汽輪機(jī)葉片制造工藝過程

精選資料軸流式蒸汽輪機(jī)動葉片制造工藝簡述摘要：介紹了汽輪機(jī)等截面直葉片、自由成型葉片、有成型規(guī)法的基本原理。關(guān)鍵字：汽輪機(jī)動葉片毛坯制造加工工藝特種加工一：汽輪機(jī)簡介泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機(jī)的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。汽輪機(jī)是一種高溫高壓高速旋械，所以設(shè)計要求汽輪機(jī)具有高效率，高安全可靠性，而且可調(diào)性要好。目前我國發(fā)電用汽輪機(jī)以300～600MW居多，體積龐大，結(jié)構(gòu)精細(xì)復(fù)雜。由于多級軸流式汽輪機(jī)絕熱焓降大，能夠充分利用蒸汽的熱能，因此絕大多數(shù)為發(fā)電用汽輪機(jī)均為多級軸流式汽輪機(jī)。汽封及軸承等。因此汽輪機(jī)的制造工藝主要為上述部件的制造工藝。汽輪機(jī)制造工藝的特點(diǎn)為：屬單件生產(chǎn)，生產(chǎn)期長，材料品種多，材料性能要求高，零件種類多，加工精度高，設(shè)備要求高，操作技能要精選資料高，計量設(shè)備、測量工具齊全而且要求高采用專門工裝多。二：軸流式蒸汽輪機(jī)動葉片制造工藝1：葉片的結(jié)構(gòu)靜葉片一般由工作部分和安裝部分組成動葉片一般由葉根、葉型部分和葉頂三部分組成2：葉片的工作條件及材料選擇和動應(yīng)力外，還因其分別處在過熱蒸汽區(qū)、兩相過渡區(qū)、和濕蒸汽區(qū)段內(nèi)工作而承受高溫、高壓、腐蝕和沖蝕作用。因此葉片的材料要滿足以下要求：良好的常溫和高溫機(jī)械性能、良好的抗蝕性、良好的減震性、和一定的耐磨性良好的冷熱加工性能。葉片的常用材料有：1Cr13和2Cr13屬于馬氏體耐熱鋼，它們除了在室世界上使用最廣泛的汽輪機(jī)材料。彌補(bǔ)了1Cr13型鉻不銹鋼熱強(qiáng)性較低的缺點(diǎn)，在其中加入鉬、鎢、釩、鈮、硼等。用于制造工作溫度在450℃以下中壓汽輪機(jī)各級動葉片和靜葉片。其密度小、耐蝕性高，用于制造大功率汽輪精選資料機(jī)末級長動葉片。3：葉片的毛坯制造1）方鋼毛坯包括靜葉片方鋼毛坯和動葉片方鋼毛坯2）鑄造毛坯鑄造靜葉片靜葉片在強(qiáng)度等級上要求相對較低，允許使用鑄造毛坯3）鍛造毛坯包括動葉片的模鍛毛坯、靜葉片的模鍛毛坯、高速鍛毛坯和精鍛毛坯4）軋制毛坯5）爆炸成形毛坯4：葉片氣道型面加工工藝量約占葉片加工量的1/2。葉片型面分截面型線不變的直葉片型面和截面沿葉高變化的扭曲型面。1、等截面直葉片加工1.1動葉片(1)鉚接圍帶動葉片加工：由于內(nèi)弧是由R組成的型線，加工可用普通銑床加圓柱銑刀來完成，采用臥刀法，銑刀直徑D=2R。當(dāng)汽道高度l＞70mm時，可采用捅銑加工以提高加工精度、光潔度及刀具壽命。捅刀設(shè)計成1:100倒錐，直線部分為6～8鉚接圍帶動葉片加工工藝流程5精選資料3(2)如果銑刀軸徑過小，葉片設(shè)計應(yīng)修改，使圍帶向背弧方向偏移。自帶圍帶動葉片加工工藝流程13231.2導(dǎo)葉片精選資料式：生產(chǎn)批量大用模鍛毛坯、生產(chǎn)批量小用扁鋼。多件合并下料可提高生產(chǎn)效率、降低成本。用型線銑刀加工內(nèi)弧和背弧。機(jī)床為普通臥刀設(shè)計最佳。2、有成型規(guī)律葉片汽道加工2.1斜銑葉片加工加工方法：普通臥銑床、專用夾具及型線銑刀。葉片斜銑結(jié)構(gòu)線與機(jī)床工作臺縱向進(jìn)給方向一致，型線銑刀從葉頂向葉根方向吃刀。2.2斜銑加靠模葉片加工加工方法：臥式液壓仿形銑床、專用夾具、靠模板加型線銑刀。葉片的截面間的一段斜銑結(jié)構(gòu)線與機(jī)床工作臺縱向進(jìn)給方向一致，在機(jī)床進(jìn)給過程中垂直方向液壓仿形銑頭在特定的靠模板做上、下仿形運(yùn)動來滿足分段方向吃刀。2.3扭曲葉片加工方法：普通臥銑床、專用夾具、回轉(zhuǎn)裝置、靠模尺加型線銑刀。同形成空間曲面。回轉(zhuǎn)裝置：由固定支座、回轉(zhuǎn)體、齒輪及齒條組成?；剞D(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)中心精選資料端裝有滾輪沿靠模尺做靠模運(yùn)動。3、自由成型葉片加工3.1普通立式數(shù)控機(jī)床XOZZ軸指向機(jī)床縱向進(jìn)給方向。加工內(nèi)弧Y軸指向工作臺面，背弧Y軸指向工作臺上方。加工方式：橫向掃描和縱向掃描。拋光量：0.03～0.043.2普通臥式數(shù)控銑床XOZZ軸指向工作臺縱向。X軸指向工作臺面。銑刀：普通Φ20～30直徑圓柱立銑刀。加工方法：拉銑與橫向掃描相結(jié)合。3.3五聯(lián)動加工中心0000切削方式：五聯(lián)動可使刀具始終處于最佳切削狀態(tài)，且切削力最小。由于刀尖切削，又由于工件進(jìn)給方向保證主切削力始終沿型面方向，即葉片剛性較好方向，所以工件彈性變形小。現(xiàn)在使用五聯(lián)動數(shù)控型面銑床主要加工自帶圍帶動葉片的扭曲型面，精選資料葉頂，葉根連接處。高機(jī)組效率，大部分葉片型面設(shè)計成截面沿葉高變化的扭曲型面。按傳統(tǒng)工藝，扭曲型面的加工較為復(fù)雜，一般需12道工序，需配備大量夾具、成型銑刀、內(nèi)背弧型線樣板等工裝，技術(shù)準(zhǔn)備工作周期長，加工效率低?，F(xiàn)在，上海汽輪機(jī)廠使用瑞士STARRAG-RIGID公司的NX-155和NX-154和LECHTI公司的五聯(lián)動數(shù)銑內(nèi)背弧型面和頂、根部連接處，一道工序可取代傳統(tǒng)工藝的12道工序，效率提高10倍以上，同時可省去大量夾具、成型銑刀和型線ISCAR060405AER-7645度，可轉(zhuǎn)位八個刃切削。它抗沖中壓葉片中很難加工的2Cr12NiMoWV-5（C422）馬氏體耐熱不銹鋼材料，效率明顯提高，是一般刀片的4-5倍。5：葉根的機(jī)械加工工藝影響著汽輪機(jī)的安全運(yùn)行和效率。常用的葉根有T型、菌型、叉型、樅樹型等，葉根的加工工藝過程如下：精選資料下表為某300MW汽輪機(jī)末級動葉片加工工藝工序號1工序名稱備料加工內(nèi)容葉頂留工藝頭23456澆注低熔點(diǎn)合澆注低熔點(diǎn)合金銑葉根及葉頂基準(zhǔn)面及中心孔粗精銑葉根型粗精銑葉根型線線粗精銑氣道型1.氣道型面精選資料2.拉筋凸臺3.內(nèi)背弧圓角校彎，校扭高頻感應(yīng)加熱進(jìn)氣邊淬火硬化粗精銑葉根型粗銑、半精銑、精銑線10鉆葉根銷孔葉根三銷孔加工6：葉片加工中的特種加工技術(shù)特種加工方法是指區(qū)別于傳統(tǒng)切削加工方法，利用化學(xué)、物理(聲、光、電、熱、磁)或電化學(xué)方法對工件材料進(jìn)行加工的一系列加工方法的總稱。1）電解加工電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的電化學(xué)原理對工件進(jìn)行成形加工的一種方法。工件接直流電源正極，工具接負(fù)極，兩極的電解液從兩極間的間隙中高速15m/s～60m/s)流過。當(dāng)工具陰極向相應(yīng)地“復(fù)印”在工件上。其優(yōu)點(diǎn)有：1，電解加工的刀具-工具電極制造比較容易，工具幾乎無耗損精選資料2，可不受材料加工性能的影響3，成型精度高，重復(fù)精度也高4，加工效率高，一次可直接完成兩個型面的加工，校模次數(shù)可減少3/4,和仿形銑相比可提高效率5～6倍5，光潔度高，葉片無毛刺，從而減輕了對葉片出汽邊圓角的鉗工修整量6，廢品率很低7，電解后的葉片重量均一，為轉(zhuǎn)子平衡提供了方便2）電火花成型加工電火花加工是在液體介質(zhì)中進(jìn)行的，機(jī)床的自動進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置使工件和工具電極之間保持適當(dāng)?shù)姆烹婇g隙，當(dāng)工具電極和工件之間施加很強(qiáng)的脈沖電壓（達(dá)到間隙中介質(zhì)的擊穿電壓）時，會擊穿介質(zhì)絕緣強(qiáng)度最低處。由于放電區(qū)域很小，放電時間極短，所以，能量高度集中，使放電區(qū)的溫度瞬時高達(dá)10000～12000℃，工件表面和工具電極表面的金屬局部熔化、甚至汽化蒸發(fā)。局部熔化和汽化的金屬在爆炸力的作用下拋入工作液中，并被冷卻為金屬小顆粒，然后被工作液迅速沖離工作區(qū)，從而使工件表面形成一個微小的凹坑。一次放電后，介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度恢復(fù)等待下一次放電。如此反復(fù)使工件表面不斷被蝕除，并在工件上復(fù)制出工具電極的形狀，從而達(dá)到成型加工的目的。具有以下特點(diǎn)：1，脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的機(jī)械加工方法難于加電火花強(qiáng)化原理參見左圖：R：限流電阻；C：儲能電容器組成電火花強(qiáng)化設(shè)備的最基本精選資料并周期地接觸工件當(dāng)電極棒（焊條）在工作表面旋轉(zhuǎn)，當(dāng)某些部位間時流過電流，電流密度可達(dá)到105～106A/cm2，而放電時間僅?～106105?域內(nèi)產(chǎn)生了約8000℃～10000℃的高溫，使該區(qū)域的局部材料高能離子化，電極棒（焊條）在等離子冶金狀態(tài)下高速轉(zhuǎn)移到工件表面，并周期為?～?秒，高頻率的放電和電極棒（焊條）在工件表面的103101高速旋轉(zhuǎn)掃描，可實現(xiàn)大面積高效率的沉積涂層。4）噴砂噴砂是采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料（銅礦砂、使工件表面的外表面的外表或形狀發(fā)生變化，由于磨料對工件表面的沖擊和切削作用，使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙增加了它和涂層之間的附著力，延長了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和裝飾。此外，葉片加工過程中的特種加工還有：液力噴丸、磨粒流、微球拋光、激光刻字等參考文獻(xiàn)1