、下环板和固定导叶的表面放置标志点，采用专业相机对整铸座环全方位拍照，导入计算机进行图像处理，建立三维模型并拟合生成整铸座环毛坯，确定加工固定导叶的起始角度。
3.根据权利要求1所述的整铸座环加工方法，其特征在于，所述步骤S03中加工方法采用深度轮廓的加工方式，产生加工刀具轨迹，并进行机床刀具模拟动态仿真。
4.根据权利要求3所述的整铸座环加工方法，其特征在于，所述加工方法还包括以下环板端面为装卡定位面，按照出水边的基准点坐标对整铸座环进行找正，然后加工固定导叶的叶片出水边的轮廓。
5.根据权利要求1所述的整铸座环加工方法，其特征在于，所述步骤S04中所述镗铣床为带回转工作台数控镗铣床。
6.根据权利要求5所述的整铸座环加工方法，其特征在于，所述步骤S04具体为将整铸座环放置在回转工作台上，以回转中心为零点，通过调整固定导叶表面与刀轴间的夹角加工固定导叶的表面；并以其中一片叶片的筋线为Z轴建立工件坐标系，切削方向由固定导叶的叶片的外边缘至内边缘。
7.根据权利要求1所述的整铸座环加工方法，其特征在于，所述步骤S05中加工方法采用深度轮廓的加工方式，产生加工刀具轨迹，并进行机床刀具模拟动态仿真。
8.根据权利要求7所述的整铸座环加工方法，其特征在于，所述步骤S05中精加工包括半精加工、精加工工序，所述半精加工去除粗加工残留的切削量，所述精加工光顺固定导叶型线面。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103317171A (zh) * | 2012-03-23 | 2013-09-25 | 东方电气集团东方电机有限公司 | 基于铸造毛坯的大型水轮机叶片多轴联动数控加工方法 |
| US20160237826A1 (en) * | 2015-02-17 | 2016-08-18 | United Technologies Corporation | Method of processing unfinished surfaces |
| CN107632845A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-01-26 | 昆明理工大学 | 一种转轮叶片多轴铣削加工的集成知识云服务方法和*** |
| EP3431211A1 (en) * | 2017-07-20 | 2019-01-23 | General Electric Company | Method for manufacturing a hybrid article |
| CN109396764A (zh) * | 2018-11-17 | 2019-03-01 | 共享智能装备有限公司 | 一种混流式整铸转轮的加工方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103317171A (zh) * | 2012-03-23 | 2013-09-25 | 东方电气集团东方电机有限公司 | 基于铸造毛坯的大型水轮机叶片多轴联动数控加工方法 |
| US20160237826A1 (en) * | 2015-02-17 | 2016-08-18 | United Technologies Corporation | Method of processing unfinished surfaces |
| EP3431211A1 (en) * | 2017-07-20 | 2019-01-23 | General Electric Company | Method for manufacturing a hybrid article |
| CN107632845A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-01-26 | 昆明理工大学 | 一种转轮叶片多轴铣削加工的集成知识云服务方法和*** |
| CN109396764A (zh) * | 2018-11-17 | 2019-03-01 | 共享智能装备有限公司 | 一种混流式整铸转轮的加工方法 |
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