一种降低水轮机上冠表面粗糙度的车削方法与流程

本发明属于水轮机加工技术领域，具体涉及一种降低水轮机上冠表面粗糙度的车削方法。

背景技术：

水轮机是一种将水能转换为机械能的动力机械，上冠、下环、叶片被称为水轮机转轮的三大铸件，全部是不锈钢材料，是水轮机中技术含量最高，制造难度最大，制造周期最长的部件。其中上冠加工有如下技术难点：①材质特殊，上冠的材质为zg06cr13ni4mo，不锈钢加工硬化严重，刀具易磨损。②切削过程中不断屑，钢屑缠在刀架上，易将已加工面刮伤。③由于全为加工面，型线面为样条曲面，一般长达2000-2500mm，即切削面积大，粗糙度要求ra3.2，而且型线面上不允许有接刀痕迹，要求较为苛刻。

目前国产化以后业内加工上冠均采用国产机床，重复定位精度0.05-0.08mm之间，使用标准93°/r0.8圆角的精加工刀具采用刀尖切削，磨损较快。在加工型线面时车削一刀用时3-5小时，过程中更换刀尖2-3次，这样每更换一次刀尖就产生0.05-0.08mm之间的接刀台阶（机床重复定位精度值大小，与接刀台阶成正比），质量无法保证，经常需要反复走刀2-3次才能合格，加工时间将会增长2-3倍。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种降低水轮机上冠表面粗糙度的车削方法，解决了水轮机上冠现有技术中加工周期长，质量无法保证的问题。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种降低水轮机上冠表面粗糙度的车削方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.加工前准备：将水轮机上冠平铺安装在车床工作台中心上，并设计所述水轮机上冠的型线面；

b.装卡：将所述水轮机上冠进行固定，使其加工时不会与所述工作台之间产生位移或松动；

c.加工：将圆弧刀具固定安装在车床的刀夹上，使所述圆弧刀具的刀尖圆弧面与所述水轮机上冠的型线面相切，并按照预先设定的路线沿所述型线面从上至下车削，其中，切削速度控制为60-80m/min，防止所述水轮机上冠的型线面产生硬化层和产生积屑瘤，切削深度控制为0.08-0.1mm，防止颤刀；在加工的同时配置乳化液进行降温和润滑。

进一步的，用四点支压的方式将所述水轮机上冠固定。

进一步的，所述步骤c中，所述圆弧刀具的进给速度为0.3-0.5mm/n。

进一步的，所述圆弧刀具的刀尖圆弧为r8-r10。

本发明的有益效果为：本发明所述方法解决了水轮机上冠现有技术中加工周期长，质量无法保证的问题；并且可以应用到其它型线面零件的加工领域，能够更好的保证零件的粗糙度，与目前业内的加工方式相比，提高了2-3倍的加工效率，提高了水轮机上冠的加工质量。

附图说明

图1为本发明装配图。

图2为本发明加工初始示意图。

图3为本发明加工中示意图。

图4为本发明加工完成示意图。

其中，水轮机上冠1，圆弧刀具2，刀夹3。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的实施例，图1为本发明装配图，图2为本发明加工初始示意图，图3为本发明加工中示意图，图4为本发明加工完成示意图。参照图1-4所示，本发明所述降低水轮机上冠表面粗糙度的车削方法，具体包括以下步骤：

a.加工前准备：将水轮机上冠平铺安装在车床工作台中心上，并设计所述水轮机上冠的型线面；可以理解的是，此时所述型线面的粗糙度高，不符合实际需求，需要将其型线面进行精加工，降低其粗糙度，设计时，可在所述型线面上通过有色笔沿所述型线面进行划线或者间隔设定多个加工定位点，设定加工标准；

b.装卡：用四点支压的方式将所述水轮机上冠进行固定，使其加工时不会与所述工作台之间产生位移或松动；

c.加工：将圆弧刀具固定安装在车床的刀夹上，使所述圆弧刀具的刀尖圆弧面与所述水轮机上冠的型线面相切，按照预先设定的路线（具体可以表现为：数控程序）沿所述型线面从上至下车削，其中，切削速度控制为60-80m/min，若切削速度过快，会导致切削温度过高，工件表面易产生硬化层不利于切削，切削速度过低容易产生积屑瘤影响工件表面粗糙度；切削深度控制为0.08-0.1mm，不宜过大，否则会发生颤刀现象；进给速度为0.3-0.5mm/n；在加工的同时配置乳化液进行降温和润滑，重复以上所述步骤，对所述水轮机上冠所有的型线面进行加工。

根据本发明的一些实施例，本发明所述圆弧刀具的刀尖圆弧为r8-r10，原理是随着水轮机上冠型线面曲率的变化，刀尖圆弧与所述水轮机上冠型线面的接触点位移，形成一种变化刀尖，接触点不断位移，且始终保持相切状态，减少了同一位置刀尖的磨损程度，避免了目前业内采用93°/r0.8圆角的精加工刀具刀尖切削磨损过快的问题。

发明人发现，根据本发明所述的车削方法，解决了水轮机上冠现有技术中加工周期长，质量无法保证的问题；并且可以应用到其它型线面零件的加工领域，能够更好的保证零件的粗糙度，与目前业内的加工方式相比，提高了2-3倍的加工效率，提高了水轮机上冠的加工质量。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据

本技术：
的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

技术特征：

技术总结
本发明属于水轮机加工技术领域，具体涉及一种降低水轮机上冠表面粗糙度的车削方法，包括以下步骤：a.加工前准备：将水轮机上冠平铺安装在车床工作台中心上，并设计所述水轮机上冠的型线面；b.装卡：将所述水轮机上冠进行固定，使其加工时不会与所述工作台之间产生位移或松动；c.加工：将圆弧刀具固定安装在车床的刀夹上，使所述圆弧刀具的刀尖圆弧面与所述水轮机上冠的型线面相切，并按照预先设定的路线沿所述型线面从上至下车削，在加工的同时配置乳化液进行降温和润滑。解决了水轮机上冠现有技术中加工周期长，质量无法保证的问题。

技术研发人员：延杨伟;柏长友;苏建民;杨保
受保护的技术使用者：宁夏共享精密加工有限公司
技术研发日：2017.12.08
技术公布日：2018.05.15