于嘉琳
(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)
摘要：随着经济社会的快速发展，汽轮机在各行各业得到快速发展。汽轮机叶片作为汽轮机的关键组成部分, 其质量是保障汽轮机运行可靠性的关键因素。当前，汽轮机叶片越来越复杂，给制造技术带来了较大挑战。使用 机床技术，可以对叶片进行精确加工，提高了叶片质量。本文通过分析汽轮机叶片的结构特点，阐明蒸汽轮机叶 片的机构和装配工艺，并对叶片的数控机床技工技术进行分析，以期提高汽轮机叶片数控加工技术的发展，提高 我国汽轮机叶片技术的国际竞争力。 关键词：汽轮机叶片机构特点数控加工
引言
叶轮是影响汽轮机工作效率的重要零器件，也是对汽 轮机可靠性具有重要影响的器件。随着经济社会的发展，汽轮机的数量越来越多，叶轮的形状更加复杂，对叶片的 性能要求也越来越高。一些特殊叶片的加工技术难度大，传统的加工方式难以满足要求。对汽轮机叶片进行研宄，可以提高汽轮机叶片制造技术的发展，促进新工艺的形成。1汽轮机叶片的结构特点无骨花灯
1.1汽轮机叶片构造机装配
根据叶片功能的不同，汽轮机叶片可分为静叶片和动 叶片。静叶片通常与汽轮机静子连接，处于相对不动状态，可以改变气流的方向，促使蒸汽进入下一个叶片。动叶片 通常安装在转子叶轮或者转鼓上，受到喷嘴叶栅喷春雨气 流作用，将蒸汽的能量转换成机械能。不同的汽轮机，叶轮的作用不同，叶片的固定方法也不相同。
动叶片由三部分组成，叶根、叶冠和叶身。
叶身通常是扭转的曲面，是叶片的基本组成部分。叶身塑面主要有内塑面、背塑面、出气边圆角等组成。直叶 片的塑线从叶根到叶冠不发生变化，属于等截面叶片。叶片通常是比较复杂的曲面，对加工精度要求较高，使用传 统的加工方法难以满足要求，是塑面难度大的关键所在。
叶根主要是将叶片固定在叶轮上，保证叶片牢固。叶根可以使叶片在巨大离心力作用下不从轮槽中拔出来。叶根需要有足够的强度，并且能够应力集中。
叶冠是叶片外端的固定。叶冠部分通常有围带，可以 将多个叶片进行联接。围带可以提高叶片的刚性，避免叶 片出现共振，并提高叶片抗振性。围带还可以形成密闭槽道，减少气流的泄露。
1.2汽轮机叶片与叶轮的装配
脱磁器叶轮通常由轮缘、轮面和轮壳组成。轮壳主要是配合 叶轮主轴，一般套装在主轴上，可以提高轮壳的强度。轮缘能够固定叶片，通常根据其受力情况进行叶轮结构设计。
伸缩式雨棚轮体位于叶轮中间，可以连接轮缘和轮壳。
2汽轮机叶片CAD/C A M技术工作流程
随着机械制造技术的发展，C A D/CAM技术在机械制造中 大量应用。Pro/E、UG等软件技术，改变了传统手工制图模式。利用专业软件，可以快速分析结构受力，缩短叶片设计周
期，避免设计中可能出现的常规问题。利用CA D/CAM技术 能够方便地进行模拟仿真，对刀具加工路径、刀具补偿参
数等进行设置，然后编制程序进行叶片加工。汽轮机叶片 进行设计加工时，按照叶身塑面—叶根、叶冠造塑—布尔 运算一附加结构设计一完整叶片的顺序进行。建立良好的 三维模塑是决定数控加工程序的关键，也对产品质量产生 直接影响。
3汽轮机叶片的加工
3.1汽轮机叶片的数控加工工艺
随着数控加工技术的发展，蒸汽机叶片普遍使用数控 机床技术进行加工。使用数控机床技术进行加工，通常分 为两步完成。首先进行CAD建模，然后使用机床加工。
蒸汽机叶片进行加工的疑难点，为蒸汽机叶片材料难
cap3以进行加工。材料的强度大，热硬性比较好，容易发生变形。
进行叶片切削时，需要较大的切削力，造成加工过程刀片
磨损严重；叶片结构复杂，精度要求高，加工难度大。进
行加工时，通常使用多轴联动的数控机床进行加工。通常，
将叶片加工分为基准面加工区、汽道塑面加工区、叶根加 工区、叶冠加工区四部分。
在进行叶片加工时，要选择合适的塑曲面加工方案。
比如，进行叶片汽道塑面加工中，使用球头刀具，可以减
少刀具同塑面间的交叉千扰。
叶片加工前，要使用C A D/CAM技术进行编程，并做仿 真试验，以减少加工过程中出现不必要的损失。可以在普
通机床上去除毛坯，从而减少在数控机床上的加工时间，
工艺与装备159
联系人管理提高数控机床加工的精度。
3.2汽轮机叶片的数控加工编程步骤
信息技术的发展，促使利用计算机专业软件可以很大 程度提高工作效率，改变传统的工作方式。C A D/CAM技术能 够将零件的几何信息转化为计算机程序，进而方便数控机 床进行高精度加工。在对叶片进行编程时，通常包括如下 内容：确定叶片的三维造型，选择加工方案，并确定刀具、机床、夹具等；模拟刀具的运动轨迹，并生成刀位源文件，确定刀具相关信息；刀具源文件要经过处理器才能转变成 数控机床可以识别的代码。
进行编程时，要依照基准统一、减少走刀次数的要求，对叶片加工进行编程。要根据实际加工的需要，确定加工 坐标零点。通常，选择叶根中心轴线作为坐标零点。随着 叶片结构越来越复杂，对叶片叶身塑面的设计难度越来越 大。设计复杂度增加，精度要求高，在设计加工程序时也 更加复杂，
加工过程中出现错误的风险也越大。
编程中，如果程序编制存在故障，可能会导致许多问 题。主要表现：加工方案设计不合理，工作效率较低；刀具参数不合理，造成加工零件出现残痕，不能完全进行加 工；刀具走刀较小，降低了切削效率；刀具设计不合理，同工件发生碰撞；走刀痕迹不正确，零件加工后尺寸错误；零点不合理，造成对刀点错误。
这些加工中的问题会给零件加工制造众多麻烦，需要 重新编程、加工后进行零件再加工、零件返修、零件报废，影响企业加工进度，可以会延缓交货时间，增加企业的加 工成本。为了高效率进行数控加工，需要使用加工软件进 行仿真，模拟加工过程，降低故障率，提高加工效率。
随着数控技术在各行各业中的应用，数控技术的优越 性大幅提高了零件加工的效率和精度。使用数控技术可以 加工高复杂度的叶片且加工质量高，解决了传统加工方法 无法保证加工精度的问题。数控机床技术高度自动化，可 以降低工人的劳动强度，减少人力需求，减少企业生产成本。
经过蒸汽机叶轮加工实践表明，数控机床技术是提高 叶片质量和效率的有效途径，可以实现较好的加工效果，是复杂叶片加工的重要制造工艺。
4结语
随着经济社会的发展，叶轮机在生产生活中的应用越 来越多，对叶轮的加工精度要求也越来越高。叶片加工中，确定科学的加工工艺，减少加工中的变形，可以提高叶片 的精度。用数控加工技术进行编程和加工，可以提高叶片 加工精度，为蒸汽机叶片加工开拓新思路。一些新兴的数控机床技术可以实现一定的连续、平滑页面加工，给数控 加工技术带来了新的飞跃。这些新型的机床技术提高了加 工的灵活性，减少了劳动强度，提高了叶片加工的性能，是促进蒸汽机叶轮制造技术发展的重要途径。
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Structural Characteristics of Steam Turbine Blades and Analysis of NC Machining Technology
YU Jialin
钢骨柱(Harbin Turbine Factory Co.,Ltd.,Harbin150046)
Abstract: With the rapid development of economy and society,the steam turbine has been developing rapidly in all walks of life.Steam turbine blades as a key component of the steam turbine,its quality is to ensure the reliability of turbine operation of the key factors.At present,turbine blades are becoming more and more complex,giving manufacturing technology a greater challenge. The use of machine technology,you can accurately cut the leaves to improve the quality of the leaves.In this paper,by analyzing the structural characteristics of steam turbine blades,the mechanism and assembly process of steam turbine blades are clarified,and the technology of CNC machine tool technology is analyzed in order to improve the development of steam turbine blade CN
C machining technology and improve the international competitiveness of turbine blade technology.
Key words: steam turbine,blade,institutional characteristics, CNC machining
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