李洪賀

摘 要：葉片是水輪機關鍵部件，其空間曲面加工困難，但是如何在加工過程中發(fā)現(xiàn)已經(jīng)產(chǎn)生了的質(zhì)量問題更為困難，文章通過一種葉片的加工討論了從工藝設計到產(chǎn)品加工完成，全過程是如何保證產(chǎn)品質(zhì)量的方法。

關鍵詞：水輪機；葉片；加工過程；質(zhì)量控制

中圖分類號：TK73 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）10-0110-02

Abstract： Blade is the key component of hydraulic turbine， so its space surface processing is difficult， but the quality problem produced in the process is more difficult to find. The whole process is how to ensure the quality of the product.

Keywords： hydraulicturbine； blade； machining process； quality control

1 概述

水輪機葉片屬于空間雕塑曲面，加工過程中無法隨時測量表面型線以檢測其加工質(zhì)量，如果出現(xiàn)質(zhì)量問題，輕則需要焊接加工缺肉之處，但焊接過程不規(guī)則的焊接應力釋放造成不規(guī)則的表面變形，從而產(chǎn)生更多的表面缺肉，最后造成越焊缺肉處越多，最終可能就是產(chǎn)生工件報廢。那么必須有一種方法可以減少或杜絕這種問題產(chǎn)生，而這種方法必須在加工過程的每一序都有作用，本文通過一種葉片的加工討論了從工藝設計到產(chǎn)品加工完成，全過程是如何保證產(chǎn)品質(zhì)量的方法。

2 加工前文件控制

控制重點是文件的完整性，受控是否標準，是否為最新版本。加工前必須檢查上述各控制重點。包括但不限于以下文件：工程圖紙、實體文件、質(zhì)量控制單、檢驗標準、檢驗記錄、型線檢查樣板圖紙、包裝方案、工藝文件、加工支撐胎具圖紙、設備機床校準報告、加工支撐胎具程序、葉片加工程序，其中實體文件和程序文件為電子版文件。

3 工藝過程控制

3.1 葉片正壓側支撐胎具與葉片的安裝

控制重點是胎具支撐的符合性，基準的符合性，葉片加工的符合性，葉片安裝的找正誤差。胎具各支撐的安裝必須符合圖紙要求，同時按圖紙要求在胎具上設立加工基準，檢查葉片加工的符合型。各支撐需要使用支撐胎具程序加工以初步滿足符合葉片各安裝位置型線走向。胎具基準在每一次胎具安裝后，其在數(shù)控機床上有一絕對坐標，其值不應該產(chǎn)生變化，如果產(chǎn)生變化則胎具產(chǎn)生了位移，葉片存在加工錯誤的可能性，而且該基準也是每一程序加工的空間坐標基準，是葉片坐標系的原點。葉片加工的符合性包括粗加工的探傷，表面質(zhì)量等，不符合會存在將上序問題帶入下序或者影響下序的加工進程或者最終的加工質(zhì)量。葉片在胎具上的安裝要按照葉片給定的找正點進行找正，找正方法先確定找正點X，Y坐標，再確定Z軸坐標，其找正誤差在2mm以內(nèi)。如圖1為胎具基準的加工。

3.2 正壓側一次加工

控制重點是工件坐標系的確定，基準對刀點的確認，程序的確認，定位銷的確認，工件的標識，變形的確認。工件坐標系和基準對刀點的確認是每一次工件變換過程都要首先確認的，避免絕對坐標與相對坐標以及工件的位移沒有發(fā)現(xiàn)造成錯誤的擴大化。程序的確認需要空運行，看葉片表面的余量是否均勻，是否存在過切現(xiàn)象，程序是否正確，是否與葉型基本吻合。定位銷是下序加工的基準，它的準確性與否代表著下序的初始位置是否正確。加工后需要對工件進行標識，并檢查工件是否存在變形，主要是松開壓板后檢查幾處加工后的點位是否符合。為避免變形影響本次加工為留量加工。

3.3 葉片負壓側支撐胎具的安裝

控制重點是胎具支撐的符合性，基準的符合性，葉片安裝的找正誤差（定位銷），碳污染的預防。胎具支撐與葉片正壓側是否吻合，使用塞尺檢查縫隙，找正后基準是否與給定的坐標值一致，定位銷是否存在坐標變化，這些都影響著負壓側的型線質(zhì)量。因為葉片一般是屬于低合金不銹鋼，與支撐連接部分的壓板必須與葉片本體隔離，避免不同材質(zhì)碳當量相互污染，一般采用本體材質(zhì)鋪焊層或者加工出焊接隔離層為宜。如圖2為避免碳污染加工出的隔離層。

3.4 負壓側加工

控制重點是工件坐標系的確定，程序的確認，應力的釋放與變形的檢查，型線的誤差檢查，加工后的探傷。工件坐標系和程序的確認同3.2。應力的釋放與變形的檢查在本次加工的粗精之間進行，使用塞尺檢查葉面與支撐結合部分的縫隙，不超過要求公差值為合格，如圖3所示。型線誤差檢查為本序加工完成后采用機床采點檢查與理論坐標對照的方式檢查。加工后的探傷是檢查葉片本體的缺陷。

3.5 正壓側胎具與葉片的安裝

控制重點是基準原點的檢查，定位銷間隙的檢查，碳污染的預防，參考3.3。

3.6 正壓側精加工

控制重點是工件坐標系的確認，找正誤差的確認，程序的確認，型線誤差的檢查，參考3.4，本序為精加工。

3.7 葉片表面精磨

控制重點是打磨過程及時使用型線樣板檢查，粗糙度儀各區(qū)域粗糙度檢查，標識的保護。型線樣板在打磨過程中實時使用，避免打磨過度或不足，使其符合標準，粗糙度儀的檢查是檢測表面質(zhì)量，而打磨過程中標識的保護比較重要，堅持打磨任何一側對側均有本葉片標識。如圖4為粗糙度檢查。

4 最終尺寸檢查

控制重點是各檢查項目不允許出現(xiàn)漏檢項。主要是使用激光跟蹤儀檢查葉片的表面型線，使用樣板檢查葉片的各要求部分厚度公差和間隙公差，使用粗糙度儀檢查各區(qū)域表面質(zhì)量，使用塞尺檢查表面波浪度。上述各部分要求符合標準要求。如圖5為使用激光跟蹤儀對葉面型線的檢查。

5 結束語

葉片的加工和檢查是一個比較復雜的過程，如果任何一步出現(xiàn)問題，均可能造成葉片的最終加工質(zhì)量不符合標準要求，那么就需要我們嚴格按照總結的加工經(jīng)驗進行，這樣可以使我們在葉片的生產(chǎn)過程中不出現(xiàn)問題或者少出現(xiàn)問題。實際生產(chǎn)中，也證明了這一點，完全按照控制標準加工的葉片就沒有出現(xiàn)問題，如果某一步驟控制出現(xiàn)問題，就會發(fā)現(xiàn)最終的葉片超過標準。

參考文獻：

[1]鄭源，鞠小明，程云山.水輪機[M].中國水利水電出版社，2007，04.

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