水轮机叶片造型及数控铣削.pdf

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1、2014速农机研究与探索FUJIANNONGJI水轮机叶片造型及数控铣削福建南电股份有限公司陈玉宇摘要：根据水轮机叶片型线图样采用Pr0／E软件，对叶片的正面、背面、头部、出水边及其焊接坡口的三维造型，并对用Pro／TOOLMAKER软件对叶片型面进行自动编程设置、在三轴数控龙门铣床加工的工艺设计、工序安排、刀具选择、切削用量选择及其具体实施步骤进行论述。关键词：水轮机；叶片；Pro／E造型；Pro厂r00LMAKER编程；数铣；刀具水轮机转轮叶片是水轮机产品的关键零件，其寸进行计算转换为角度的数据，而对于叶片的头部尺制造精度直接关系到水轮机的效率和机组的运行性寸，也应对其二维尺寸

2、进行近似的数据的计算，转换能。由于水轮机叶片是由不规则的曲面组成，一般为柱坐标的尺寸。的机床走刀不能满足其曲面切削加工，传统的加工—方法采用随形机进行铲磨，再用布砂轮进行抛光以，＼。●，＼达到技术要求。上世纪6O年代国外研制出数控铣’J‘／＼床，70年代后期GE、VOTTH、ATSTON等公司陆续采S。_置!D1：∞o／用三坐标或五坐标数控机床来加工叶片，80年代末。l／。·I”／和9O年代国内的一些厂家才逐渐掌握数控技术进行1o‘b一叶片加工。传统的铲磨工艺，工人的劳动强度大，噪图1混流式转轮叶片木模图声和粉尘大，铲磨出的叶片波浪度大，精度低，已不能满足现代制造业的要求。越来越多

3、的业主在水轮．190．：f机产品制造品质中直接提出必须采用数控加工叶片。为此掌握数控加工叶片技术，对水轮机制造厂家来说，是占领市场的一大法宝，是取胜的制高点。采冀l叶片基于Pro／E三维几何造型蜃蚕i曼要实现叶片的数控加工(CAM)，只有在准确的三维造型的基础上才能进行。叶片是非常复杂的扭曲曲面体，而叶片二维木模图形只提供数量有限的图2轴流式转轮叶片柱剖面木模图几个轴截面剖面图形、外缘尺寸和与其相交的上冠在输入木模图坐标尺寸后，根据坐标点连成断面和下环流道曲线。如图l所示的是混流式转轮叶片线，当曲线出现拐点或个别点连接不够光滑时，应对图样断面型线，对于图1中叶片的A、B、C和D端点

4、这点的坐标尺寸进行必要的修改，再用边界混合工具建种二维描述，存在着不确定性。在造型上应掌握的立叶片的曲面。当应用边界混合工具进行曲面造型原则是保证各点的直径尺寸和建立的曲面光滑。根时，某些曲面边缘只有三条边时，造型的曲面往往会据木模图造型后的叶片三维图，还需根据转轮的上出现皱折，这时应对曲面进行修正。在所有曲面造型冠和下环流道尺寸校对叶片与上冠和下环交截面是成功后，对曲面进行合并，最后进行实体化。某些叶否吻合。对于轴流式的转轮叶片三维造型，由于其叶片木模图采用柱剖面(见图2)，所以在输入叶片各片特征在实体化后，还需根据叶片与上冠边交接尺点坐标上也要采用柱坐标，但因木模图柱坐标的尺寸

5、，对其相贯形面进行交割。实体化后的叶片形状如寸是用弦长来表示的，所以应根据半径和弦长的尺图3所示研究与探索2014I福遣农机裔FUJIANNONGJI约为0Hz，主要是、Y、z方向的移动和转动，应力主激振频率也远离工作频率，故田地对烟秆清理机机架要集中在底盘传动箱、挂接框架、扶手架、限深轮架，的激振不会引起共振。且应力较小。5结论从第7阶到第10阶振型，机架的变形和应力较通过对烟秆清理机机架进行前10阶自由模态分大：第7阶模态振型为扶手架的应力变形；第8阶模态析，发现其前6阶为刚体模态，第7阶到第10阶为机振型为右侧传动箱的应力变形；第9阶和第1O阶模态架的主要变形；烟秆清理机机架

6、在田间工作时，受到振型为扶手架和限深轮架的应力变形。发动机和田地的激振，通过共振检验，烟秆清理机机4共振检验架在额定状态工作时不会引起机架共振，符合工作要烟秆清理机在田间工作时，其机架受到发动机和求；通过烟秆清理机机架前1O阶模态固有频率和振田地激振。烟秆清理机机架在额定工作状态，即发动型可以直观的显示其薄弱环节，为进一步改进机架提机转速3600r／min下的振动工作频率为fo=3600／60=供了理论依据。60Hz。根据要求，工作频率要远离固有频率±10％嘲。参考文献：从表2中可知，第7阶的固有频率最接近60Hz，故选[1】臧勇．现代机械设计方法[M】．北京：冶金工业出版社，19

7、98：其进行分析。183—185．工作频率与固有频率的相差率为[81：【2]韩清凯，于涛，孙伟．机械振动系统的现代动态设计与分析：×l00％【M]．北京：科学出版社，2010：15—16．[3】汪宗兵，王建，邢一磊，等．基于CATIA的电动轿车铝合金车式中：——工作频率与固有频率的相差率；身的模态分析与研究『J】．机械研究与应用，2010，(4)：34—额定工作状态时的工作频率；38．第i阶模态的固有频率。【4]孟玲琴，王志伟，原红玲，等．直线振动筛的结构振动模态分析