Technologie de turbine d'usinage CNC et plan de serrage

Selon le matériel, caractéristiques structurelles et exigences techniques de la roue, le plan d'usinage CNC est analysé et étudié, y compris le processus d'usinage, difficultés techniques et mesures techniques prises. Il est recommandé d'ajouter les bossages de montage de processus requis à une extrémité de la roue., et concevoir et développer un moule de montage spécial pour répondre aux exigences du traitement des turbines. Not only meets the CNC machining accuracy and shape tolerance requirements of the patterned parts, but also the machining efficiency is greatly improved.

Plan view of mixed flow pump impeller

Section A-A de la pale de la turbine

Keywords: impeller; CNC machining process; special tooling; process improvement

introduction
Vertical mixed flow pumps are widely used in power stations, power plants to transport circulating cooling water, seawater desalination, urban water supply and drainage and pumping stations, and agricultural irrigation. It has played a great role in the greening and environmental protection of the city. Because the impeller is the key part of the water pump rotation, the technical requirements are relatively high, so its precise processing is a big problem. Accurate processing can reduce the vibration caused by water flow and increase the service life of the impeller. The outlet diameter of the vertical mixed flow pump is relatively large (tel que 4,1 800mm), and the coaxiality between the impeller and the center line of the corresponding hole of the pump is very important. If the coaxiality does not meet the requirements, the impeller chamber will be rubbed, and the impeller will be damaged. Donc, the machining accuracy and coaxiality of the impeller are particularly important.

1. Analysis of impeller parts materials and processing technology

1.1 Characteristics of impeller material and blank
The processing object is the impeller shown in Figure 1. Due to its complex structure, steel castings are generally used. The casting blank cutting allowance is relatively large, if the blank size is 4,1 250~4,2 000mm, l'allocation (un côté) est de 23 mm; Si la taille du blanc est 4,800-4,1 250mm, la marge (un côté) est de 21 mm. Le matériau de la roue est ZGOFCRl9N19, qui est en acier inoxydable austénitique et contient un élément Ni. La ténacité du Ni est grande, ce qui affecte les performances de coupe, et l'outil est facilement endommagé en collant. L'acier inoxydable austénitique est également soumis à un traitement en solution à 1010～1150℃, et sa dureté est généralement comprise entre 360 ​​et 400HB. Couplé à la peau noire produite lors de la coulée de l'acier inoxydable austénitique, sa dureté est plus élevée. De plus, puisque la coupe de la lame est discontinue, il est facile de provoquer l'effondrement de l'outil pendant la coupe, donc l'usinage de la roue nécessite des outils relativement élevés.

Concevoir le processus d'usinage CN des aubes de turbine

1.2 Analyse du processus de la roue d'usinage CNC
En raison de la forme complexe de la roue, haute dureté, et adhère facilement au couteau pendant le fraisage, son traitement est difficile. Les méthodes de traitement sont également diverses. Parmi eux, DVT400: 31/32 La machine-outil verticale de type est la plus largement utilisée dans le traitement, mais cela nécessite un niveau élevé de travailleurs, et un outillage spécial est nécessaire pour assurer la fiabilité du serrage et la stabilité de la coupe. En général, le traitement de la turbine présente les problèmes suivants.

Plan général de traitement et de serrage de la roue

Chiffre 1 Schéma des pièces de la turbine

1) Le temps d'alignement est trop long. La force agissant sur la pièce dans la direction radiale (pointant vers la direction de l'axe de rotation de la pièce) pendant la coupe, il est extrêmement facile de faire vibrer la pièce et de provoquer un déplacement. En ce moment, un deuxième alignement est nécessaire.
2) La précision et la taille du processus sont difficiles à garantir. Les pales de la turbine sont sphériques extérieures et nécessitent une précision relativement élevée. Couplé à l'influence de l'erreur de la machine-outil elle-même, il est difficile de garantir la précision de l'usinage de la roue.
3) Faible efficacité de production. Lors de l'usinage CNC des pales de turbine, le temps auxiliaire et le temps de manœuvre sont trop longs, spécialement pour la production d'une seule pièce.
4) Il est facile de produire des déchets. Il est difficile de garantir la précision du traitement et la taille du processus, ce qui augmente le taux de rebut et le coût de production.

2. Processus d'usinage CNC pour les pales de roue

2.1 Détermination du plan de référence
Selon les exigences du processus, sélectionner la surface non usinée comme surface de référence brute. On peut le voir sur le dessin des pièces de la roue présenté sur la figure 1 that the forming surface composed of size 13mm and R50 is 45C on the upper left side of the blade root. The inclined surface is a non-machined surface and can be used as a rough reference surface. But because it is a non-machined surface, as a reference surface, calibration is very important, and the two surfaces must be coaxial. If the reference plane is not correctly calibrated, it will affect the weightlessness of the dynamic balance. If the reference level correction deviation is too large, the dynamic balance will lose too much weight, it will definitely affect the strength of the impeller, and even cause scrap. Donc, in order to avoid adverse effects due to de-duplication, it is particularly important to calibrate the reference plane and ensure the wall thickness.

2.2 CNC machining process of impeller blades
According to the above discussion, it is necessary to clamp the upper left side 45 of the blade root. The inclined plane is calibrated, but because the impeller blade structure is three-piece, and it is a circular arc surface. If the six M20 holes on the left side of Figure 1a cannot be clamped firmly, these six holes can only be used for rough machining and clamping, so the left craft boss is thickened and six M24 screw holes are machined on it. Used for clamping. When clamping with the boss of the craft fixture on the left, first correct the forming surface composed of size 13mm and R50mm and use it as a reference, and then rough-cut 61 212.5mm outer circle and 4,1122.5mm large plane at the right end. Utilisez ensuite la surface de moulage composée de taille 13 mm et R50 mm comme référence inverse pour corriger la partie supérieure., trois points médians et inférieurs du 450 pente en haut à gauche (Les points supérieur et inférieur peuvent être sélectionnés à 30 mm de l'extrémité extérieure, et le point médian peut être sélectionné comme point médian du plan incliné); Enfin, tournage grossier et aplatissement du plan du bossage du processus à l'extrémité gauche.

Si les plans aux extrémités gauche et droite sont déviés en raison du moulage, une certaine marge de coupe peut être laissée des deux côtés, ce qui peut réduire les rebuts de pièces dus à un déséquilibre excessif causé par une déviation de coulée. Avec les repères aux deux extrémités de la roue, le processus de fraisage ultérieur peut être effectué selon le processus d'usinage de la pale de roue illustré dans (Tableau 1).

Tableau 1, Machining technology of impeller blade

According to the above analysis, the method of processing impellers by vertical turning must be improved to meet the needs of processing accuracy and mass production. Par exemple, by improving the mold, high processing accuracy can be achieved, and the processing equipment is simple, and the operation and adjustment are also convenient.

3. Impeller processing tooling and its solutions
3.1 General impeller processing and clamping method
According to the general vertical lathe processing technology, when from rough machining to final finishing, the west 122.5mm outer circle, the right end face and the right end at qb282mm, turning 938mm stop, need to change the pressure plate. The pressing plate type impeller machining clamping method shown in Fig. 2a and the inner hole impeller machining clamping method shown in Fig. 2b are respectively adopted. In the process of exchanging the pressure plate, due to the long time and instability, the accuracy of the parts decreased and the drawing requirements could not be met. Also, when using the inner hole for clamping, since the +160H7 inner hole L surface is too small, the contact surface is small, and the stability during compression is relatively poor. The cutting force when processing the west 1212.5mm outer circle and its right end face is relatively large, and the material is austenitic stainless steel, which also increases the cutting difficulty. Careless cutting will cause the knife to turn over. The lighter part will be scrapped, and the severer will cause casualties. In order to improve labor productivity, ensure processing quality, and reduce labor intensity, it is necessary to improve the impeller processing and clamping method.

3.2 Improved plan for impeller processing and clamping

The impeller processing technology and its wood mold tooling improvement must start from the rough benchmark quality assurance. As described in Chapter 2 of this article, start with the non-machined surface of the outer wall of the impeller and correct the upper left side 45. The upper, middle and lower three points of the inclined plane (upper and lower two points can be selected at 30mm from the outer end, et le point médian peut être sélectionné comme point médian du plan incliné). The outer ring and plane cast on the left end surface and both ends of the rough turning, reverse correction jealousy 13mm and R50mm forming surface as the reference surface. S'il y a un écart entre la paroi intérieure et la paroi extérieure de la roue, une certaine marge de coupe peut être laissée sur les deux murs, de sorte que l'erreur d'épaisseur de paroi causée par le moulage puisse être réduite.

Positionnement du luminaire et état de la roue de serrage

Chiffre 2. Plan de serrage général pour le traitement de la roue à plaques de pressage

Par exemple, en tournant l'extrémité droite du qb282mm, la face d'extrémité droite de 122,5 mm et le cercle extérieur, vous pouvez d'abord tracer la ligne de trou 6-M20-6H dans la pièce illustrée à la figure 1a, puis percez le trou 6-M20-6H. Puis pendant le virage vertical, utilisez le trou fileté 6-M20 L pour l'appuyer sur le moule du gabarit de tournage de la turbine illustré sur la figure 3, tournant la surface ronde extérieure de qb282mm. Surface d'extrémité droite tournante de 212,5 ram et sa surface de cercle extérieur. Chiffre 4 montre le positionnement du moule de serrage et l'état de serrage de la roue. L'outillage du moule en bois convient au traitement par lots du corps de la turbine, ce qui rend le serrage du corps de la roue fiable, pratique et rapide. Une telle technologie et un tel procédé de traitement du corps de roue peuvent facilement faire en sorte que la précision du traitement et la tolérance de forme et de position répondent aux exigences du modèle., et rendre le traitement du corps de la turbine plus raisonnable 0|.

3.3 Le moule du dispositif d'usinage de la turbine et ses instructions de positionnement
La structure du moule du dispositif de tournage de la turbine est illustrée à la figure 3. Positionner la pièce avec le tkl60 L, placer la pièce sur le moule, serrer l'extrémité inférieure avec un écrou, c'est, utilisez le moule de luminaire illustré sur la figure 4 pour s'adapter au 6 trous taraudés à l'extrémité gauche de la pièce. D'abord, tighten six M20 double-ended studs with a length of about 120mm on the part, and then clamp the pressure plate with M30 studs at the center of the mold and the center of the part. The reference positioning adopts the contact part between the left end face of the impeller body shown in Figure 1a and the plane of the clamp, which is equivalent to 3 supporting points restricting 3 degrees of freedom;
The contact between the 6160 inner hole surface of the left end of the impeller body and the side surface of the boss of the fixture is equivalent to two supporting points restricting two degrees of freedom, and the last degree of freedom is guaranteed by the pressure plate.

Chiffre 3, the structure of the impeller turning fixture mold

4. Conclusion

La roue est traitée dans des conditions de plan de référence incorrect, ce qui affecte sérieusement l'équilibre de la roue, fait vibrer la roue et le roulement, et endommage la chambre de la turbine et d'autres pièces. Si la pompe à eau tombe en panne, cela mettra sérieusement en danger la sécurité de fonctionnement de la centrale électrique, et même provoquer des accidents majeurs. Grâce à l'utilisation de moules de montage améliorés et à d'autres opérations, la précision d'usinage et les tolérances de forme répondent pleinement aux exigences de conception du modèle, et l'efficacité de l'usinage est augmentée d'environ 40%. La méthode de positionnement du moule de montage est raisonnable, le serrage est fiable, pratique et rapide, et la qualité de traitement de la roue reste stable. Il satisfait à la fabrication par lots, améliore la productivité du travail, réduit les coûts de production, améliore l’efficacité économique, et augmente la compétitivité des produits sur le marché.