汽（qì）輪（lún）機是將蒸汽能量轉換為機械功的旋轉式動力機械，又稱蒸汽透平（píng）機械。主要作為（wéi）發電設備的原動機，也可直接驅（qū）動各種泵（bèng）、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機（jī）排汽或中間抽汽作用滿足生產和生活的（de）供熱需要。利用蒸汽熱能在蒸汽輪機內絕熱膨脹後通過汽輪機動葉（yè）片推動轉（zhuǎn）子，將機械能轉化為電能。隨著CAD/CAM技術的廣泛應用（yòng），顯著提高了汽輪機葉片（piàn）的設計（jì）和製造水平，縮短（duǎn）了研製和生（shēng）產周期，大大降低了製（zhì）造成本，推（tuī）動了汽輪機（jī）技術的不斷（duàn）進步。作者從傳統的葉片加工工藝路線中總結經驗，進行大（dà）膽創新，經過長（zhǎng）期論證，形成集成數控加工工藝路線（xiàn）方案（àn）。
 
      葉片（piàn）毛坯主要形式有:方鋼、模鍛、精鍛、精（jīng）鑄等類型。葉片毛坯（pī）選用原則主要根據汽道長度進行，小於200mm，一般選擇方（fāng）鋼;汽道長度大於200mm而小於450mm時，一般（bān）選擇模鍛和精鑄毛坯;汽道長度大於450mm時（shí），一般選擇精鍛毛坯。精（jīng）鑄葉片夾沙嚴重，氣（qì）孔間隙（xì）多（duō）。經統計，精鑄（zhù）毛坯的批量合格率常常低於50%。而模鍛葉片則（zé）具有金（jīn）屬流線連續、綜合機（jī）械性能好、加工餘量小、生產周期短等優點。核電低壓各級動葉片的（de）汽（qì）道長度均在（zài）200mm以上。根據需要低壓動葉片毛坯形式采用（yòng）模鍛方式。毛坯材質選用1Cr12Ni2W1No1V。核電低壓動葉片主要由葉根、葉身、葉（yè）冠三部分組成，結構如圖1所示。

      1技術（shù）分析及集成加工工藝設計（jì）
 
      葉身表麵主要由三維自由曲麵構成，葉身部位則由（yóu）變截麵組成。葉根是葉片與（yǔ）轉子相連接部分，其結構保證在正常運行條件（jiàn）下葉（yè）片能牢靠地固定在轉子上。根據葉根型線形（xíng）狀的不同，葉根可分為縱樹型（xíng）、菌型、T型和叉型。葉身（shēn）以上部分（fèn）稱之為葉冠，葉片的組成（chéng）方式不同，葉冠的結（jié）構也各不相同。動葉片技術要求和常規葉片一樣，包括尺寸、形狀、位置、表麵（miàn）粗糙度等幾何參數和機械、物理、化學性能的技術要求。其加工性能主要取決於工藝方案，也受到毛坯和材料的影（yǐng）響。其精度（dù）要（yào）求主要集中在葉身表麵、葉根和葉冠裝配部位葉（yè）根表麵不允許有橫向加工軌跡。葉身表麵（miàn）加（jiā）工紋理應統（tǒng）一，且應保證葉片中心軸線與葉根心軸偏移量（liàng）在0.12mm內。進出氣邊對（duì）氣流影響很大，其圓度要求較高。銑削加工時，應考慮銑（xǐ）刀運動空間。夾具應盡可能選（xuǎn）擇通用或標準夾具。夾具夾緊方向及夾緊力作用點，應（yīng）保（bǎo）證加工過程中葉片（piàn）不發生位移、變形和顫動。在葉片三維造型過程中，運用PTC公司的Pro/Engineer5.0作為三維實體造型工（gōng）具(圖2)，同時輔助刀具軌跡生成。三維（wéi）造型時（shí），應先將葉（yè）片特征截麵離散點數據導入軟件，並自動生成曲線（xiàn）後運用實體（tǐ）混合造型方法直接生（shēng）成葉（yè）型實體。表1為集體討論形成的葉片集（jí）成加工工藝路線。

  
      根據毛坯餘（yú）量、加工工藝路線及設備狀況，銑削加工時（shí），選用北京機電研究院生產的四（sì）坐加工時，選用北京（jīng）機電研究院生產的四坐標立式加工中（zhōng）心 VMC1000，在集成加工工序中使用進口五坐標五軸聯動機床( 馬紮克車銑複合加工中心 C-420) 。切削條件（jiàn）好壞直接影響加（jiā）工的效率和經濟性，以及產品質量（liàng）的好壞。根據 VMC1000 及 C-420 數（shù）控機床的參數、零件結構，合理選擇（zé）刀具、主軸（zhóu）轉速、進給速（sù）度見表 2。

      
      3檢測與分析   
 
      因專用量（liàng）具檢測存在基準和測量誤差，檢測結果往（wǎng）往與實際情況相悖，造成表麵上檢測正（zhèng）確的假象。目（mù）前三坐標測量機(CMM) 廣泛應用於製造業，已經成（chéng）為3D檢測工業標準設備。同時（shí），三坐標檢測不依賴3D模型，速度快、精（jīng）度高。因此，推行使用三坐標檢測，並對具體數據進行統計分析（xī），便於調整葉片的總節距和控製（zhì）葉片質量。分別對采用傳統加工工藝路線（xiàn）和集（jí）成加工工藝路線加工的葉片進行抽樣檢測。量具（jù）檢測示意圖見圖5，其結果對比見表3。

      從表3可知，采用（yòng）集成加工後，葉片的質量顯著提高;但（dàn）部分工藝尺寸仍不能被有效控製。認真分析加工工藝、三維模型、刀（dāo）具軌跡、裝夾方法、測量方法和加工過程，對三維模型和刀具軌跡進行數次三維（wéi）仿真、幹涉檢查後，可知誤差主要原因是（shì）裝夾方式和壓緊力不一致。不同的操作人員操作（zuò）方（fāng）式與習慣不盡相同，用力（lì）不一致而造（zào）成的。在後麵（miàn）加（jiā）工中，對夾具進（jìn）行（háng）調整，使用測力扳手代替純（chún）手工用力方式。在隨後的產品中，基本消除了這些誤差，達到一次性（xìng）交檢，所有工藝尺寸全部合格。
 
      4 結論
 
      (1)對（duì）多坐（zuò）標數控加工特點進行（háng）分析，根據數控機床加工特（tè）點得到核電汽輪機（jī）低壓動（dòng）葉片集成加（jiā）工工藝（yì），葉片（piàn）加工質量（liàng）顯（xiǎn）著提高。
 
      (2)機械加工時，通（tōng）過對切削模型分析，得到葉片走刀軌跡，減少因刀具變形導致（zhì）的葉（yè）片過切，從而達（dá）到優化刀具切削狀態及加工狀況的（de）目的。
 
      (3)從傳統的工（gōng）藝路線總結形成集成加工工藝方（fāng）案，該研（yán）究方案具有一定（dìng）的工程應（yīng）用價值。