轴流泵叶片的数控加工技术分析

轴流泵叶片的数控加工论文1轴流泵叶片数控加工技术要求及处理工艺1、1叶片加工材料一般来说，轴流泵叶片制造材料选用ZGOCr13Ni4Mo材料。

这种材料具有可焊性强、硬度高、抗气浊性强、耐磨等优点，是水泵、水轮机等制造业中常用的材料类型。

该材料的各项化学成分如表1所示。

1、2数控加工技术要求轴流泵制造项目招标文件中，对叶片数控加工的技术要求主要体现在以下几个方面：（1）叶片型线最大偏差应该控制在叶轮直径的0。

15%以下。

（2）对叶片正面与背面的波浪度要求为，波浪度小于0。

02，叶片进出水口容易出现气浊现象的部位，波浪度需要控制在0。

01。

（3）叶片安放角度偏差需要控制在15°。

（4）叶片表面粗糙程度应该满足设计要求，需要控制在Ra6。

3以下，采用数控机床五轴联动模式实施加工。

1、3处理工艺传统的轴流泵叶片加工方式主要是表面手工打磨，而现阶段主要的叶片加工方式为数控机床加工，在数控机床系统中配置了COM、CAD、CAE软件，能够按照设计要求进行叶片曲面流线设计，进行仿形加工，与手工打磨工艺相比，数控加工方式在加工流程方面有一定的变化，增加了数控加工流程以及叶片表面坐标检测等流程。

采用数控机床加工叶片工艺流程为：叶片树溶处理→叶片随形磨、打磨→按照叶片坐标、投影检测坐标，划出中心孔位置线及零度位置线→钻两端中心孔→粗加工叶片柄部→叶片坐标检测、记录→探伤检查→精加工叶片柄部→钻定位孔或铣→叶片坐标检测、记录→叶片表面数控加工→叶片称重分组及转子体装配→加工叶片外球形→校静平衡。

其中，与传统的叶片加工方式不同，数控机床叶片加工精度更加明显，效果也更加显著。

虽然在小批量轴流泵叶片加工中，采用数控机床加工方式会增加成本费用，但是能够确保叶片质量，确保叶片型线、表面粗糙度、重量等具有高度的精确值，满足设计要求，能够提升轴流泵的运行性能。

2轴流泵叶片的数控加工轴流泵叶片数控加工工艺能够提升加工效率，提高加工的精度，与常规的叶片精加工工艺相比，具有很大的优势。

科学技术创新2021.06叶轮轴数控加工技术及叶片加工误差分析闪双凤张丙臣(鹤壁市机电信息工程学校,河南鹤壁453000)数控技术的成熟应用,使得机械零件的精细化加工成为了可能。

它以PLC 作为控制中心,使用M N C 系统完成对刀具的控制,更加快速、更加精准的完成特定工件的加工。

叶轮轴上的叶片,既有弧面也有平面,因此加工难度较大。

使用数控技术进行加工有助于改善成品叶片的精度,对降低制造成本、保证使用效果有积极帮助。

1叶轮轴加工工艺问题及方法改进1.1叶轮轴原加工工艺问题分析某叶轮轴生产车间在技术改良前的加工刀具和加工参数见表1。

表1叶轮轴加工刀具和参数从加工效果来看,原工艺流程存在以下问题:第一,使用普通车床虽然降低了成本,但是因为加工效率低,且精度差,导致残次品率高;第二,内螺纹的底孔未经过精镗处理,孔径误差较大。

孔径偏小会导致外接轴无法正常连接,孔径偏大又会导致外接轴松动,转动时会产生明显的晃动。

第三,在铣削处理中,粗铣与精铣采用相同类型的铣刀。

精铣时可能会出现精度达不到要求的情况,而粗铣又会导致刀具过快磨损,增加刀具更换频率。

1.2方法改进鉴于原工艺存在诸多缺陷,需要对该叶轮轴生产工艺进行改良。

一种思路是采用数控技术,将车床与铣床联用,相互配合完成对叶轮轴工件的加工。

这样既提高了加工效率,同时也能够保证精度,有利于实现高质量、批量化的工件制造。

经过改良后的加工工艺,可以根据零件制造要求的不同,分别提供粗加工、半精加工和精加工三种模式,提高了机床的利用效率。

2叶轮轴数控加工技术2.1三维模型的建立利用U G 10.0软件进行建模。

启动软件之后,选择工具栏中的“插入”选项,在子选项中点击“创建草图”,可以得到一个新的绘制界面。

利用软件提供的线段、模组等完成叶轮轴叶片平面图的初步绘制。

在草图上添加参数进行标记,包括叶轮轴的直径、叶片的弧度等。

保存草图之后,利用软件提供的“拉伸”功能,在一侧的选项框中,输入相关的参数,包括高度、距离等,所有参数填写完毕后,点击“确定”将平面图拉伸成立体模型。

叶片多轴数控加工技术分析与研究
李荣丽
【期刊名称】《今日制造与升级》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】叶片类零件随着设备精度的提高,制作难度也随之增大,其加工质量决定设备的使用效率与寿命。

传统的加工技术制作叶片类零件质量较低且效率不高,但是
随着计算机等技术的发展,可以通过多轴数控技术完成各种复杂曲面零件进行加工。

文章以航空发动机叶片为研究对象,通过计算机技术建立叶片模型与加工方案,并对
方案进行仿真模拟。

【总页数】3页(P31-33)
【作者】李荣丽
【作者单位】陕西职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG659
【相关文献】
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技术分析
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轴流叶片四坐标数控加工研究的开题报告一、研究背景随着科学技术的不断发展和工业生产的不断进步，机械加工技术也越来越复杂和高端化。

现代航空、航天、汽车等行业对叶片等高精度机械零件的需求也越来越高。

而传统的手工加工方式已经无法满足高精度机械零件的制造需求。

此时，数字化的机械加工技术则应运而生，其中数控技术已经成为了高精度机械零件加工的主流技术。

轴流叶片是在涡轮机等设备中广泛应用的重要机械零件。

由于其外形复杂，精度高，生产难度大，在现代制造过程中，往往需要借助数控加工技术才能满足其要求。

而轴流叶片的数控加工不仅需要加工中心、制造工艺的支撑，还需要拥有多轴四坐标数控系统的加工设备，能够实现自动化的加工流程控制。

二、研究内容本文研究的是轴流叶片四坐标数控加工的技术实现问题。

具体工作如下：1.了解现有的数控加工技术和轴流叶片加工技术，分析它们的优缺点。

2.对多轴四坐标数控系统的工作原理、数控编程、运动控制等方面进行深入研究，并分析其与轴流叶片加工的结合。

3.研究轴流叶片的几何特征和加工要求，确定数控加工中需要解决的难点和关键技术问题。

4.设计合适的数控轴流叶片加工流程和参数，以确保加工精度和效率。

5.通过实验验证，对数控轴流叶片加工的加工效果进行评估和比较。

三、研究意义本研究旨在解决轴流叶片加工中的难点和技术问题，为高精度机械零件的数控加工提供参考。

其研究结果可以促进相关领域的技术进步和工业发展，同时也有助于提高机械加工生产的效率、降低生产成本、提高产品质量，具有较高的应用价值和推广价值。

四、研究方法本文采用实验研究和理论分析相结合的方法，具体步骤如下：1.了解和分析现有的数控加工技术和轴流叶片加工技术，分析其优缺点和应用范围。

2.对多轴四坐标数控系统进行分析和研究，学习数控编程和运动控制原理，掌握其工作流程和方法。

3.研究轴流叶片的外形特征、加工要求等问题，确定数控加工中需要解决的关键难点。

4.设计合适的加工工艺、流程和参数，进行实验加工，并对加工效果进行评估和比较。

轴流泵叶片加工新工艺冯滴清;雷艳辉【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】2页(P35-36)【作者】冯滴清;雷艳辉【作者单位】湖南利欧泵业有限公司湘潭 411201;湖南利欧泵业有限公司湘潭411201【正文语种】中文1.问题分析我公司轴流泵叶片生产采用的是精密铸造成型，材质是ZG1Cr18Ni9不锈钢，叶片曲面工作面和背面以前采用的是打磨抛光的加工工艺，然而叶片表面为不规则的复杂曲面且曲率变化大，打磨不仅劳动强度大、效率低下，也无法保证打磨加工后的曲面形状符合设计模型要求。

由于叶片铸造变形和收缩率不一致，导致每一个叶片曲面厚度和翼型尺寸难以保证，并影响叶轮部件的整体质量。

以轴流泵型号1400ZLB5-2.5为例，对比传统加工工艺及新加工工艺进行说明。

图1为零件图，图2为毛坯铸件实物图。

2.原加工工艺过程分析工艺过程:①毛坯检查:叶片安装在划线平台上，找出Sφ1140mm外球工艺圆台和叶片根部φ80mm外圆的各中心孔及0°线。

②打样冲后钻中心孔。

③上叶片专用夹具，夹紧叶片两型面，顶中心孔，粗精车φ80mm外圆、φ198mm外圆、Sφ450mm内球及平面各至图样尺寸。

④上叶片钻孔夹具，钻模板对准叶片零刻线，钻4个沉头螺栓孔和5个φ8mm孔。

⑤铣去Sφ1140mm球外圆上工艺圆台。

⑥按叶轮部件图组装后，配车Sφ1140mm外球至图样尺寸。

⑦打磨叶片两型面，后抛光处理。

图1图23.新工艺路线分析为提高产品质量，新工艺要求:第一改为利用先进的三维坐标仪画出叶片毛坯0°线和两端中心，以减小辅助夹具找中心造成的精度误差。

第二采用五轴联动数控铣叶片型面，通过编程分粗铣和精铣二道工序完成。

按图样技术要求:叶片的表面粗糙度值Ra=6.3μm，叶片工作面波浪度不大于1/100，背面波浪度1.5/100，叶片的型线偏差不超过±1mm，叶片厚度的允许偏差为叶片设计厚度±1mm，同一台泵叶片间的重量允差不超过200g。

水轮机叶片数控加工溪洛渡水电站是金沙江水电站基地下游四个巨型水电站中最大的一个，电站总装机1386万千瓦，多年平均发电量571.2亿千瓦时，是中国第二、世界第三大水电站。

溪洛渡水轮机叶片采用不锈钢整体铸造，全部数控加工。

我公司通过技术上的调研分析、工艺上的充分准备，顺利完成了溪洛渡水轮机叶片的数控加工。

现对叶片的数控加工工艺过程及质量控制要点进行总结，为以后叶片的数控加工积累经验。

1.叶片加工工艺（1）叶片的加工工艺过程溪洛渡叶片的加工工艺充分考虑了大型叶片的加工特点，主要工艺过程如图1所示。

图1 工艺过程（2）加工前工艺准备毛坯质量的控制：叶片为不锈钢铸造结构，材料为0Cr13Ni4Mo，为了保证叶片数控加工，将叶片正、背加工余量控制在50mm之间。

将叶片在铸造分厂进行粗磨，以免有铸造缺陷，损害刀具及浪费台时。

在叶片的正面标有加工找正用的四个定位基准点并附其坐标值。

胎具准备：由于叶片为不规则形状，不能直接在机床上装夹并加工，为便于叶片的加工，提高数控机床的加工效率，提制了叶片数控加工用的正、背面胎具。

鉴于水轮机叶片的形状特点，叶片胎卡具的设计必须遵循下几条原则：（1）由于叶片的重量大，所以胎卡具必需有足够的强度。

（2）胎卡具的支承位置必需保证叶片重心摆放稳定，叶片曲面的各个被加工部位必须在机床的有效行程之内。

（3）必须有足够的支承点以确保加工时叶片不发生大的变形。

把合位置牢靠。

并且在把合时不易引起叶片的变形。

把合位置要避免在加工时和刀具及铣头发生干涉。

（4）采取减振措施尽量减少加工中的振动。

（5）装卡灵活方便。

（3）叶片的找正：将胎具吊到机床平台上，将胎具与平台压牢固；将叶片吊到胎具上。

用数控机床铣头重新测量四个定位基准点的相对坐标值，调整叶片位置保证四个基准点的相对坐标值误差在2mm以内，即视为叶片找正，并在胎具上设定一个机床的基准，即零点坐标。

（4）叶片的加工操作者根据编程人员编出的数控程序加工工件。

浅谈整体叶轮五轴数控加工技术刘辉摘要：整体叶轮作为动力机械的核心部件，在航空航天、能源动力等领域应用日益广泛。

叶轮加工质量的好坏直接影响到叶轮的空气动力性能和整个动力装置的机械效率。

而叶轮由于其特殊的形状结构，使得叶轮的加工成为机械机加工领域的一个难点，因此对叶轮加工的关键技术进行研究具有重要的意义。

本文利用单位现有的五轴加工中心，借助于编程软件HyperMILL对整体式叶轮的五轴数控加工关键技术进行研究。

关键词：整体叶轮；五轴数控；加工技术1 整体叶轮五轴数控加工工艺分析结合产品的特点，以及叶轮具体应该，怎样使用才能保证制定出来的加工工艺流程更加科学合理：（1）在锻铝材料上车削加工回转体的具体外形；（2）把流道部分设置加工得更粗一些；（3）对于流道部分必须要注意精细化加工；（4）对于叶片也要注意精细化加工；（5）清根。

在这篇文章中，具体规划并研究了加工轨迹的设定，叶片进行精细化加工，设置并加工流道部分等几个方面。

结合整体叶轮的具体结构特点，对于怎样装夹，夹具，刀具参数，以及作业过程中需要使用机床的类型等各个方面，我们都会有一个具体的了解。

要想最大程度上保证加工效率得到提升，必须要保证加工过程中不能出现碰撞等具有干涉性的行为，此外，大直径铣刀是最合适的加工工具，在诸多的铣刀类型中最为合适的便是多刃铣刀。

但是平底铣刀对于流道粗加工工艺来说是不二的选择，球头铣刀便是精细化加工叶片，以及流道时最为合适的工具。

锥度球头铣刀比较适用于加工一些流道不是很宽的叶轮。

2 叶轮五轴加工2.1叶轮五轴加工的工艺参数由于叶轮的叶片太薄，吃刀量过大容易造成叶片的变形与断裂，太慢又严重影响加工效率；而切削速度太慢容易造成表面挤压变形，过快又容易造成表面的颤纹；进给速度太快容易造成表面应力过大，太慢则达不到加工的目的。

本文的切削参数是根据刀具的材料、机床性能、加工材料及操作者的多年工作经验和多次切削试验得来。

2.2叶轮五轴加工轨迹生成本叶轮的五轴部分由HyperMILL软件进行加工，通过对叶轮模型的处理，对加工方法的选择，对刀具的选择，对软件参数的设定和对高速加工路径的规划，叶轮五轴加工轨迹生成过程和加工方法，如表1所示。

水轮机叶片数控加工工艺的关键技术分析发布时间：2023-01-13T07:36:34.960Z 来源：《中国科技信息》2022年16期第8月作者：郭晓明[导读] 数控加工工艺是当今世界上最有效的水轮机叶片制造技术，也是世界上最先进的水轮机制造技术之一，郭晓明哈尔滨电机厂有限责任公司摘要：数控加工工艺是当今世界上最有效的水轮机叶片制造技术，也是世界上最先进的水轮机制造技术之一，相关技术人员应该对该项工艺给予重点关注。

本文分析了水轮机叶片数控加工工艺的关键技术，期望为相关人员提供参考。

关键词：水轮机叶片；数控加工；关键技术前言：水轮机的转轮叶片是水轮机的核心部件，其制造精度直接关系到其效率的提升和关键水力特性的发挥，而高精度的叶片成型加工技术可以提高一个百分点的利用率，具有长期而又可观的效益，因此，探究水轮机叶片数控加工技术对水力资源的有效利用具有重要意义。

1.水轮机叶片数控加工工艺及质量控制1.1数控加工设备的使用数控机床具有高效率、高难度、高精度的特点，数控加工模拟则是利用软件对加工环境、刀具路径、刀具切割等工艺参数进行检验与优化，因此数控在机械制造领域得到了广泛的应用，特别是在水利领域，许多曲面和曲线都是常规机床无法处理的，因此需要采用多轴联动的 CNC加工中心来完成处理任务。

大型复杂表面零件的 CNC编程是实现其数字化生产的关键技术，而 CNC程序设计是对其进行数字模拟和优化的一种方法，它的核心技术有：复杂零件的三维建模与定位、五轴连杆轨迹规划与计算、雕刻曲面的刀轴控制、切割模拟与干涉检查等。

其中，五轴数控机床具有最高的加工精度和效率，采用万能铣刀，仅需要完成最后的表面打磨，就可以完成大规模的随型切削。

1.2水轮机叶片的检查及加工在水轮机叶片数控加工中，精确地测量叶片型面是十分必要的，在进行切削加工之前，为了得到最合理的切削位置，需要对刀片的加工余量进行分析。

因此，在进行切削前，对刀形表面进行检测，有两个主要目的：一是将叶片毛坯的实测资料输入电脑，与理论模型进行比较，使其达到最合理的加工余量分配。