朱昆林 赵春岩 刘强

摘 要：叶片是汽轮机最为重要的组成部分，在整个能量转换过程中发挥着至关重要的作用。将数控加工技术应用到传统的汽轮机叶片加工领域之中，不仅能够有效提高汽轮机叶片的加工水平，还能够进一步促进汽轮机工业生产效率，推动我国工业生产实力的稳步进步。因此，做好数控加工技术在汽轮机叶片加工中的应用则尤为重要。本文笔者即结合个人实践工作经验与相关参考文献就数控技工技术展开粗浅的探讨，以供参考。

关键词：汽轮机 叶片 数控加工 应用

中图分类号：TK263.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（c）-0092-02

正是因为汽轮机叶片在实际的运作过程中能够将蒸汽直接转换成机械能，从而为汽轮机提供足够的动力。因此对于汽轮机而言叶片是其最为重要的组成部分。然而由于汽轮机叶片的实际加工条件相对较为复杂，且需要长时间的运行。所以，在汽轮机叶片的实际加工过程中不仅需要严格把握汽轮机叶片的加工质量，还必须要考虑到企业本身的经济效益。而将数控加工技术应用到汽轮机叶片加工中不仅能够有效缓解这一问题，还有利于提升我国工业产业的整体科技水平。所以做好数控加工技术在汽轮机叶片加工中的应用尤为重要，也是以下笔者重点阐述的内容所在。

1 汽轮机叶片结构特点

对于汽轮机而言叶片是其最为重要的组成部分，这是因为叶片不仅是汽轮机转换能量的重要前提，也决定了汽轮机的实际运行效率，是汽轮机得以安全稳定运行的基本前提所在。通常情况下我们可以将叶片分为动叶片、静叶片这两种。

其中动叶片主要包括叶身、叶根、型面、拉筋、叶冠以及中间体这几个部分。在这几个部分中最为繁琐的就要属中间叶身结构，又以扭转性自由曲面最为常见。如若按照叶身型面对其组成部分加以划分，主要包括以下几个部分：进气/出气边圆角、叶根/叶冠圆角、拉筋、背弧、内弧等。而叶身型面又都是由不同的截面型线共同拟合而成的一种曲面，并由多组间距不同的截面型线组合而成空间扭曲面。所以我们也可以将处于叶身部分的横截面称为叶型，处于横截面边缘称为型线。而因为型线对叶片的运行作业有着决定性的影响，所以型面既不属于弯扭变截面，也不属于等截面弯扭曲面。

静叶片则主要是被固定在汽轮机汽缸之中。汽缸中具有很多的静叶片，且每一个静叶片都会与动叶片加以组合进而形成一级，也就是说当热蒸汽进入到汽缸之中并且进入到第一个叶片级时，蒸汽会在静叶片的导入下进入到动叶片处，使动叶片在推动力的作用下发生旋转。而随着蒸汽的不断进入，每一级的叶片都会因为上一级的推动而相应转动，同时伴随着蒸汽量与速度的不断增加，动叶片的旋转速度势必也会越来越多，最终的结果就是每一级的动叶片都得到有效的运动，而产生的机械能恰恰为汽轮机的作业提供了重要的动力。

2 叶片数控加工工艺

对于现代化加工企业而言传统的叶片加工技术早已无法满足实际的生产需求，而将数控加工技术融入到传统的技工工艺之中已经成为现代化企业叶片加工的必然发展需求。尤其是在叶片的实际作业过程中，产生的气道会对汽轮机功率产生巨大的影响。因此，在加工叶片的过程中，气道俨然已经成为衡量叶片质量的关键指标之一。而我国数控加工技术在实际的应用上相较于西方发达国家的起步相对较晚，虽然经过近些年来的发展对数控加工技术的应用已经能够熟练掌握，但是在一些具体的加工工艺上还存在着一定的不足之处。所以，在叶片数控加工工艺上我国相关科研人员已经投入了大量的人力、物力加以研究创新，以期为推动我国的工业发展提供有益的铺垫。数控加工技术在叶片加工中的应用，通过智能化加工管理技术能够大大提高叶片质量，避免叶片型线发生误差值，进一步提高了汽轮机的整体质量。并且在叶片加工中应用数控加工技术还大大节省了人力资源，提高了工作效率与工作质量，提高了加工企业的经济效益。因此，数控加工技术本身的先进科学性决定了在今后工业发展中的重要地位。此外需要注意的是，目前许多加工企业在叶片材料的选择上往往会使用1Cr3与2lCrl3这两种不锈钢材料，以期进一步提高叶片本身的实际使用寿命，增强汽轮机在能量上的转换效率与整体的机械利用效率。但是由于这两种材料其本身就有较高的强度，极易发生变形问题。所以，在加工过程中的难度相对加大，仍然是目前研究的重点所在。

3 并联机床在汽轮机叶片数控加工技术中的应用

并联机床是一种将科学与工艺有效结合在一体的全新加工机床，其主要利用CAD/CAM等软件将机器人结构与机床完美的融合在一起，这种加工模式不仅成本较低，结构相对较为简单，且工作效率较高，加工精确地较高，实际的寿命也较长，因此受到了全世界工业产业的广泛青睐。

在汽轮机叶片数控技术中应用并联机床技术，其数控程度主要包括以下两个部分：CAD技术处理流程、并联机床加工流程。其中叶身的型面、叶身、叶根、叶冠等交界面都是并联机床在实际加工过程中格外注重的几个内容所在。而基于UG软件的叶片数控加工程序则主要包含了以下几个流程，即对叶片零部件的三维造型；对叶片数控加工技术工艺程度、加工刀具进行确定；对刀位以及对刀具运动轨道进行精确计算；校验刀具的实际运动轨迹，并且对其进行仿真、编辑形成相对应的刀位文件；基于后置处理流程对刀位文件加以转换，使其形成NC代码以便于数控机床的读取。

在叶片的数控加工过程中使用UG软件时，其数控加工编制程序都是在UG/CAM形成的刀具轨迹之后，在对NT进行仿真和校验，此时加工过程中的实际数据、信息输出就是刀位源的一种具体文件。对于刀位源文件而言，之中最为重要的就是刀具本身的信息、位置、坐标系以及其他的辅助命令信息，这些都需要通过后置处理器加以转换，使其成为数控机床能够解读的一种数控程序，同时也可以使用并联机床本身带有的后处理程序加以转换处理后，再读取相应的数据进行后续操作工作。在UG软件中广大的用户可以按照自己的具体要求，选择适合的加工类型，这些加工类型中都包含了许多种的加工模块。而运用这些加工模块能够迅速地建立加工操作，并且在交互操作过程中，对编辑刀具的路径在图形方式下回进行交互，从而形成适合于机床的数控加工流程。

4 结语

综上所述本文笔者就数控加工技术在汽轮机叶片加工中的应用展开粗浅的探讨，也是希望能够让更多的人们更加清楚地意识到，传统的汽轮机叶片加工工艺不仅十分繁琐，更需要投入大量的財力、物力。而数控加工技术在汽轮机叶片加工中的应用不仅能够最大限度地提高叶片加工质量，还能够有效提高企业自身的经济效益，提高工业产业的整体科技水平。所以，在传统技术中融入数控加工技术是科技发展的必然选择，是时代发展的必然趋势。因此，在今后的加工过程中必须要做好数控加工叶片工艺技术的研究工作，以便为企业带来更大的生产效益。

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