[发明专利]整铸座环加工方法

说明书

本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种整铸座环的加工方法，解决现有技术中的加工难题，采用针对整铸座环的上环板和下环板中间的固定导叶的叶片从外边缘向内边缘加工，并且加工过程中对刀具干涉提前进行模拟处理，能够保证座环固定导叶进水边和出水边型线的加工精度，并且保证满足多个固定导叶间距尺寸公差要求，刀具加工轨迹空刀较少，刀具轨迹可靠，降低了打磨成本，提高了加工效率。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种整铸座环的加工方法。

背景技术

座环作为水轮机的关键部位，一般由上环板、下环板和固定与上环板与下环板之间的若干固定导叶焊接而成，主要用于承受水轮机的轴向水推力、转动及固定部分重量，以最小的水力损失将水流引入导水机构，且机组安装时以座环为基准。随着电站对水轮机安装进度要求提高，为消除座环由于焊接引起的变形，水轮机座环采用整体铸造方法，之后采用数控机床加工提高精度及缩短制造周期。座环整体铸造方法是指上环板、下环板和固定导叶采用3D打印出砂型，然后进行整体浇注为整铸成型的座环；浇注完成后整体座环铸件会产生收缩变形，且相邻固定导叶间距尺寸绕圆周排布不均匀，导致无法满足固定导叶相互之间几何公差准确性的要求，影响水轮机的效率及稳定性；若要保证整铸座环固定导叶相互之间尺寸公差，则需要使用数控加工机床进行加工，以保证固定导叶相互之间尺寸沿圆周均匀分布；而整铸座环加工的主要难题在于：加工固定导叶进水边时每个固定导叶单独加工，加工固定导叶的出水边时由于上环板和下环板遮挡干涉无法加工，打磨过程中采用样板打磨处理，严重影响加工效率和质量。

发明内容

本发明提供了一种整铸座环加工方法，解决现有技术中的加工难题，采用针对整铸座环的上环板和下环板中间的固定导叶的叶片从外边缘向内边缘加工，并且加工过程中对刀具干涉提前进行模拟处理，能够保证座环固定导叶进水边和出水边型线的加工精度，并且保证满足多个固定导叶间距尺寸公差要求，刀具加工轨迹空刀较少，刀具轨迹可靠，降低了打磨成本，提高了加工效率。

一种整铸座环加工方法，所述整铸座环包括上环板、下环板、固定导叶，包括以下步骤：

步骤S01,整铸座环云点数据采集；

步骤S02,立式车床粗加工上环板和下环板端面及内轮廓型线；

步骤S03,龙门铣粗加工固定导叶的叶片出水边；

步骤S04,镗铣床粗加工固定导叶的叶片进水边；

步骤S05,龙门铣精加工固定导叶的叶片出水边；

步骤S06,镗铣床精加工固定导叶的叶片进水边；

步骤S07,车铣加工中心精加工上环板和下环板端面及内轮廓型线。

进一步地，所述步骤S01具体为，其中固定导叶由若干叶片沿圆周均匀分布组成，加工时无法确定叶片相互间的起始角度；在整铸座环毛坯的上环板、下环板和固定导叶的表面放置标志点，采用专业相机对整铸座环全方位拍照，导入计算机进行图像处理，建立三维模型并拟合生成整铸座环毛坯，确定加工固定导叶的起始角度。

进一步地，所述步骤S03中加工方法采用深度轮廓的加工方式，产生加工刀具轨迹，并进行机床刀具模拟动态仿真。

进一步地，所述步骤S03中加工方法还包括以下环板端面为装卡定位面，按照出水边的基准点坐标对整铸座环进行找正，然后加工固定导叶的叶片出水边的轮廓；加工固定导叶的叶片出水边的加工方式采用深度轮廓铣，在机床主轴处安装万能附件，根据固定导叶阵列角度与刀轴之间的水平夹角来旋转刀轴角度，加工相邻固定导叶之间重叠遮挡部位，切削方向由固定导叶的叶片的外边缘至内边缘，每加工一个固定导叶调整机床安能附件的角度。

进一步地，所述步骤S04中所述镗铣床为带回转工作台数控镗铣床。