[发明专利]核电站核主泵导叶的加工工艺

说明书

技术领域：本发明涉及核电站核主泵导叶的加工工艺。

背景技术：二代加核主泵中的导叶是主泵中的最关键的部件之一，且是直接影响泵扬程、流量的重要水力部件。目前，二代加核主泵是我国核电站核岛中唯一没有实现国产化的设备。国内现有的叶片加工方法大多是采用单个叶片加工然后逐个焊接到导叶轮毂上，或是采用整体铸出的导叶然后进行打磨，这两种方法的制造出的导叶质量不高，前者存在焊接精度不高，焊后变形，存在焊接应力。后者存在铸造质量也不高，常存在铸造砂眼、裂纹，打磨叶片困难，难以保证叶片翼型，且两种方法制造出的导叶可靠性都难以满足在核主泵运行压力17.16MP、温度是350℃这种工况下的要求。目前，我国还没有加工核主泵导叶的厂家，国外同行加工也采用三坐标机床加辅助工装加工，加工出的叶片及流道表面粗糙度达Ra12.5，所以手工打磨占有很大比重。这样会影响导叶流道的形状，影响核主泵的扬程、效率。普通的导叶的制造一般分为两种方法，即铸造和焊接，铸造的导叶材料强度差，精度低，叶片的型线靠手工打磨，很难保证其设计的型线，既影响到使用寿命，也就影响到整个主泵电机组的功率。在核泵里导叶需要承受高温高压，铸造导叶其材料性能差，故而会缩短寿命，会增加核电站的检修频率，甚至会出现事故。导叶的叶片固定如果采用焊接的方式，很难控制叶片焊接变形量，增加焊接难度，焊后的叶片的退火、打磨很也难保证叶片型线，承载高温高压的焊缝强度等要求也很难满足核泵的运行要求，对于机组的效率和安全性、维护都带来不便。

发明内容：

本发明的目的是提供一种加工质量好、工艺运行稳定、缩短制作周期，提高工作效率的核电站核主泵导叶的加工工艺。本发明的技术方案为：一种核电站核主泵导叶的加工工艺，核主泵导叶由整体实心锻件(1)加工而成，导叶由十四个叶片(21)，均匀分布在轮毂(24)与外环(25)之间，相邻两个叶片(21)、轮毂(24)与外环(25)间构成流道(23)，叶片(21)与轮毂(24)、外环(25)的连接处带有过渡圆角(22)并光滑连接，具体工艺步骤为：

第一步是选用粗加工端面铣刀(4)，按叶片的倾斜角度粗铣出一个垂直于与叶片切线的斜面5，转速800rpm，垂直步距为1mm，每齿进给量0.6mm，目的是为了下一步容易钻削，不会产生让刀，由于切削量较大，而且是偏铣，在开始进行粗切削的时候需要设计强度大的刀柄；

第二步是设计选用合适的钻头(6)在垂直于斜面的角度上钻通型腔通孔(7)，转速500rpm，每齿进给量0.1mm；

第三步用D43L400的面铣刀将钻好的通孔(7)扩大孔的直径，转速1200rpm，每齿进给量0.45mm，这样可以增加加工效率也有利于更好的排削；

第四步用D63L210的面铣刀进行两个叶片间的型腔铣削，转速900rpm，每齿进给量0.5mm；

第五步用D63L260的面铣刀加深两个叶片间的型腔铣削，转速900rpm，每齿进给量0.5mm；

第六步用D40L350的面铣刀进行导叶叶片进口端其中一侧形状有些凹的叶片倒角的铣削，转速1500rpm，每齿进给量0.5mm；

第七步用第六步的方法沿着叶片进一步加深第六步位置叶片型腔的铣削；

第八步用D63L200的面铣刀加工导叶型腔内另一侧形状有些凸起的叶片靠近外侧圆角的铣削；

第九步用D63L200的面铣刀加工导叶型腔内第八部加工靠近内圆倒角的位置；

第十用D40L350的面铣刀进一步加深第七步铣削；

第十一步用D40L350加深第九步位置的铣削；第十二步用D40L350继续加深第八步位置的铣削；

第十三步用D63L310的面铣刀加深两个叶片间的型腔铣；

第十四步用D63L350的面铣刀将型腔加工到相通；

第十五步变换角度，用D40L400的面铣刀加工叶片曲线凹进去的中部和下部，直到铣通到底部；

第十六步用R8L230的球头铣刀进行叶片边缘的倒角粗铣；

第十七步用R8L230的球头铣刀进行叶片表面的半精铣；

第十八步用R8L400对型腔的中部和底部进行五轴半精铣，通过以上十八步对型腔流道(9)各个方向的半精铣削，为下一步精铣做好准备；