[发明专利]一种水轮机叶片的加工在线测量方法

说明书

本发明涉及水轮机叶片加工技术领域，提供了一种水轮机叶片的加工在线测量方法，包括建模、工件装夹、设定坐标原点、试刀检测、修正、粗加工及精加工等步骤；试刀检测步骤包括对坯件的预定区域进行加工，然后在各加工面上选取多于5个点行检测；修正步骤包括将检测的数据通过控制面板输入控制单元，与3D数字模型比对确定加工偏差，之后根据比对的结果修正下一步的加工量。借此，本发明通过建立叶片的3D数字模型，并在在粗加工及精加工之前设置试刀检测及修正步骤；在线检测水轮机叶片的数据，并将检测的数据与模型对比及时修正下一步的加工量。保证了加工精度及加工的稳定性。降低了制造成本，提高了加工质量。

技术领域

本发明属于水轮机叶片加工技术领域，尤其涉及一种水轮机叶片的加工在 线测量方法。

背景技术

水轮机叶片具有复杂的空间曲面，很难在加工过程中进行实时的监控测量， 因此难以保证叶片的加工质量。

目前，通用的做法是通过测量叶片的壁厚与加工前的留量对比来保证加工 型线的正确性。但由于叶根两侧面和叶根径向面是用同一把刀具进行加工的， 所以通过采用控制两侧面尺寸的方式来控制相应径向面节距尺寸。操作工在机 床上直接用千分尺测量两侧面的尺寸，根据设计理论值与实际测量值的偏差调 整刀具长度，然后再进行两侧面和径向面的精加工，从而来保证两侧面和径向 面的公差要求。虽然该方法能在一定程度上减少加工的偏差，但由于其必须停 机在机床上手工测量，费时费力，加之手工测量误差，其尺寸稳定性也很难保 证，造成毛坯件加工余量大，成品件合格率低，难以满足生产需要。

因此现有的方法由于检测方法及检测器具的原因，测量出的误差较大，不 能准确地反映出叶片型线的加工偏差。另外检测的过程较为繁琐，不利于生产 效率的提高。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以 改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种水轮机叶片的加工在线测量 方法，通过建立叶片的3D数字模型，并在在粗加工及精加工之前设置试刀检测 及修正步骤；在线检测水轮机叶片的数据，并将检测的数据与模型对比及时修 正下一步的加工量。保证了加工精度及加工的稳定性。降低了制造成本，提高 了加工质量。

为了实现上述目的，本发明提供一种水轮机叶片的加工在线测量方法，包 括如下步骤：

步骤1：建模

采用计算机三维软件，建立叶片的3D数字模型；然后将3D数字模型输入 加工机床的控制单元；

步骤2：工件装夹

将待加工的叶片毛坯件采用专用工装装夹定位，限定其自由度；

步骤3：设定坐标原点

叶片毛坯件装夹完成后，操作人员根据加工机床的操作要求，在控制面板 上设定加工的坐标原点；

步骤4：试刀检测

开机对叶片毛坯件的预定区域进行加工，形成若干局部加工面；然后采用 机床侧头在每个局部加工面上选取不少于5个离散分布点分别进行检测，并将 测得的坐标数据记录下来；

步骤5：修正

将检测的数据通过控制面板输入控制单元，与3D数字模型比对确定加工偏 差，之后根据比对的结果修正下一步的加工量；

步骤6：粗加工

根据修正值，对各个加工面完成粗加工；并为精加工预留不超过0.2mm的 加工余量；

步骤7：精加工

开机对叶片毛坯件的预定区域进行加工，形成若干局部加工面；然后采用 机床侧头在每个局部加工面上选取不少于5个离散分布点分别进行检测，并将 测得的坐标数据记录下来；