三峽電站水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的關(guān)鍵制造技術(shù)研究.pdf

1、三峽水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪是當(dāng)今世界上最大尺寸的混流式轉(zhuǎn)輪，重量近500噸，最大外徑10米左右，其葉片厚度達(dá)300毫米，居世界首位。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪是由上冠和下環(huán)中間通過葉片相連并焊接而成，是水輪機(jī)發(fā)電的動(dòng)力產(chǎn)生部件和心臟，因此它的制造質(zhì)量至關(guān)重要。上冠重115噸／毛重180噸，外形尺寸φ8.4×φ1.6×3M呈薄壁喇叭形，下環(huán)重達(dá)81噸，外形尺寸φ10×φ9.4×2.3M程薄壁筒形。材質(zhì)均為ASTM A743M(ZG00Crl3Ni4Mo)奧氏體不銹鋼

2、。由于其一，它們的形狀所致，在加工制造中給工件的裝夾和翻身帶來很大的難度。其二，它們的材質(zhì)有較好的韌性在切削過程中易產(chǎn)生積屑瘤，刀具的選擇至關(guān)重要。其三，它們的軸線截面輪廓由基本的直線、圓弧和一些點(diǎn)坐標(biāo)組成，給加工和測量帶來不便。其四，下環(huán)為薄壁，直徑比壁厚約67，及易變形，給運(yùn)輸和加工帶來困難。本文針對這些問題從理論上和實(shí)際應(yīng)用的需要對上闡述問題的解決方法進(jìn)行了研究，其主要研究成果和特色如下： (1)針對企業(yè)機(jī)械加工工藝條件

3、和加工能力，確定了大型鑄件、大型薄壁鑄件工序安排和工步安排的思考原則，制定了工序間加工余量大小確定的方法。 (2)在對大型零件在加工裝夾中自身重力產(chǎn)生的摩擦力所起作用的總結(jié)基礎(chǔ)上，提出了大型不規(guī)則鑄件和大型薄壁鑄件的裝夾和工裝的設(shè)計(jì)方法，完成了相應(yīng)的工裝設(shè)計(jì)工作。 (3)分析論述了轉(zhuǎn)輪體上冠、下環(huán)的直徑測量以及過留面測量的測量方法，對大型不規(guī)則鑄件的測量有指導(dǎo)作用。 (4)大型數(shù)控加工設(shè)備的加工精度對工件質(zhì)量的影

4、響如何在實(shí)際使用中進(jìn)行彌補(bǔ)的問題進(jìn)行了探討。同時(shí)，對不能用手工精確編程或用手工編程程序較長的程序，應(yīng)用CAM軟件進(jìn)行自動(dòng)編程，生成最優(yōu)程序。 (5)對材質(zhì)為ZG00Crl3Ni4Mo的奧氏體不銹鋼的切削加工，總結(jié)出了在刀具的選擇上的原則和切削用量的原則。 (6)對加工零件的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行分段插值用三次樣條函數(shù)光滑擬合建立實(shí)體模型。針對機(jī)床夾緊力的大小對薄壁零件的變形情況，應(yīng)用CAE軟件進(jìn)行分析，達(dá)到了預(yù)期的