1、3/8/20221常熟理工學院（籌）機電工程系3/8/20222l該葉片為國內某大型汽輪機集團該葉片為國內某大型汽輪機集團200MW200MW機組中的機組中的低壓缸八級動葉片。為了提高機組的工作效率，低壓缸八級動葉片。為了提高機組的工作效率，其葉型設計為曲面形狀較復雜的彎扭形式，參見其葉型設計為曲面形狀較復雜的彎扭形式，參見“動葉片產品圖動葉片產品圖”及及“動葉片三維模型動葉片三維模型”。l彎扭葉型的特征截面采用大量離散點構成的列表彎扭葉型的特征截面采用大量離散點構成的列表曲線來定義，這在提高型線描述準確性的同時，曲線來定義，這在提高型線描述準確性的同時，也增加了型面定義的復雜程度，參見也增加

2、了型面定義的復雜程度，參見“特征截面特征截面點圖點圖”。 3/8/202233/8/202243/8/202253/8/202263/8/20227l 汽輪機彎扭葉片是典型的多軸數控加工零件。汽輪機彎扭葉片是典型的多軸數控加工零件。主機廠目前采用的制造工藝是：在方坯完成葉根主機廠目前采用的制造工藝是：在方坯完成葉根及內背徑向面的加工后，其汽道型面的粗精加工及內背徑向面的加工后，其汽道型面的粗精加工采用采用五軸數控加工五軸數控加工一次完成。機床采用瑞士進口一次完成。機床采用瑞士進口的的五軸五工位五軸五工位加工中心，數控編程應用與機床配加工中心，數控編程應用與機床配套的專業葉片編程軟件。由于采用一

3、次裝夾完成套的專業葉片編程軟件。由于采用一次裝夾完成整個型面的加工，因此加工精度比較理想，只需整個型面的加工，因此加工精度比較理想，只需經簡單的精拋光處理即可完成整個葉片的加工。經簡單的精拋光處理即可完成整個葉片的加工。但該工藝的缺點是加工設備太昂貴（一臺五軸聯但該工藝的缺點是加工設備太昂貴（一臺五軸聯動加工中心近二百萬美元），加工成本太高，在動加工中心近二百萬美元），加工成本太高，在目前情況下推廣普及有一定困難。目前情況下推廣普及有一定困難。 3/8/20228l 根據該葉片的制造特點，我們將制造工藝根據該葉片的制造特點，我們將制造工藝創新的重點創新的重點放在汽道型面的數控制造方式上。放在汽

4、道型面的數控制造方式上。l 通過對該葉片的三維造型，發現采用四軸通過對該葉片的三維造型，發現采用四軸加工代替五軸加工完全可以達到同樣的目的。加工代替五軸加工完全可以達到同樣的目的。但目前四軸加工編程技術中較難實現考慮毛坯但目前四軸加工編程技術中較難實現考慮毛坯情況的粗加工策略問題，不能很好地解決加工情況的粗加工策略問題，不能很好地解決加工質量與加工效率的統一。為此，綜合考慮加工質量與加工效率的統一。為此，綜合考慮加工質量要求與加工經濟性，決定質量要求與加工經濟性，決定采用普通機床與采用普通機床與三軸、四軸數控加工相結合的工藝方法三軸、四軸數控加工相結合的工藝方法。 3/8/20229l粗銑內弧

5、側大余量（內弧開荒）粗銑內弧側大余量（內弧開荒）l粗銑背弧側大余量（背弧開荒）粗銑背弧側大余量（背弧開荒）l三軸數控加工內弧側（基于毛坯余量）三軸數控加工內弧側（基于毛坯余量）l三軸數控加工背弧側（基于毛坯余量）三軸數控加工背弧側（基于毛坯余量）l四軸精加工整個汽道型面四軸精加工整個汽道型面3/8/202210設備：普通銑床夾具：160mm平口鉗刀具：25立銑刀測具：0-150游標卡 0-300游標卡 25-50外徑千分尺 50-75外徑千分尺 3/8/202211設備：普通銑床夾具：160mm平口鉗刀具：25立銑刀測具：0-150游標卡 0-300游標卡 25-50外徑千分尺 50-75外徑

6、千分尺3/8/202212設備：三軸數控銑床夾具：專用夾具刀具：20的立銑刀、R5球頭刀3/8/202213設備：三軸數控銑床夾具：專用夾具刀具：20的立銑刀、R5球頭刀3/8/202214設備：四軸加工中心夾具：四軸夾具刀具：R5球頭刀3/8/202215l三維造型三維造型l夾具設計夾具設計l數控編程數控編程l測具設計測具設計l實際加工實際加工3/8/202216l在葉片造型過程中，我們運用了在葉片造型過程中，我們運用了在在CAD/CAM/CAECAD/CAM/CAE各類軟件中處于各類軟件中處于中高端市場的中高端市場的PTC公司出品公司出品 pro/engineer3/8/202217造型方

7、法：采用離散的數據點完成點-線-面的造型方法 。 pro/engineer3/8/2022183/8/202219夾具在加工中心夾具在加工中心旋轉軸上采用一旋轉軸上采用一夾一頂方式裝夾夾一頂方式裝夾夾具裝夾方法：夾具裝夾方法：3/8/202220測量方案：測量方案：葉片汽道型面加工質量的評估與檢驗，采用專門設計的葉片測具來進行完成。通過測具上確定的 22及77兩個檢測截面，使用型線卡板對其形狀進行比對測量。 3/8/202221l數控加工編程采用了在智能化三軸加工、多數控加工編程采用了在智能化三軸加工、多軸加工及加工模擬仿真技術上比較優秀的軸加工及加工模擬仿真技術上比較優秀的 Cimatron

8、 it V12 軟件。軟件。l后置處理采用后置處理采用Cimatron it 附帶的專業后置處附帶的專業后置處理軟件理軟件IMSPost。3/8/202222三軸編程過程：加工方法：采用三軸等高銑削加工(WCUT)進行粗加工和半精加工。三軸內弧加工三軸背弧加工3/8/202223加工方法：在三軸加工的基礎上用四軸曲面參數(SURMILL)與曲線多軸加工(CURVE_MX)進行精加工。四軸編程過程：3/8/2022241 1、刀具軌跡編輯、刀具軌跡編輯3/8/202225通過通過IMSPostIMSPost定制對應機床的后處理模板定制對應機床的后處理模板3/8/202226通過通過IMSPostIMSPost后置處理生成的四軸加工程序后置處理生成的四軸加工程序3/8/202227l三軸數控加工內弧側三軸數控加工內弧側l三軸數控加工背弧側三軸數控加工背弧側l四軸精加工整個汽道型面四軸精加工整個汽道型面3/8/202228l由于葉片材料采用由于葉片材料采用1Cr12Mo，加工難度，加工難度比較大。考慮到比賽時間有限，故將比比較大。考慮到比賽時間有限，故將比賽所使用的材料改為純鋁。在保持數控賽所使用的材料改為純鋁。在保持數控制造工藝方案不變的情況下，對葉根等制造工藝方案不變的情況下，對葉根等的制造工藝作了一些調整。參賽前，我的制造工藝作了一些調整。參賽前，我們