[发明专利]核电站核主泵叶轮的加工工艺

权利要求书

1.一种核电站核主泵叶轮的加工工艺方法，其特征是：核主泵叶轮由整体锻造的锻件加工而成，叶轮由五个叶片（15）均匀分布在轮毂（16）上，相邻两个叶片间构成流道（14），叶片与轮毂的连接处有过渡圆角（17）并光滑连接，具体工艺步骤为：首先利用立式车铣加工机床AC20-1600加工叶轮的外轮廓和内腔，用五轴编程软件（UG）进行车序的编程，将编好的程序输入到立式车铣加工机床AC20-1600，在立式车铣加工机床AC20-1600上利用准备好的非标加长刀杆1及相关数控刀具，对叶轮的进水端及内腔的进行粗车、半精车、精车与胎体5配合的凹止口，然后利用车削专用工装进行叶轮的出水端粗车、半精车、精车与底座（7）配合的凸止口，最后用车削专用工装及车削内腔加工时所用的非标加长刀杆（1）进行叶轮的进水端及内腔的半精车、精车加工，其中叶轮外圆半精车，叶轮的形状将从锻件图的形状加工到无叶片时的叶轮外轮廓形状，叶轮车序主要步骤如下：用R1.2外圆车刀粗加工叶片上缘，单边余量为1mm；用R1.2内圆车刀及非标加长刀杆粗加工内腔，单边余量为1mm；用R4R型刀片，粗加工内腔凹腔部分，单边余量为2mm；用R4R型刀片，半精加工内腔凹腔，余量为0.5mm；用R0.8外圆车刀，粗加工叶轮下缘，单边余量为1mm；用R4端面槽刀加工端面环槽，单侧余量为1mm；

其次，利用五轴编程软件(HyperMILL)，按叶轮三维图进行叶片的独立开发编程，因原程序不能很好的满足叶轮的要求，同时进行专用刀杆与刀具的设计与选用，具体工艺步骤为：第一步是直径100mm,长度200mm的五齿的粗加工用的铣刀，粗铣出一个流道每齿进给量1.4mm，由于切削量较大，在开始进行粗切削的时候需要设计强度大的刀柄，第二步是使用直径84mm，长度300mm的五齿粗加工用的铣刀对流道进行深加工，要切削到轮毂面必须必须增长刀柄，因机床刀具有重量要求，所以要设计既有一定刚度又要重量轻的刀柄，第三步是直径42mm,长度345mm粗、精加工用的四齿铣刀加工叶片的曲面，刀具直径变小齿数变少，转速需提高，垂直步距为1.5mm每齿进给量1.6mm，第四步是锥形刀柄长270mm的四齿球头铣刀加工叶片圆角，每齿进给为0.1mm，第五步是锥形刀柄长320mm的6齿球头刀，加工叶轮的叶片，每齿进给量为0.2mm。按这种方法循环加工每个叶片，即加工出完整的叶轮；

第三，利用转速18000转每分的气动磨机，分别安装上千叶轮、纤维碟、纤维轮、羊毛碟对叶片翼型进行手工抛光，抛光只使表面达到更好的效果，表面粗糙度可以达到Ra0.8以上，抛光不改变叶片的形状和尺寸，只是抛光掉精加工时预留的0.1mm左右余量,然后使用AC20-1600立式车铣加工机床精车叶片外圆及其它留量部位，最终用关节臂对叶片的翼型进行扫描，与已设计好的模型进行轮廓线对比。

2.根据权利要求1所述的一种核电站核主泵叶轮的加工工艺方法，其特征是：车削专用工装为：将上下均带有按一定要求的止口配合精度的胎体（5）中的凸止口落入到立式车铣加工机床AC20-1600工作台的凹止口中，并利用内六角M24螺钉（4）与b28T型滑块(6)将胎体（5）把合到工作台上，其中内六角M24螺钉（4）落入胎体5的沉孔中，b28T型滑块（6）放入机床工作台的标准键槽内。将叶轮工件出水端凹止口落入到胎体（5）凸止口配合的位置，压板（2）要事先放入工件内腔，否则落入止口后将无法将压板（2）放入叶轮内腔，用M30螺栓（3）将压板（2）压紧，压板（2）的凸止口要落入工件止口内。此工装将工件止口与工装止口配合把紧，工装止口与工作台止口配合把紧，通过止口配合，把紧后无需重复找正，可直接车削。

3.根据权利要求1所述的一种核电站核主泵叶轮的加工工艺方法，其特征是：铣削及精车工具专用工装为：将上下均带有按一定要求的止口配合公差的底座（7）下端凸止口落入到STC1000五轴加工中心的工作台配合的工作台的凹止口中，将过度盘（8）的凸止口落入底座（7）配合的凹止口中，利用销子（13）定位底座（7）和过度盘（8），再利用垫圈（10）、螺杆（11）、M24螺母（12）将叶轮工件把紧到铣削及精车工具专用工装上，利用底座（7）中的环槽将工装压紧到工作台上，此工装可用于铣削叶轮叶片及精车叶轮进水端和外圆，铣削时，此工装将工件止口与工装止口配合把紧，工装止口与工作台止口配合把紧，通过止口配合，把紧后无需重复找正，可直接铣削。