迎接汽轮机叶片加工的挑战

    未来20年，预计发电行业将要应付全球范围空前高涨的需求，这将推动燃气轮机和蒸气轮机行业的发展。汽轮机叶片是汽轮机设计的核心，它们在极严酷的环境中运作。
    由于各公司需要生产无瑕疵的零部件，事实上是很复杂的，大批量生产汽轮机叶片就成了一项挑战。汽轮机制造商在尝试提高生产效率的同时，亦需保证加工工艺的安全和效率。
    山特维克可乐满为开发汽轮机叶片加工解决方案的应用知识做出了巨大努力。配刀策略必须考虑诸多因素，例如叶片尺寸、种类和设计、加工数量、工艺流程、以及经济和相关因素。叶片设计和加工工艺的多样性意味着只提供单一的配刀策略并不现实。山特维克可乐满选择了一种零部件策略方式，把叶片个体特征与切削刀具知识结合起来，以开发最佳配刀解决方案。
    不锈钢是制造汽轮机叶片最常用的工件材料，从相对简单的易切钢到要求更高的超级双相不锈钢。最常见的是将叶片从整块毛坯工件加工成最终形状，但是锻件和精密铸件也有可能用到。
    虽然山特维克可乐满生产的刀具可用于所有加工步骤，但是叶身的粗加工和精加工操作比较特殊，在这两类操作中，正确的配刀解决方案以及加工和材料知识将对叶片质量和生产效率带来影响。
    粗加工操作可切去大约60%至70%的毛坯原料。这项应用对配刀的要求很高。该操作使刀具承受重负荷，制造商需要预知刀具的使用寿命，这样才能控制材料去除，并通过及时换刀来保持性能。加工叶身是生产过程中的关键步骤，已有各种各样的加工解决方案可供选用。实际的选择取决于叶片设计材料、机床和计算机辅助制造软件的性能等。实施恰当的最新解决方案要考虑到硬质合金刀片特性、切屑形成和控制走刀路径等因素，所有这些都需要有渊博的知识，而山特维克可乐满正好可以提供。
    精加工是极困难的操作，需达到表面光洁度小于10微 米（0.01毫米）的要求。如此关键的操作需要考虑若干问题。通常，配刀解决方案取决于机床类型；精加工一般是在五轴机床上进行。整体硬质合金刀具常用于此应用，为了使刀具性能最优化，在选择刀具直径、刀尖圆角半径和有效切削刃数时，还要考虑刀具的主偏角和实际的表面接触。
    总的来说，为了使汽轮机叶片制造商的产品在未来几年满足行业需求，山特维克可乐满正在优质刀具选配与应用知识相结合方面投入相当大的精力。
    提高加工效率实例：
    对于在汽轮机叶片上进行叶身型面的粗加工操作，首先选用一块长330毫米、宽97毫米、高55毫米的X22CrMoV12-1马氏体不锈钢毛坯，最终的叶片长度应为270毫米，用直径50毫米的CoroMill 100铣刀进行分层等高铣削。
    配刀设置：切削速度每分钟280米，每齿进给量0.4毫米。轴向切深3.0毫米，铣削宽度是变化的，最大达到刀具直径的80%。
    叶身精加工：
    对同样的叶片，接下来的精加工就是用带有4个有效切削刃（3毫米刀尖圆角半径）的10毫米直径CoroMill Plura立铣刀进行五轴螺旋仿形操作。
    这项操作的配刀设置是：切削速度每分钟340米，每齿进给量0.12毫米，轴向切深0.5毫米，径向切深2.0毫米，从而得出0.02毫米残留高度。
    总结
    随着电力需求增加，汽轮机叶片制造商正面临重要发电零部件需求激增的问题。山特维克可乐满通过一项将优质刀具和扎实知识相结合的计划，致力为客户提高生产效率的需要提供支持。