專利名稱：水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片加工技術(shù)，特別涉及到一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成
型方法。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)輪作為水輪發(fā)電機(jī)的心臟，是將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的關(guān)鍵部件。通常，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪包括一組扭曲成一定形狀的葉片，且按一定規(guī)律排列在轉(zhuǎn)輪軸上，水流流過(guò)葉片表面，沖擊轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的?，F(xiàn)有技術(shù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片采用鑄造方式制造，每制造一塊葉片就需要一套澆鑄模，一般一個(gè)電站都有約30 50塊葉片，使得模具制造成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。同時(shí)，鑄造件的氣孔、夾渣、縮松和裂紋等缺陷都不好控制，致使產(chǎn)品報(bào)廢率高，缺陷處理成本高，質(zhì)量隱患多。另外，鑄造件余量多，加工成本高。最重要的是，葉片是在水流沖擊條件下工作(水中經(jīng)常含有大量泥沙等物)，而鑄造件內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密度不夠，抗氣蝕與沖刷能力弱，一旦發(fā)生剝蝕破壞，就會(huì)迅速擴(kuò)展(且是一種無(wú)規(guī)律可言的破壞)，造成發(fā)電機(jī)組一系列的問(wèn)題(諸如振動(dòng)，能量轉(zhuǎn)換效率降低等)。顯然，現(xiàn)有技術(shù)鑄造水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片存在著加工成本高、質(zhì)量水平低和安全隱患多等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)鑄造水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片存在的加工成本高、質(zhì)量水平低和安全隱患多等問(wèn)題，本發(fā)明提出一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法。本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法采用鋼板為原材料，通過(guò)三維建模生成轉(zhuǎn)輪葉片的包絡(luò)曲面，根據(jù)包絡(luò)曲面采用數(shù)控加工技術(shù)制備壓形模的上、下模；根據(jù)包絡(luò)曲面對(duì)鋼板局部做削薄處理；將鋼板熱壓成形為扭曲形狀。進(jìn)一步的，本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法采用的鋼板為不銹鋼板。進(jìn)一步的，本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法包括以下步驟S1:通過(guò)三維建模生成轉(zhuǎn)輪葉片的包絡(luò)曲面；S2 :根據(jù)包絡(luò)曲面采用數(shù)控加工技術(shù)制備壓形模的上、下模；S3 :將等厚的包絡(luò)曲面作三維展開，確定下料尺寸和形狀；S4 :根據(jù)包絡(luò)曲面對(duì)鋼板局部做削薄處理；S5 :將鋼板加熱到10500C ±10°C,保溫8 15分鐘；S6:將鋼板放置在壓形模的上、下模之間，加壓至上、下模與葉片間基本無(wú)間隙，保壓至溫度降到700°C以上；S7 :打開模具，取出熱壓成形件；S8 :將鋼板再次加熱到1050°C 土 10°C，保溫8 15分鐘；S9:將鋼板放置在壓形模的上、下模之間，加壓至上、下模與葉片間基本無(wú)間隙，保壓至溫度降到400°C以下；SlO :卸壓,檢查葉片與模具間隙,要求<1. 5mm ；
Sll :取出熱壓成形件，對(duì)熱壓成形件進(jìn)行后續(xù)機(jī)械加工，檢驗(yàn)，入庫(kù)。本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法的有益技術(shù)效果是一批葉片只需一副壓形模具，且模壓葉片外形一致性好，加工余量較小，轉(zhuǎn)輪葉片質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。


附圖1為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的正視示意圖；附圖2為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的側(cè)視示意圖。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法作進(jìn)一步的說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式附圖1為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的正視示意圖，附圖2為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的側(cè)視示意圖，由圖可知，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪包括一組扭曲成一定形狀的葉片，且按一定規(guī)律排列在轉(zhuǎn)輪軸上，水流流過(guò)葉片表面，沖擊轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。現(xiàn)有技術(shù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片采用鑄造方式制造，每制造一塊葉片就需要一套澆鑄模，一般一個(gè)電站都有約30 50塊葉片，使得模具制造成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。同時(shí)，鑄造件的氣孔、夾渣、縮松和裂紋等缺陷都不好控制，致使產(chǎn)品報(bào)廢率高，缺陷處理成本高，質(zhì)量隱患多。另外，鑄造件余量多，加工成本高。最重要的是，葉片是在水流沖擊條件下工作(水中經(jīng)常含有大量泥沙等物)，而鑄造件內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密度不夠，抗氣蝕與沖刷能力弱，一旦發(fā)生剝蝕破壞，就會(huì)迅速擴(kuò)展(且是一種無(wú)規(guī)律可言的破壞)，造成發(fā)電機(jī)組一系列的問(wèn)題(諸如振動(dòng)，能量轉(zhuǎn)換效率降低等)。顯然，現(xiàn)有技術(shù)鑄造水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片存在著加工成本高、質(zhì)量水平低和安全隱患多等問(wèn)題。為解決現(xiàn)有技術(shù)鑄造水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片存在的加工成本高、質(zhì)量水平低和安全隱患多等問(wèn)題，本發(fā)明提出一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法。本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法采用鋼板為原材料，通過(guò)三維建模生成轉(zhuǎn)輪葉片的包絡(luò)曲面，根據(jù)包絡(luò)曲面采用數(shù)控加工技術(shù)制備壓形模的上、下模；根據(jù)包絡(luò)曲面對(duì)鋼板局部做削薄處理；將鋼板熱壓成形為扭曲形狀。當(dāng)然，熱壓成形后的轉(zhuǎn)輪葉片還沒(méi)有完全達(dá)到形狀和尺寸精度，還需要輔助以機(jī)械加工使其達(dá)到形狀和尺寸精度。另外，為增加轉(zhuǎn)輪葉片的耐腐蝕性，本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法采用的鋼板為不銹鋼板。本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法包括以下步驟S1:通過(guò)三維建模生成轉(zhuǎn)輪葉片的包絡(luò)曲面；S2 :根據(jù)包絡(luò)曲面采用數(shù)控加工技術(shù)制備壓形模的上、下模；S3 :將等厚的包絡(luò)曲面作三維展開，確定下料尺寸和形狀；S4 :根據(jù)包絡(luò)曲面對(duì)鋼板局部做削薄處理；S5 :將鋼板加熱到10500C ± 10°C，保溫8 15分鐘；S6:將鋼板放置在壓形模的上、下模之間，加壓至上、下模與葉片間基本無(wú)間隙，保壓至溫度降到700°C以上；S7 :打開模具，取出熱壓成形件；S8 :將鋼板再次加熱到10500C ± IO0C，保溫8 15分鐘；S9:將鋼板放置在壓形模的上、下模之間，加壓至上、下模與葉片間基本無(wú)間隙，保壓至溫度降到400°C以下；SlO :卸壓，檢查葉片與模具間隙，要求≤1. 5mm ；Sll :取出熱壓成形件 ，對(duì)熱壓成形件進(jìn)行后續(xù)機(jī)械加工，檢驗(yàn)，入庫(kù)。顯然，本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法的有益技術(shù)效果是一批葉片只需一副壓形模具，且模壓葉片外形一致性好，加工余量較小，轉(zhuǎn)輪葉片質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。
權(quán)利要求
1.一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法，其特征在于采用鋼板為原材料，通過(guò)三維建模生成轉(zhuǎn)輪葉片的包絡(luò)曲面，根據(jù)包絡(luò)曲面采用數(shù)控加工技術(shù)制備壓形模的上、下模；根據(jù)包絡(luò)曲面對(duì)鋼板局部做削薄處理；將鋼板熱壓成形為扭曲形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法，其特征在于采用的鋼板為不銹鋼板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法，其特征在于該方法包括以下步驟 ` S1:通過(guò)三維建模生成轉(zhuǎn)輪葉片的包絡(luò)曲面； `52:根據(jù)包絡(luò)曲面采用數(shù)控加工技術(shù)制備壓形模的上、下模； `53:將等厚的包絡(luò)曲面作三維展開，確定下料尺寸和形狀； `54:根據(jù)包絡(luò)曲面對(duì)鋼板局部做削薄處理； `55:將鋼板加熱到10500C ±10°C，保溫8 15分鐘； `S6:將鋼板放置在壓形模的上、下模之間，加壓至上、下模與葉片間基本無(wú)間隙，保壓至溫度降到700°C以上； `57:打開模具，取出熱壓成形件； `58:將鋼板再次加熱到1050°C ±10°C，保溫8 15分鐘； `59:將鋼板放置在壓形模的上、下模之間，加壓至上、下模與葉片間基本無(wú)間隙，保壓至溫度降到400°C以下； ` 510:卸壓，檢查葉片與模具間隙，要求彡1. 5mm ； ` 511:取出熱壓成形件，對(duì)熱壓成形件進(jìn)行后續(xù)機(jī)械加工，檢驗(yàn)，入庫(kù)。
全文摘要
為解決現(xiàn)有技術(shù)鑄造水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片存在的加工成本高、質(zhì)量水平低和安全隱患多等問(wèn)題，本發(fā)明提出一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法。本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法采用鋼板為原材料，通過(guò)三維建模生成轉(zhuǎn)輪葉片的包絡(luò)曲面，根據(jù)包絡(luò)曲面采用數(shù)控加工技術(shù)制備壓形模的上、下模；根據(jù)包絡(luò)曲面對(duì)鋼板局部做削薄處理；將鋼板熱壓成形為扭曲形狀。本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片模壓成型方法的有益技術(shù)效果是一批葉片只需一副壓形模具，且模壓葉片外形一致性好，加工余量較小，轉(zhuǎn)輪葉片質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。
文檔編號(hào)B21D53/78GK103042090SQ20131000353
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者姚新舫 申請(qǐng)人:重慶水輪機(jī)廠有限責(zé)任公司