付貴言， 王貴春

（1.哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046；2.黑龍江省機(jī)械科學(xué)研究院，哈爾濱150040）

應(yīng)用對(duì)刀儀編制檢驗(yàn)程序?qū)θ~片加工控制的研究

付貴言1， 王貴春2

（1.哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046；2.黑龍江省機(jī)械科學(xué)研究院，哈爾濱150040）

為了降低主軸精加工汽輪機(jī)葉片汽道高廢品率，編制了一種利用對(duì)刀儀對(duì)大葉片進(jìn)行判斷的檢驗(yàn)程序，從而保證了葉片加工質(zhì)量，提高了企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

大葉片；對(duì)刀儀；檢驗(yàn)程序編制

0 引言

在大功率汽輪機(jī)的發(fā)展過程中，次末級(jí)別超大型葉片結(jié)構(gòu)向兩個(gè)方向發(fā)展：一個(gè)方向厚重，即葉片長(zhǎng)的同時(shí)葉片汽道部位厚重，稱之為剛性葉片；另一個(gè)方向纖柔，即葉片長(zhǎng)的同時(shí)葉片汽道部位纖薄，稱之為柔性葉片。這兩種葉片加工中也存在著很大的不同：剛性葉片加工過程中基本不產(chǎn)生太大的變形，后續(xù)校形工作簡(jiǎn)單；而柔性葉片加工過程中會(huì)產(chǎn)生非常大的變形，后續(xù)校形工作復(fù)雜。即剛性葉片機(jī)械加工性能好，葉片廢品率低，而柔性葉片機(jī)械加工性能不佳，加工廢品率過高。

針對(duì)柔性葉片加工過程中變形量大、廢品率高的問題，我們?cè)扇×硕啻螣崽幚砑岸啻涡Ｐ蔚燃夹g(shù)手段進(jìn)行解決，但對(duì)熱處理后的葉片進(jìn)行精銑加工時(shí)，仍存在余量不均勻的現(xiàn)象。對(duì)于精加工余量不均勻引起的葉片報(bào)廢率高的問題，技術(shù)部門先后拿出兩個(gè)試驗(yàn)方案：一是根據(jù)余量不均勻程度，多次校形找正余量；二是根據(jù)不同余量編制相應(yīng)的機(jī)加程序。經(jīng)過對(duì)兩個(gè)方案的試驗(yàn)比較，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)試驗(yàn)方案結(jié)合在一起的效果是目前柔性大葉片加工較好的一個(gè)加工方式。

1 葉片加工控制方式

柔性大葉片加工時(shí)，四軸數(shù)控機(jī)床粗銑后的大葉片需要進(jìn)行熱處理以去除部分機(jī)加應(yīng)力，但熱處理后將引起葉片的變形，這個(gè)變形在精加工之前需要進(jìn)行校形，但由于精加工量比較小，經(jīng)過粗銑、熱處理及校形后的葉片在五軸（法拉利）數(shù)控機(jī)床精加工時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)銑不出來完整的汽道型線導(dǎo)致葉片報(bào)廢的現(xiàn)象，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，目前公司內(nèi)因此而引起的報(bào)廢率達(dá)到20%左右。

為保證大葉片的加工質(zhì)量，降低五軸精加工汽道高報(bào)廢率給公司造成的嚴(yán)重?fù)p失，需要采用一種控制手段：在葉片精加工前，利用對(duì)刀儀編制檢驗(yàn)程序?qū)ξ遢S精加工前的大葉片進(jìn)行測(cè)量，有效地保證大葉片的加工質(zhì)量。

2 應(yīng)用對(duì)刀儀編制檢驗(yàn)程序

我們使用的對(duì)刀儀是硬質(zhì)合金頭的圓球形探針，內(nèi)部有鋰電池，當(dāng)探針與工件相接觸時(shí)，對(duì)刀儀的紅燈便會(huì)亮起來，如果沒有接觸則不亮。針對(duì)這種對(duì)刀儀的特性，我們將對(duì)刀儀當(dāng)成一把加工用的刀具，以對(duì)刀儀的圓球形探針的直徑為準(zhǔn)，進(jìn)行了五軸的程序編制。

此次應(yīng)用對(duì)刀儀編制的五軸葉片控制檢驗(yàn)程序與正常機(jī)械加工大葉片的程序有所區(qū)別，首先利用對(duì)刀儀編制的五軸葉片控制檢驗(yàn)程序要考慮到與葉片測(cè)量時(shí)的綜合量具的檔位一一對(duì)應(yīng)（以便于校形時(shí)測(cè)量），沿汽道每一檔位（高度位置）進(jìn)行一圈的走刀；并且要考慮到對(duì)刀儀的探針可以相對(duì)大角度偏移，而不能大尺寸伸縮。我們?cè)趹?yīng)用對(duì)刀儀編制的五軸葉片控制檢驗(yàn)程序時(shí)，需要將加工刀具的前傾角設(shè)為70°，這樣，可以使對(duì)刀儀與葉片毛坯接觸時(shí)，只是左右及前后的偏移，而不是伸縮，以保護(hù)對(duì)刀儀，防止對(duì)刀儀受到撞擊；此外，應(yīng)用對(duì)刀儀編制的五軸葉片控制檢驗(yàn)程序需要按汽道法向放量0.2 mm，以便于后序的機(jī)床數(shù)控加工系統(tǒng)中的刀具參數(shù)設(shè)置。

按上述方法編制出來的五軸數(shù)控加工程序就是一種利用對(duì)刀儀對(duì)大葉片的余量進(jìn)行判斷的檢驗(yàn)程序。在實(shí)際應(yīng)用中，我們首先按葉片毛坯的余量（一般是1.5～2 mm）對(duì)刀具的參數(shù)法向放量1 mm進(jìn)行走刀，如果此時(shí)作為刀具的對(duì)刀儀一直處于紅燈狀態(tài)，那么說明汽道形線此檔位的余量有1.2 mm，可以正常加工。如果有不亮的部位，我們可以將刀具參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至調(diào)整到0.5 mm余量。當(dāng)達(dá)到0.5 mm余量時(shí)，紅燈全亮，我們可以在五軸數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行正常加工，如果此時(shí)葉片汽道仍有不亮的部位，那么，我們則要將此葉片拆下來，進(jìn)行相應(yīng)的處理后再進(jìn)行檢測(cè)及加工。圖1為應(yīng)用對(duì)刀儀檢驗(yàn)程序現(xiàn)場(chǎng)加工圖。

圖1 應(yīng)用對(duì)刀儀的檢驗(yàn)程序現(xiàn)場(chǎng)加工圖

3 結(jié)語(yǔ)

采用上述方法設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)程序，在公司柔性大葉片的加工中發(fā)揮了重要的作用。無(wú)論前序的葉片毛坯處于何種狀態(tài)，只要檢測(cè)結(jié)果是可以在五軸銑床精加工，都能保證精加工時(shí)銑出合格的葉片；如果檢測(cè)結(jié)果是不能加工，首先保證不會(huì)產(chǎn)生五軸加工的報(bào)廢葉片，并且經(jīng)過下一步的處理，可以保證葉片毛坯重上五軸銑床進(jìn)行精加工。

（編輯昊 天）

TG 659

A

1002－2333（2014）05－0187－02

付貴言（1976—），男，工程師，從事汽輪機(jī)葉片加工制造等。

2014-02-07