汽轮机叶片锻造模具自动生成的技术研究

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1、Academic学术汽轮机叶片锻造模具自动生成的技术研究摘要：汽轮机叶片品种系列多，叶片数量也比较大。叶片锻造工艺条件复杂，设计周期长，设计任务繁重，因此迫切需要降低设计人员的设计强度。由于模锻(模型锻造)是将常温或热态的坯料放入模膛中进行塑性成形的锻造方法，是锻造生产的主要工艺，通常采用模锻工艺来加工叶片。在UG软件平台上进行二次开发，能够快速设计出叶片锻造模具的CAD系统，这对汽轮机叶片锻造行业具有十分重要的意义。中图分类号：TG316成本约占整机的20％～25％。2．飞边体的设计文献标识码：A汽轮机叶片，尤其是大叶片主要采用螺旋本文第1节中讲到当今叶片的锻造通常都TheResear

2、choftheTechniqueof压力机模锻工艺生产。和航空发动机叶片相比，是采用模锻进行的，模锻有两种不同的方式：AutomaticCreatingtheForgingDiesof几何尺寸大，扭曲更为严重，锻造的成形力更大，带毛边槽的开式模锻和无毛边槽的闭式模锻。TurbineBlade需要超大型压力机生产。典型的汽轮机叶片结后者的最大优点是有利于塑性变形、节省毛边Gaichao构由叶根、叶身、叶冠3部分组成[1]，如图1的损耗。但无毛边锻造对锻件坯料体积计算要(Dept．ofMechanicalandE1ectricai所示求十分精确，而且要提高设备吨位，锻模寿命Engineeri

3、ng，WuxiInstituteofTechnician，也缩短了。所以目前应用并不广泛，国内外普214153，China)叶露遍采用带毛边的开式模锻[3]。Abstract：TherearemanySeriesof采用开式模锻加工叶片，模具型槽周边必turbineb1adeinfact，andthenumber须要有毛边槽。由于毛边槽的位置固定，而叶ofturbinebladeiSbig．Becausethe片实体上叶身、叶根和叶冠的位置不在同一平叶囊procedureinforgingbladeiScomplex，面上，为了将毛边槽和叶片实体连接起来，设thecycleofdesig

4、ningturbinehlade计时必须要有一条通道将毛边槽和叶片实体连iSlong，andthetaskofdeSigning接起来。这条通道就被称作“飞边”。这样一来，iSheavy，deSignerS’workmustbe多余的金属材料就可以通过飞边流向毛边槽了。叶报lightened．Usually，dieforgingiSused飞边体的设计是在叶片实体分型面已经设tomanufactureturbinebladebecausedie图l某型号模锻叶片的结构计完成了以后，将分型面沿着一定的方向拉伸forgingisthemethodofmetalplasticFig．1atyp

5、eofblade’Sstructure一定的距离形成的实体。该叶片的飞边体拉伸figurationwhichusediestomanufacture实际工作中设计一套完整的叶片锻件和锻方法是：products，anditisalSOthemainmethod模的过程十分复杂。首先要根据图纸的设计叶2．1．叶身处，将进气边处的分型面向+xofforging．UsingthelanguageofOPEN片实体模型，接着设计飞边体和毛边槽，最后方向拉伸一定长度，将出气边处的分型面向一XGRIPinUG，thediesofturbineb1ade分模生成叶片锻模[2]。整个流程如图2所示。方向拉

6、伸同样的长度，得到飞边体。willbedesignedquickly，andthiswill2．2．叶根处，叶身与叶根的相交处的余块设计叶片实体模型一influencethewholeforgingworkof上的飞边体的生成方法同叶身，是分型面沿着turbinebladedeeply．j}+x或一X方向和叶身拉伸同样的长度；叶根上Keywords：turbineblade：die：UG／设计飞边体的飞边体由于分型面有错位，故其生成方法是OPENGRIP：furtherdevelopmentU找到错开处的分型面，将这些分型面沿着一Z设计毛边槽一的方向拉伸上述长度的两倍；将余块上的飞边1．

7、引言体和叶根上的飞边体之间的空缺补足；叶根底j}叶片是汽轮机、航空发动机和燃气轮机的面上的飞边体是将底面上的分型面沿着一z的分横生成E下型腔重要零件。汽轮机叶片在火力发电过程中起到方向拉伸一定的长度。{}关键的能量转换作用，是汽轮机的“心脏”。2．3．叶冠处，将叶冠顶面的分型面沿+z设计叶片锻摸汽轮机中的叶片数量很大，一台汽轮机有数干方向拉伸一定的长度，再将叶冠与叶身之间的件大小叶片。据统计，叶片制造的工时约占汽图2叶片锻模设计空缺