李閃林

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司,廣西 德保 533700）

1 概述

對(duì)于軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)中的零件的加工工藝研究可以通過(guò)將把整個(gè)軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)分為轉(zhuǎn)動(dòng)葉片和轉(zhuǎn)輪體來(lái)進(jìn)行研究。通常情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片在機(jī)械中的是有4-6片的，這些葉片的形狀都有普通機(jī)床加工為具有一定曲度的扇形，在外緣型線(xiàn)上表現(xiàn)為一個(gè)曲面。普通機(jī)床就是依照相關(guān)的要求中有關(guān)大小和外形上的內(nèi)容，對(duì)這些葉片進(jìn)行加工，這樣才能保證加工出來(lái)的零件時(shí)能夠正常的在軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)中工作。另外，普通機(jī)床對(duì)零件加工是需要將葉片的形狀進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整的。這些調(diào)整細(xì)化到零件的各個(gè)不同的部分。

利用普通機(jī)床用傳統(tǒng)的方法對(duì)零件進(jìn)行弧形線(xiàn)加工時(shí)，都需要有模型的輔助，才能夠完成。這種模型通常都是通過(guò)兩個(gè)刀架、呈弧形的靠模，以及裝有彈簧的刀桿來(lái)制作完成的。帶有彈簧的刀桿帶動(dòng)著刀具依照著靠模的形狀運(yùn)轉(zhuǎn)，刀具在這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)下就會(huì)在加工的零件上留下其戶(hù)型的運(yùn)動(dòng)軌跡，這就是過(guò)去普通機(jī)床對(duì)曲面零件的加工原理。

2 設(shè)備要求

普通機(jī)床比較擅長(zhǎng)加工簡(jiǎn)單造型的零件，對(duì)于加工曲面零件，普通機(jī)床就必須具備一些特有的工具，例如刀架、靠模、帶有彈簧的刀桿，以及有一個(gè)比較大的加工范圍。關(guān)于普通機(jī)床加工的零件的尺寸范圍的計(jì)算方法，應(yīng)該是其帶彈簧的刀桿的兩倍，以及機(jī)床加工時(shí)的轉(zhuǎn)輪的直徑和靠模長(zhǎng)度尺寸，這三者數(shù)值加起來(lái)所得到的結(jié)果，就是機(jī)床加工的零件的尺寸范圍。

如果帶彈簧的刀桿長(zhǎng)為0.6m，普通機(jī)床的轉(zhuǎn)輪直徑為2.5m，靠模的長(zhǎng)度大小為3m，那么這臺(tái)普通機(jī)床就可以加工大小為5m以?xún)?nèi)的零件。不過(guò)一般的轉(zhuǎn)漿水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑在3m，正常情況下其可以加工的零件尺寸范圍可以大于5m。大于5m的零件制作的立車(chē)會(huì)為生產(chǎn)的某些方面帶來(lái)一定的困難，有些還會(huì)讓生產(chǎn)成本增加，所以我們要把零件的尺寸進(jìn)行改良，省略機(jī)床加工中的一些裝置，最終讓水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的加工更加完善化。

如果水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片直徑定位2.5m，那么就需要機(jī)床加工出3.4m的立車(chē)零件，這種情況下，采用普通機(jī)床傳統(tǒng)的靠模裝置精心加工是很難達(dá)到加工要求的。取消靠模裝置的使用，普通機(jī)床要完成對(duì)零件的曲面加工工序，就需要從機(jī)床的刀具方面入手來(lái)解決問(wèn)題。刨床加工道具就有一種加工弧形零件的樣板刀，由樣板刀加工出的零件的數(shù)據(jù)是十分符合要求的。

但是這種樣板刀也存在著一個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)樣板刀進(jìn)行加工時(shí)，其余零件的接觸面積很大，刀具和樣板刀之間都會(huì)受到很大的切削力，從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，立車(chē)與刨床是不相同的，在切削的方式上也存在著差異。然而，且切削的方式又決定了樣板刀和零件在切削過(guò)程中受到的切削力的大小。刀具的要求是受加工方式的影響的，要達(dá)到不同的加工效果，那么刀具索要達(dá)到的要求也會(huì)不一樣，為了保證零件最終的加工效果，即弧面的曲度要滿(mǎn)足加工要求，那么就要使用特變的樣板刀來(lái)對(duì)零件進(jìn)行加工。

僅僅只有樣板刀的要求是不夠的，與此同時(shí)還要找到正、裝夾和對(duì)刀等環(huán)節(jié)和刨床在滿(mǎn)足零件加工最終想過(guò)所有具備的條件，可以發(fā)現(xiàn)這些條件也是不一樣的。為了保證機(jī)床對(duì)零件的加工過(guò)程中不出現(xiàn)工件的擠動(dòng)，或者是刀具出現(xiàn)松動(dòng)的可能性，在進(jìn)行裝夾和對(duì)到環(huán)節(jié)是都需要特別的小心謹(jǐn)慎，才能不耽誤工程進(jìn)度的同時(shí)，加工出滿(mǎn)足要求的零件。

要是加工過(guò)程不得不使用靠模裝置，機(jī)床對(duì)零件的加工位置的選擇也有特別的要求。這個(gè)時(shí)候，機(jī)床對(duì)葉片的加工位置應(yīng)該選在葉片全關(guān)閉處，如果機(jī)床的轉(zhuǎn)輪直徑在2-3m范圍內(nèi)飾，那么走刀的實(shí)際長(zhǎng)度也會(huì)是70-100nm之間，這樣將會(huì)有利于機(jī)床的樣板刀對(duì)零件曲面加工的進(jìn)行。

立車(chē)使用的樣板刀和刨床之間是很相似的，在利用普通機(jī)床加工的葉片的外圓弧線(xiàn)很長(zhǎng)的情況下，可以把樣板刀直接做成兩塊來(lái)對(duì)零件進(jìn)行加工。相反的情況下，一塊樣板刀就能完成零件的弧線(xiàn)型設(shè)計(jì)了。

3 注意事項(xiàng)

利用樣板刀對(duì)軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)的零件葉片進(jìn)行加工之前，必須要對(duì)葉片的旋轉(zhuǎn)垂直線(xiàn)和中心線(xiàn)進(jìn)行必要的標(biāo)注的，這樣做的目的是為了保證加工出的葉片零件是高精度的。在加工的一開(kāi)始，需要對(duì)刀具的位置進(jìn)行固定，這個(gè)固定位置必須要依照固定的牢固性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的要求。與此同時(shí)還要保證刀具中心線(xiàn)和軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片中線(xiàn)之間是重合的。

機(jī)床在對(duì)零件進(jìn)行弧面加工的過(guò)程中，難免造成機(jī)床樣板刀和零件之間較大的接觸面積而造成的零件松動(dòng)或者是刀具受到切削力被磨損的情況。為了減小這種損耗，就需要將樣板刀對(duì)零件的切削方式進(jìn)行改進(jìn)，這樣的話(huà)，在工程進(jìn)行中，切削力和進(jìn)刀量的數(shù)值上就會(huì)有所減少。如果不是對(duì)零件進(jìn)行精加工的話(huà)，樣板刀在零件上留下的走刀軌跡是球形軌道長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)輪葉片外圓直徑共同決定的，這個(gè)數(shù)據(jù)是可以直接通過(guò)計(jì)算得到的。

如果是進(jìn)行精加工，那么立車(chē)在對(duì)刨床進(jìn)行走刀時(shí)就不能使用自動(dòng)走刀的方式，這樣才能保證控制的進(jìn)刀量在手動(dòng)的控制下是高準(zhǔn)確性的。在進(jìn)行手動(dòng)景倒是，要時(shí)時(shí)關(guān)注刀具的變化情況，在刀具與零件的接觸過(guò)程中，一旦接觸面積過(guò)大，或者是刀臺(tái)出現(xiàn)強(qiáng)烈的抖動(dòng)，甚至發(fā)出怪聲，那么就要立刻停止走刀。

最后對(duì)加工完成的零件進(jìn)行精度檢查，要把零件裝到刀架上，并使之保持一個(gè)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候再用工具對(duì)二者之間的差距進(jìn)行測(cè)量。

4 小結(jié)

樣板刀的使用對(duì)于立車(chē)來(lái)說(shuō)是非常有益的。它即解決了立車(chē)的設(shè)備能力問(wèn)題，又將機(jī)床的功能發(fā)揮到了極致，并且還將這個(gè)加工過(guò)程的成本降低，充分的探索出了立車(chē)對(duì)弧形曲面零件加工的最高效的方式。

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