一种水轮机转轮叶片的成型方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108115111A(43)申请公布日2018.06.05(21)申请号201611073721.0(22)申请日2016.11.29(71)申请人沈阳格泰水电设备有限公司地址110000辽宁省沈阳市于洪区洪汇路205号(72)发明人康凯盛少春(51)Int.Cl.B22D23/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种水轮机转轮叶片的成型方法(57)摘要本发明一种水轮机转轮叶片的成型方法，采用钢板为原材料，以电渣熔铸方法制备模压叶片压坯，通过三维建模生成转轮叶片的包络曲面，根据包络曲面采用数控加工技术制备压形模的上、下模，根据包络曲面对钢板局部做削薄处理；将钢板热压成形为扭曲形状；利用有限元分析软件对叶片进行三维智能展开，根据展开后的叶片外形尺寸制作热模压叶片模具和电渣熔铸叶片压坯，随后将电渣熔铸压坯加热到材料正火温度并保温，最终利用模压设备将电渣熔铸叶片压坯热模压成三维曲面叶片。本发明具有提高叶片材料利用率、减小加工量、缩短加工工期和改善叶片力学性能，特别是提高内在质量和抗腐蚀性能等优点；加工余量小，节约了材料，缩短了加工周期，节约了能耗。CN108115111ACN108115111A权利要求书1/1页1.一种水轮机转轮叶片的成型方法，其特征在于：采用钢板为原材料，以电渣熔铸方法制备模压叶片压坯，通过三维建模生成转轮叶片的包络曲面，根据包络曲面采用数控加工技术制备压形模的上、下模，根据包络曲面对钢板局部做削薄处理；将钢板热压成形为扭曲形状；利用有限元分析软件对叶片进行三维智能展开，根据展开后的叶片外形尺寸制作热模压叶片模具和电渣熔铸叶片压坯，随后将电渣熔铸压坯加热到材料正火温度并保温，最终利用模压设备将电渣熔铸叶片压坯热模压成三维曲面叶片。2.根据权利要求1所述的一种水轮机转轮叶片的成型方法，其特征在于：所述的钢板为不锈钢板。3.根据权利要求1所述的一种水轮机转轮叶片的成型方法，其特征在于：根据展开的叶片模压压坯外形尺寸，结合叶片回弹量，制作柔性可调节的热模压模具。4.根据权利要求1所述的一种水轮机转轮叶片的成型方法，其特征在于：利用模压设备将电渣熔铸叶片压坯热模压成三维曲面叶片的过程为：将电渣熔铸叶片压坯放置在热模压模具上，加压至上下模具间隙≤1.5mm，保压，保压时间根据叶片的最大厚度h确定，即保压时间为4+(0.02～0.04)h，其中h单位为mm，保压时间单位为min。5.根据权利要求1所述的一种水轮机转轮叶片的成型方法，其特征在于：将钢板放置在压形模的上、下模之间，加压至上、下模与叶片间基本无间隙，保压至温度降到350℃以下。2CN108115111A说明书1/3页一种水轮机转轮叶片的成型方法技术领域[0001]本发明属于水轮机转轮叶片的制造技术领域，具体地是涉及一种水轮机转轮叶片的成型方法。背景技术[0002]水轮机转轮作为水轮发电机的心脏，是将水的势能转换为旋转机械能的关键部件；通常，水轮机转轮包括一组扭曲成一定形状的叶片，且按一定规律排列在转轮轴上，水流流过叶片表面，冲击转轮转动，从而达到能量转换的目的；现有技术水轮机转轮叶片采用铸造方式制造，每制造一块叶片就需要一套浇铸模，一般一个电站都有约30～50块叶片，使得模具制造成本高，生产周期长；水轮机转轮叶片属于三维扭曲结构的大型板状铸钢件，是水轮机中质量要求最高、制造难度最大的代表性铸件；转轮叶片质量的好坏与型线精确与否，直接影响着转轮的效率、抗气蚀性能和运行稳定性。发明内容[0003]本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种水轮机转轮叶片的成型方法。[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。[0005]本发明一种水轮机转轮叶片的成型方法，其特征在于：采用钢板为原材料，以电渣熔铸方法制备模压叶片压坯，通过三维建模生成转轮叶片的包络曲面，根据包络曲面采用数控加工技术制备压形模的上、下模，根据包络曲面对钢板局部做削薄处理；将钢板热压成形为扭曲形状；利用有限元分析软件对叶片进行三维智能展开，根据展开后的叶片外形尺寸制作热模压叶片模具和电渣熔铸叶片压坯，随后将电渣熔铸压坯加热到材料正火温度并保温，最终利用模压设备将电渣熔铸叶片压坯热模压成三维曲面叶片。[0006]作为本发明的一种优选方案，上述采用的钢板为不锈钢板；能够增加转轮叶片的耐腐蚀性。[0007]作为本发明的另一种优选方案，根据展开的叶片模压压坯外形尺寸，结合叶片回弹量，制作柔性可调节的热模压模具。[0008]作为本发明的另一种优选方案，利用模压设备将电渣熔铸叶片压坯热模压成三维曲面叶片的过程为：将电渣熔铸叶片压坯放置在热模压模具上，加压至上下模具间隙≤1.5mm，保压，保压时间根据叶