简析汽数控加工在轮机中的使用
摘要：本文在详细分析汽轮机叶片构造的基础上，对叶片的建模方法、数控的加工程序进行了阐述和研究，除此之外，笔者在充分结合自己实际工作的基础上，对汽轮机在数控机床加工技术方面的一些运用进行了详细的分析和探究，同时给出了一定的建议和意见。
关键词：汽轮机 数控机床加工技术 并联机床 叶片
叶片作为汽轮机基础的一个部件，它在整个汽轮机中属于一个核心环节，叶片的质量对整个汽轮机的运用效率有着直接性的影响，最近几年来，随着全球工业生产以及科学技术的迅速发展，在每个行业中均对汽轮机的设计和研究工作提出了更加严格的要求，叶片型面的加工便成为机械加工行业工作的核心，传统意义上的机械加工方式依然无法满足工业生产方面的一些需求。因此，要想提高汽轮机的工作效率，对加工技术进行优化才是关键所在，只有通过加工技术的不断创新，才能健全现阶段数控机床的加工技术。
1、汽轮机叶片结构的特点分析
在汽轮机中最关键的部件就是叶片，叶片的质量对整个汽轮机的运用效率有着直接性的影响。一般情况下，可将汽轮机的叶片分成静叶片和动叶片两种类型。就动叶片而言，其主要由叶身、叶根、拉筋以及型面、叶冠和中间体几个部分构成。其中，中间叶身的结构是最繁琐的，平常见到的多数为扭转型的自由曲面。通常情况下，可将叶身型面划分成叶根圆角、进气边圆角、背弧、拉筋以及叶冠圆角、出气边圆角和内弧几个部分。叶身型面均由不一样的截面型线拟合而成的曲面，叶身型面是由一组间距不一致的截面型线所形成的一种空间扭曲面，通常情况下，将叶身部分的该部分横截面称作叶型，将每个横截面的边缘叫做型线，在通常，一条型线均由三个部分构成，即背弧、进气边圆弧以及内弧与出气边圆弧，型线对叶片的具体工作有着直接性的`作用和影响，许多型面均属于一种弯扭变截面与等截面弯扭曲面。在通常情况下，叶根形式有菱形、T形以及枞树形与叉形四种。
2、叶片的数控加工工艺
叶片的气道在很大程度上对整个汽轮机的发电功率起到了决定性的作用，因此，我们可以说叶片在保证汽轮机的质量有着十分重要的作用。叶片的数控加工技术作为一项指标，可以对一家企业，甚至一个国家在汽轮机制造上的一些技术进行衡量。一些技术较为成熟的国家在机械加工行业中逐渐运用数量庞大的叶片数控加工技术，因此，作为发展阶段的中国，一定要将研究的重点放在不断健全与创新叶片的数控加工技术上来。在具体的实际工作中，数控加工叶片技术可以说表现出了许多优点，如基于数控叶片加工技术，不断的提高了叶片在加工方面的一些质量，进而为叶片型线接近理论叶型提供了保障;基于数控叶片加工技术，不断的提高与创新了叶片在加工上的工作效率;基于数控叶片加工技术，在很大程度上降低了工作人员的劳动强度等。汽轮机叶片的制作材料多数为不锈钢材料，通常用到的材料有1Crl3与2Crl3等，1Crl3与2Crl3材料的韧性较大、热硬性较好、强度较高、加工易变形，因此，对这些材料的加工难度较大。通常情况下，可将汽轮机的叶片毛坯分成方钢、锻造和精密铸造三种毛坯。其中，锻造毛坯多数被用在一些架构较为简单的动叶片和静叶片的制造上;方钢毛坯常用在整体尺寸不大的部分精密叶片上;精密铸造毛坯常用在结构较为复杂以及锻造工艺较难和加工的余量较小的一些叶片上。
3、基于并联机床的汽轮机叶片的数控加工应用
伴着CAD/CAM技术的持续发展与创新，自动数控编程技术已经迈进了机床设计与加工的领域内，通过自动编程便可直接性的将所需加工零件的相关信息以网络为渠道传递给加工机械，致使部分不易加工的机械器件均变成一些较为具体的数控加工程序，通过部分较为简单的指命便可实现对汽轮机叶片的加工。现阶段，运用较为广泛的一些技术有CAD/CAM软件等，通常情况下，基于并联机床的汽轮机叶片的数控加工程序由以下几个部分进行实现：第一，CAD技术的处理流程;第二，并联机床的加工流程。并联机床的加工内容着重包括叶身型面、叶冠、叶根和叶身以及叶片的叶根和叶冠的交接面。
基于UG的叶片数控加工的编制程序着重涵盖了以下几个方面的内容：
(1)叶片零部件的三维造型;
(2)对叶片数控加工的工艺程序、加工的工具进行确认;
(3)刀位的精确计算和所生成的刀具的运动轨道;
(4)对刀具的运动轨迹进行科学的校验以及仿真与编辑，同时形成相应的刀位文件;
(5)以后置处理流程为依据，将刀位文件变成数控机床可以读取的NC代码。
运用UG软件对叶片进行数控加工，在通常情况下，其数控加工的编制程序均是在UG/CAM中形成了刀具的轨迹后，在进行NT仿真与校验，可将加工数据与信息输出视为刀位源的一种具体文件。在刀位源文件中着重包括刀具信息、加工坐标系信息、刀具位置以及所有的加工辅助命令信息和姿态信息，需要通过一定的后置处理器，把它转换成数控机床可以接受的一些数控程序，同样，也可择取并联机床自身所有的后处理程序进行相应的后处理工作。在UG软件中，供应了在形式上抽象、繁琐的各种零件的粗精加工，广大用户可按照各种零件架构、加工精度以及加工表面形状等方面的一些具体要求，对加工类型进行科学、合理的选择，在所有的加工类型中都涵盖了多种形式的加工模块。运用加工模块能迅速的建立加工操作。在交互操作中，在图形方式之下对编辑刀具路径进行交互，进而形成适合于机床的数控加工流程。
4、结语
通过以上相关内容的设计与改进，将去叶片毛坯的余量工序改在了普通机床上来实现，在很大程度上将叶片在数控机床上的加工时间进行了缩短，通过对数控机床加工精度高所体现出的一些特性进行运用，进而实现了叶片型面的一些精确的加工工序。叶片加工的切削用量和刀具耐用度间不仅仅是一种较为单一的函数关系，一定要寻找出其最佳状态的一种组合，进而对切削用量进行科学的优化。
参考文献
[1]黄海鸣,郭连水,吴波.基于KBE叶片快速设计方法的研究与实现[J].汽轮机技术,2007(2).106—108.
[2]于红英,唐德威,伞红军.汽轮机叶片参数化设计关键技术研究[J].计算机集成制造系统,2006(10):1537—1542.
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