[發明專利]汽輪機葉片加工中的低熔點合金澆鑄定位工藝

有效

• 申請號: 201310280863.4
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103350213A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 劉明;劉小忠
• 申請（專利權）人: 常州市三維技術成套設備有限公司
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本發明涉及一種汽輪機葉片加工中的低熔點合金澆鑄定位工藝，屬于汽輪機葉輪的精加工技術領域。

背景技術

汽輪機葉片為汽輪機中的重要部件，葉片加工工藝及精度在較大程度上影響著汽輪機使用的工作效率，葉片的強度也對汽輪機的安全和維護保養，起著重要的作用。采用扭曲的變截面葉片設計已越來越普遍，同時隨著機組功率的增加，葉片的做的越來越長。葉片高度的增加，會產生葉片加工時，剛度不足的問題。葉片加工工藝必須要解決上述問題。

汽輪機葉片依次由葉冠，汽道，葉根三部分組成，及相互間的過渡部分組成。加工的工藝要考慮各部分之間的位置要求及定位裝夾的可行性。產品的工序設計，要考慮加工及測量基準的轉換和葉片的剛性。

對于某些帶齒形或其它曲面的葉根，由于無法采用在葉根端面增加工藝頭的裝夾方式來加工。在葉根加工成形時，如果采用加工汽道部位（葉身）做加工基準，需要在汽道部位增加相當多的加工材料，在后續的汽道加工時，需要切除更多的加工余量，這將造成對于產品材料和加工時間的增加，加工的變形變大。

在現有技術中，如中國專利CN101767233B和CN102091919B，兩種方法都浪費了較多的原材料，同時在葉片中部加工時，需要不停的校正，定位方法不穩。

通過在汽道部位的定位裝夾來實現復雜葉根的加工是必須解決的問題。加工定位裝夾裝置需要穩定可靠，并且在后續的汽道部位加工時，必須能夠移除，并能實現加工基準的可靠轉換。

發明內容

本發明提供一種汽輪機葉片加工中的低熔點合金澆鑄定位工藝，大量的節省在精加工中削掉的原料；能夠定位精確，在葉冠、汽道和葉根的加工過程中去掉各種校準步驟，同時在加工結束后完全移除。

本發明是通過以下的技術方案實現的:

一種汽輪機葉片加工中的低熔點合金澆鑄定位工藝，是通過以下的步驟實現的：

（1）對葉片進行粗加工；

（2）完成粗加工的葉片與定位工裝進行配合，具體方式為：粗加工完成的葉片橫向放置，頭部的葉冠與定位工裝的單頂尖相抵觸，尾部的葉根與定位工裝的雙頂尖相抵觸，中部的葉片汽道穿過一個定位方箱中；

（3）將在一定溫度下熔化的錫鉍合金熔液澆鑄至定位方箱中，邊澆鑄邊冷卻定位方箱至錫鉍合金凝固定位；

（4）對葉冠與葉根部位進行精加工；

（5）再次熔化錫鉍合金，將錫鉍合金熔液倒出定位方箱，移除定位方箱；

（6）對葉片汽道進行精加工。

所述步驟（1）中的粗加工，主要是將葉片的基準面加工成型，同時可以選擇的在葉冠與葉根部位加工極小的定位孔。

所述步驟（2）中的定位工裝包括一個底板和垂直設置在底板兩端的兩個豎直立柱板，一個豎直立柱板上垂直設置單頂尖，另一個豎直立柱板上垂直設置并列的雙頂尖；所述單頂尖和兩個雙頂尖所在的直線能夠組成一個等腰三角形。

所述頂尖的本體是圓柱體，在所述圓柱體的頂端為錐體。

所述步驟（2）中當葉片橫向放置后，所述葉片的重心應當盡可能的接近于所述單頂尖和兩個雙頂尖所在的直線能夠組成一個等腰三角形的重心。

在本發明中，根據需要加工的葉片的形狀，會提前設計定位工裝的尺寸、頂尖的高低位置等各方面參數，因此，即使葉片為異形形狀，也能夠通過不同的定位工裝設計，使葉片的重心無限的接近所述的形成的等腰三角形的重心。通過三角形定位后的葉片，將精確的符合設計位置，在整個加工過程中不會產生移位。另外，定位工裝也可以將所述的豎直立柱板的本體制作成具有滑動槽的方式，讓頂尖可以在滑動槽中上下滑動來調節其移動位置，并且根據該原理，頂尖本體也可以設計成長度可以伸縮，進一步，豎直立柱板也可以設計成能夠在底板上滑動的結構。為了更進一步定位，對于一些形狀極其不定的葉片，還可以如前所述，在葉冠和葉根部位加工極小的定位孔，將頂尖的尖頭部位插入其中。

所述步驟（2）中的定位方箱為六面體方形，本體中部開設依據葉片汽道形狀設計的型腔，本體側邊還開設有冷卻型腔。

定位方箱材料優選為鑄鐵，六個面都需要在使用前精加工至設計尺寸。在使用時，葉片汽道穿過型腔進行定位。

所述步驟（3）中錫鉍合金溶液澆鑄至定位方箱中是將熔化后的錫鉍合金熔液迅速倒入已經插裝好葉片汽道的型腔中。

在本發明中，定位方箱中的型腔是按照葉片汽道的形狀進行設計的，但是在遇到形狀極其獨特的異形葉片，如螺旋狀或者曲面較多的葉片，又為了保證型腔的通用性，在實際生產中不可能單獨為了這種形狀的葉片單獨設計形狀獨特的型腔，所以，為了保證精確定位，需在型腔內澆鑄填充物來完成