汽輪機是將蒸汽能量轉換為機械功（gōng）的旋轉式動力機械，又稱蒸汽（qì）透平（píng）機械。主要作為發電設備的原動機，也可直接驅動各種泵、風（fēng）機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機排汽或（huò）中間抽汽作用滿足生產和生活的供熱需要。利用蒸汽熱能在蒸汽輪機內絕熱膨脹後通過汽輪（lún）機動葉片推動轉子（zǐ），將機械能轉化為電能。隨著CAD/CAM技術的廣泛應用，顯著提高了汽輪機葉片的（de）設計和製造水平，縮短了研製和生產周期（qī），大大降低了製造成本，推動（dòng）了汽輪機（jī）技術的不斷進步（bù）。作者（zhě）從（cóng）傳統的葉片加（jiā）工（gōng）工藝路線中總結經驗，進行大膽創新，經過長期論證（zhèng），形成集成（chéng）數控加工工藝路線方案。
 
      葉片毛坯主要形式有:方（fāng）鋼、模鍛、精鍛、精鑄等類型。葉片毛坯選用原則主要根（gēn）據汽道長度進行（háng），小於200mm，一般選（xuǎn）擇方鋼;汽道長度大於200mm而小於450mm時，一（yī）般（bān）選擇模鍛（duàn）和精鑄毛坯;汽道長度大（dà）於450mm時，一般選擇精鍛毛坯。精鑄葉片夾沙嚴重，氣孔間隙多。經（jīng）統計（jì），精鑄毛坯的批量合格率常常低於50%。而模鍛葉片則具有金屬流線連續、綜合機械性能好、加工餘（yú）量小、生產周期短等優點。核（hé）電低壓（yā）各級（jí）動葉片的汽道長度均（jun1）在200mm以上。根據需（xū）要低壓動葉片毛（máo）坯形式采用模鍛方式（shì）。毛坯材質選用1Cr12Ni2W1No1V。核電低壓動葉片主要由葉根、葉身、葉冠三部分組成，結構如圖1所示。

      1技術分析及集成加工工藝設計
 
      葉身表麵主要（yào）由三維自由曲麵構成（chéng），葉身部位則由變截麵組成。葉根是葉片與轉子相（xiàng）連接部分，其結構保證在正常運行條（tiáo）件下葉片能牢靠地固定在轉（zhuǎn）子上。根據葉根型線形狀的不同，葉根可分為縱樹型、菌型、T型和（hé）叉型（xíng）。葉（yè）身以上部分稱之為葉冠，葉片的組成方式不同，葉冠的結（jié）構也各不相同。動葉片技術要求和常規葉片一樣，包（bāo）括尺（chǐ）寸、形狀、位置、表麵粗（cū）糙（cāo）度等幾何參數和機械、物理、化學性能的技術要求。其加工性能主要（yào）取決於（yú）工藝（yì）方案，也受到（dào）毛坯和材料的影響。其精度要求主要集中在葉（yè）身表麵、葉根和葉冠裝（zhuāng）配部位葉根表麵不允許有橫向加工軌跡。葉身表麵加工紋理應統一，且應保證葉片中心（xīn）軸線與葉根心軸偏移量在0.12mm內。進出氣邊對氣流影響很大，其圓度要求較高。銑削加工時，應考慮銑刀運動空間。夾具（jù）應盡可（kě）能選擇通用或標準夾具。夾具夾緊方向及夾緊力作（zuò）用點，應保證加工（gōng）過程中葉片不發生位移、變形和顫動。在葉片三維造型過程中，運用PTC公司的Pro/Engineer5.0作為三維實體造型工具(圖2)，同時輔助刀具軌（guǐ）跡生成（chéng）。三維造型時，應先將葉片（piàn）特征（zhēng）截麵離散點數據導入軟件，並自動生成曲線後運用實體混合造型方法直接生（shēng）成葉型實體。表1為集體討論形成的（de）葉片（piàn）集成（chéng）加工工藝路線。

  
      根據毛坯餘量、加工工藝路線及設備狀況，銑削加工時，選用北京機（jī）電研究院生（shēng）產的四坐加工時，選用北京機電研究（jiū）院生產的四坐標立（lì）式加工中心 VMC1000，在集成加工（gōng）工序中（zhōng）使用進（jìn）口五坐標五軸聯動機床( 馬紮克車銑複（fù）合加工中心 C-420) 。切削條件好壞直接影響加工的效率和經濟性，以及產品質量的好壞。根據 VMC1000 及 C-420 數控機床（chuáng）的參數、零件結構，合理選擇刀具、主軸轉速、進給速度見表 2。

      
      3檢測與分析   
 
      因（yīn）專用（yòng）量具檢測存在基準和測量誤差，檢測結果往往與實際情況相悖，造成表麵上檢測正確的假象。目前（qián）三坐標測量機（jī）(CMM) 廣泛應用於製造業，已經成為3D檢（jiǎn）測工業標準設備。同時，三坐標檢測不依賴3D模型，速（sù）度快、精度高。因此（cǐ），推行使用三坐標檢測，並（bìng）對具體數據進行統計分析，便於調整葉片的總節距和控製葉片質量。分別對采用傳（chuán）統加工工藝路線和集成加工工藝路線加工的葉片進行抽樣檢測。量具檢測示意圖見圖（tú）5，其結果（guǒ）對比見表3。

      從表3可知，采用集成加（jiā）工後（hòu），葉片的質量顯著提（tí）高;但部分工（gōng）藝尺寸仍不能被有效控製。認真（zhēn）分析加工（gōng）工藝、三維模型、刀具軌跡、裝（zhuāng）夾方法、測量方法和加工過程，對三維模型（xíng）和刀（dāo）具（jù）軌跡進行數次三維仿真、幹涉檢查後，可知誤差主要原（yuán）因是裝夾方式（shì）和壓（yā）緊力不一致。不同的操作人員操作方式與習慣不盡相同，用力不（bú）一致而造成的。在後麵加工中，對夾具進行（háng）調整，使用測（cè）力扳手代（dài）替純手（shǒu）工用力方（fāng）式。在隨後的產品中，基本消除了這些誤差，達到一次性（xìng）交檢（jiǎn），所有工藝尺寸全部合格。
 
      4 結論
 
      (1)對多坐標數控加（jiā）工（gōng）特（tè）點（diǎn）進行分析，根據數控機床加工（gōng）特點得到核電汽輪機低壓動葉片集成加工（gōng）工藝，葉片加工質量顯（xiǎn）著提高。
 
      (2)機械加工時，通過對切（qiē）削模（mó）型分析，得到（dào）葉片走刀軌跡，減少因刀具（jù）變形導致（zhì）的葉片過切，從而達（dá）到優化刀具切削狀態及（jí）加工狀況的（de）目的。
 
      (3)從傳統的工藝路線（xiàn）總結形成集成加工（gōng）工藝方案，該研（yán）究方（fāng）案具有（yǒu）一定的工程應用（yòng）價值。