水輪機(jī)葉片加工過(guò)程質(zhì)量控制

李洪賀

摘 要：葉片是水輪機(jī)關(guān)鍵部件，其空間曲面加工困難，但是如何在加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)已經(jīng)產(chǎn)生了的質(zhì)量問(wèn)題更為困難，文章通過(guò)一種葉片的加工討論了從工藝設(shè)計(jì)到產(chǎn)品加工完成，全過(guò)程是如何保證產(chǎn)品質(zhì)量的方法。

關(guān)鍵詞：水輪機(jī)；葉片；加工過(guò)程；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TK73 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）10-0110-02

Abstract： Blade is the key component of hydraulic turbine， so its space surface processing is difficult， but the quality problem produced in the process is more difficult to find. The whole process is how to ensure the quality of the product.

Keywords： hydraulicturbine； blade； machining process； quality control

1 概述

水輪機(jī)葉片屬于空間雕塑曲面，加工過(guò)程中無(wú)法隨時(shí)測(cè)量表面型線以檢測(cè)其加工質(zhì)量，如果出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，輕則需要焊接加工缺肉之處，但焊接過(guò)程不規(guī)則的焊接應(yīng)力釋放造成不規(guī)則的表面變形，從而產(chǎn)生更多的表面缺肉，最后造成越焊缺肉處越多，最終可能就是產(chǎn)生工件報(bào)廢。那么必須有一種方法可以減少或杜絕這種問(wèn)題產(chǎn)生，而這種方法必須在加工過(guò)程的每一序都有作用，本文通過(guò)一種葉片的加工討論了從工藝設(shè)計(jì)到產(chǎn)品加工完成，全過(guò)程是如何保證產(chǎn)品質(zhì)量的方法。

2 加工前文件控制

控制重點(diǎn)是文件的完整性，受控是否標(biāo)準(zhǔn)，是否為最新版本。加工前必須檢查上述各控制重點(diǎn)。包括但不限于以下文件：工程圖紙、實(shí)體文件、質(zhì)量控制單、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)記錄、型線檢查樣板圖紙、包裝方案、工藝文件、加工支撐胎具圖紙、設(shè)備機(jī)床校準(zhǔn)報(bào)告、加工支撐胎具程序、葉片加工程序，其中實(shí)體文件和程序文件為電子版文件。

3 工藝過(guò)程控制

3.1 葉片正壓側(cè)支撐胎具與葉片的安裝

控制重點(diǎn)是胎具支撐的符合性，基準(zhǔn)的符合性，葉片加工的符合性，葉片安裝的找正誤差。胎具各支撐的安裝必須符合圖紙要求，同時(shí)按圖紙要求在胎具上設(shè)立加工基準(zhǔn)，檢查葉片加工的符合型。各支撐需要使用支撐胎具程序加工以初步滿足符合葉片各安裝位置型線走向。胎具基準(zhǔn)在每一次胎具安裝后，其在數(shù)控機(jī)床上有一絕對(duì)坐標(biāo)，其值不應(yīng)該產(chǎn)生變化，如果產(chǎn)生變化則胎具產(chǎn)生了位移，葉片存在加工錯(cuò)誤的可能性，而且該基準(zhǔn)也是每一程序加工的空間坐標(biāo)基準(zhǔn)，是葉片坐標(biāo)系的原點(diǎn)。葉片加工的符合性包括粗加工的探傷，表面質(zhì)量等，不符合會(huì)存在將上序問(wèn)題帶入下序或者影響下序的加工進(jìn)程或者最終的加工質(zhì)量。葉片在胎具上的安裝要按照葉片給定的找正點(diǎn)進(jìn)行找正，找正方法先確定找正點(diǎn)X，Y坐標(biāo)，再確定Z軸坐標(biāo)，其找正誤差在2mm以內(nèi)。如圖1為胎具基準(zhǔn)的加工。

3.2 正壓側(cè)一次加工

控制重點(diǎn)是工件坐標(biāo)系的確定，基準(zhǔn)對(duì)刀點(diǎn)的確認(rèn)，程序的確認(rèn)，定位銷的確認(rèn)，工件的標(biāo)識(shí)，變形的確認(rèn)。工件坐標(biāo)系和基準(zhǔn)對(duì)刀點(diǎn)的確認(rèn)是每一次工件變換過(guò)程都要首先確認(rèn)的，避免絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)以及工件的位移沒(méi)有發(fā)現(xiàn)造成錯(cuò)誤的擴(kuò)大化。程序的確認(rèn)需要空運(yùn)行，看葉片表面的余量是否均勻，是否存在過(guò)切現(xiàn)象，程序是否正確，是否與葉型基本吻合。定位銷是下序加工的基準(zhǔn)，它的準(zhǔn)確性與否代表著下序的初始位置是否正確。加工后需要對(duì)工件進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并檢查工件是否存在變形，主要是松開(kāi)壓板后檢查幾處加工后的點(diǎn)位是否符合。為避免變形影響本次加工為留量加工。

3.3 葉片負(fù)壓側(cè)支撐胎具的安裝

控制重點(diǎn)是胎具支撐的符合性，基準(zhǔn)的符合性，葉片安裝的找正誤差（定位銷），碳污染的預(yù)防。胎具支撐與葉片正壓側(cè)是否吻合，使用塞尺檢查縫隙，找正后基準(zhǔn)是否與給定的坐標(biāo)值一致，定位銷是否存在坐標(biāo)變化，這些都影響著負(fù)壓側(cè)的型線質(zhì)量。因?yàn)槿~片一般是屬于低合金不銹鋼，與支撐連接部分的壓板必須與葉片本體隔離，避免不同材質(zhì)碳當(dāng)量相互污染，一般采用本體材質(zhì)鋪焊層或者加工出焊接隔離層為宜。如圖2為避免碳污染加工出的隔離層。

3.4 負(fù)壓側(cè)加工

控制重點(diǎn)是工件坐標(biāo)系的確定，程序的確認(rèn)，應(yīng)力的釋放與變形的檢查，型線的誤差檢查，加工后的探傷。工件坐標(biāo)系和程序的確認(rèn)同3.2。應(yīng)力的釋放與變形的檢查在本次加工的粗精之間進(jìn)行，使用塞尺檢查葉面與支撐結(jié)合部分的縫隙，不超過(guò)要求公差值為合格，如圖3所示。型線誤差檢查為本序加工完成后采用機(jī)床采點(diǎn)檢查與理論坐標(biāo)對(duì)照的方式檢查。加工后的探傷是檢查葉片本體的缺陷。

3.5 正壓側(cè)胎具與葉片的安裝

控制重點(diǎn)是基準(zhǔn)原點(diǎn)的檢查，定位銷間隙的檢查，碳污染的預(yù)防，參考3.3。

3.6 正壓側(cè)精加工

控制重點(diǎn)是工件坐標(biāo)系的確認(rèn)，找正誤差的確認(rèn)，程序的確認(rèn)，型線誤差的檢查，參考3.4，本序?yàn)榫庸ぁ?/p>

3.7 葉片表面精磨

控制重點(diǎn)是打磨過(guò)程及時(shí)使用型線樣板檢查，粗糙度儀各區(qū)域粗糙度檢查，標(biāo)識(shí)的保護(hù)。型線樣板在打磨過(guò)程中實(shí)時(shí)使用，避免打磨過(guò)度或不足，使其符合標(biāo)準(zhǔn)，粗糙度儀的檢查是檢測(cè)表面質(zhì)量，而打磨過(guò)程中標(biāo)識(shí)的保護(hù)比較重要，堅(jiān)持打磨任何一側(cè)對(duì)側(cè)均有本葉片標(biāo)識(shí)。如圖4為粗糙度檢查。

4 最終尺寸檢查

控制重點(diǎn)是各檢查項(xiàng)目不允許出現(xiàn)漏檢項(xiàng)。主要是使用激光跟蹤儀檢查葉片的表面型線，使用樣板檢查葉片的各要求部分厚度公差和間隙公差，使用粗糙度儀檢查各區(qū)域表面質(zhì)量，使用塞尺檢查表面波浪度。上述各部分要求符合標(biāo)準(zhǔn)要求。如圖5為使用激光跟蹤儀對(duì)葉面型線的檢查。

5 結(jié)束語(yǔ)

葉片的加工和檢查是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，如果任何一步出現(xiàn)問(wèn)題，均可能造成葉片的最終加工質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，那么就需要我們嚴(yán)格按照總結(jié)的加工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這樣可以使我們?cè)谌~片的生產(chǎn)過(guò)程中不出現(xiàn)問(wèn)題或者少出現(xiàn)問(wèn)題。實(shí)際生產(chǎn)中，也證明了這一點(diǎn)，完全按照控制標(biāo)準(zhǔn)加工的葉片就沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題，如果某一步驟控制出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)發(fā)現(xiàn)最終的葉片超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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