[发明专利]核电站核主泵导叶的加工工艺

摘要

本发明涉及一种核电站核主泵导叶的加工工艺。本发明可以在整体实心锻件上加工出完整的叶片翼型，与核主泵中叶轮相比难度更大，更不同于传统的叶片制造采用铸造或焊接的方法。加工后的表面粗糙度可以达Ra3.2。对叶片表面进行抛光其粗糙度可达Ra0.8以上。叶片的检测利采用关节臂对叶片的型线进行扫描，扫描后的数据与标准三维模型数据进行比对。经过模拟件及多台产品件最终检测结果，表明导叶的叶片翼型完全符合设计图纸要求。

主权项

一种核电站核主泵导叶的加工工艺，其特征是：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；第十九步用球头铣刀(8)进行五轴五联动轮廓精铣，转速3000rpm，每齿进给量0.15mm，所用刀杆刀具为专用设计的锥形刀柄及可换球头铣刀，通过五轴联动精加工叶片型腔和边缘倒角，沿型腔流道(9)的边缘走螺旋类似矩形的曲线，从上部到中部再到下部，加工时五轴五联动，主轴不断变换各种角度，同时工件也在跟随旋转，按这种方法循环加工每个型腔，即加工出完整的导叶翼型及型腔流道(9)；第二十步加工所有的孔和槽，第二十一步是进行叶片的抛光，利用转速18000rpm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余量。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，抛光检测合格后即完成核主泵导叶的加工。