风电转子加工方法技术

本发明专利技术风电转子加工方法，涉及风电类部件技术领域，尤其涉及大型薄壁风电转子的加工方法。本发明专利技术方法包括：有限元计算；变形预防；车序粗加工；震动时效；车序精加工；镗序精加工；工件检测七个步骤；本发明专利技术的技术方案解决了现有技术中的加工设备昂贵、加工周期长、加工成本高、出产率低等问题。

【技术实现步骤摘要】
风电转子加工方法
本专利技术风电转子加工方法，涉及风电类部件
，尤其涉及大型薄壁风电转子的加工方法。
技术介绍
随着风电行业的发展，大兆瓦级设计成为主流，所以需要的转子类铸件也越来越多。而这类转子为球墨铸铁件，存在结构简单，壁厚较薄，易变性等的特点，所以目前主要加工方法是利用大型的高精度数控车铣中心加工。大型的数控车铣中心加工费用较高、资源稀缺，很大程度的限制的各铸件供应商成本及市场竞争力。目前需要一种方法，来解决转子加工的限制，利用目前主流的落地镗铣床加工风电类转子部件。这样可以很好的解决风电转子类铸件的加工瓶颈。传统工艺方法：大型风电用转子类铸件有着轮廓大，壁厚薄，尺寸精度高等特点，传统工艺为保证质量通常采用数控车铣中心加工。包括如下工序：粗车加工(车铣机床)、自然时效、精车加工(车铣机床)、铣和钻序(车铣机床)、钳工序；其中大型的数控车铣中心费用昂贵，例如某转子铸件在机床上通常约21天左右的加工周期，从车加工到铣序及钻孔序，都需要在一台机床完成，因此传统工艺方法加工转子铸件有成本高，出产率底等缺点。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的风电转子加工方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
技术实现思路
根据上述现有技术提出的加工设备昂贵、加工周期长、加工成本高、出产率低等技术问题，而提供一种风电转子加工方法。本专利技术主要利用数控立车配合落地镗铣床加工风电类铸铁转子部件的方法，从而达到解决转子类部件加工设备的限制和高成本的限制，同时增加了转子部件的产量，满足目前市场需求的目的。本专利技术采用的技术手段如下：一种风电转子加工方法包括：有限元计算、变形预防、车序粗加工、震动时效、车序精加工、镗序精加工及工件检测七个步骤；进一步地，有限元计算为：通过有限元的方法对转子铸件在整个装夹过程中的受力情况进行了分析，预判变形趋势及大小并找出解决方案；例如在立车加工过程中，工件装夹在立车旋转工作台上的支点数量和受力面积如何选取，通过有限元计算模拟装夹的真实情况，根据加工要求添加计算时所需要的边界条件，这样可以准确的判断出转子加工的变形情况，通过工艺中增加支撑点及优化装夹方法，达到控制薄壁件变形的目的。进一步地，变形预防为：在转子铸件的传统工艺加工中，对比变形的控制十分单一，仅靠自然时效来释放工件中的内部残余应力，而对于加工时装夹及其他外力引起的变形影响缺没有太多的解决方案，更多的是凭借工艺员本身加工经验来控制；而本专利技术根据工艺要求制定装夹方案，将所有压紧点和支撑点利用3D进行建模，再利用有限元分析将装夹进行模拟，计算出装夹变形，计算后与实际情况进行多次比对得到准确结果。进一步地，车序粗加工为：转子装夹于立车圆形工作台上，根据工艺对装夹强度分析取4～10个支撑点均匀支撑调节；利用数控立车对所有车序涉及的加工面进行粗加工，根据工件特点做好留量规定，保证变形误差在留量范围内；进一步地，震动时效为：利用震动对工件进行震动时效，去除内部残余应力，保证加工时不会由于内部应力导致的变形；进一步地，车序精加工为：按照工件变形情况，制定装夹要求。将立车序所有面进行精加工，加工时注意精度较高的位置增加半精工序，随时监测加工表面粗糙度及尺寸；进一步地，镗序精加工为：a、按照工件特点制作工装，将工件完全托起；这样装夹放置保证转子加工过程中不变形；不建议将转子立起加工，这样装夹会使转子受力失衡，导致变形量过大，无法控制加工精度；装夹时打表检测转子外圆圆柱度，要求通过找正放置使转子中心与工作台同心；打表检测上、下两端面，保证转子平面度；b、采用数控落地镗床自带镗杆加工外圆上螺纹孔，此位置注意编程角度问题，如果角度无法被整除，则存在累计误差，导致第一排孔与最后一排扣位置度相差较大；所以编程时用计算工时方法，如B＝360/X*N，这样可以减少累计误差影响；传统工艺中，此类风电转子在工件内部加工内容多且精度要求高，转子竖立装夹变形很大，无法满足高精度的要求，所以这类转子部件不适用数控落地镗床加工，为保证要求只能选择昂贵的大型数控车铣来作为精加工设备；在对转子工艺优化后，利用特制的两种铣头(加长垂直铣头，特制直角铣头)可以有效的解决数控镗床无法加工的问题，具体用法如下：c、将加长垂直铣头装于数控落地镗床上，加工端面上螺纹孔和铣槽等图纸要求，利用垂直铣头加工时注意切削参数的配合，多次调试获得最佳切削参数配合，加工时保证高精度要求；加长垂直铣头在采用Y轴进给切削，加工端面上螺纹孔及凹槽时，延伸较长，需注意切削参数的调试。d、将特制直角铣头装于数控落地镗床上，加工转子内部普通铣头加工不到的位置；使用特制直角铣头注意定心误差，需要激光跟踪仪或其他检测工序辅助来确定误差大小，并且通过程序补偿对其进行校正；特制直角铣头用于加工内壁上或腹板侧面加工不到的位置，采用Z轴反向进给或者X轴向进给，加工一些只有车铣机床才能加工到的位置。进一步地，工件检测为：还原加工状态，在平台上将加工时支撑位置再次进行支撑调整，检测平面度是否与加工时一直，保证检测准确性。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术提供的风电转子加工方法，简化了风电转子部件加工工艺；2、本专利技术提供的风电转子加工方法，降低了风电转子部件精加工设备要求；3、本专利技术提供的风电转子加工方法，降低了加工所需的成本；4、本专利技术提供的风电转子加工方法，提高了加工效率；5、本专利技术提供的风电转子加工方法，解决了利用镗床加工转子部件的瓶颈以及薄壁件的变形控制，达到了数控镗床高效的做转子精加工的目的，实现了转子加工成本的缩减，提高公司市场竞争力。综上，应用本专利技术的技术方案解决了现有技术中的加工设备昂贵、加工周期长、加工成本高、出产率低等问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术转子装夹支撑点结构示意图；图2为本专利技术采用加长垂直铣头进行Y轴加工结构示意图；图3为本专利技术采用特制直角铣头进行X轴、Z轴加工结构示意图；图4为本专利技术加长垂直铣头结构示意图；图5为本专利技术特制直角铣头结构示意图。图中：1、支撑点2、特制直角铣头3、加长垂直铣头。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电转子加工方法，其特征在于，所述的风电转子加工方法包括：有限元计算、变形预防、车序粗加工、震动时效、车序精加工、镗序精加工及工件检测七个步骤；/n所述的有限元计算为：通过有限元的方法对转子铸件在整个装夹过程中的受力情况进行了分析，预判变形趋势及大小并找出解决方案；通过有限元计算模拟装夹的真实情况，根据加工要求添加计算时所需要的边界条件，这样可以准确的判断出转子加工的变形情况，通过工艺中增加支撑点(1)及优化装夹方法，达到控制薄壁件变形的目的；/n所述的变形预防为：根据工艺要求制定装夹方案，将所有压紧点和支撑点(1)利用3D进行建模，再利用有限元分析将装夹进行模拟，计算出装夹变形，计算后与实际情况进行多次比对得到准确结果；/n所述的车序粗加工为：转子装夹于立车圆形工作台上，根据工艺对装夹强度分析取4～10个支撑点(1)均匀支撑调节；利用数控立车对所有车序涉及的加工面进行粗加工，根据工件特点做好留量规定，保证变形误差在留量范围内；/n所述的震动时效为：利用震动对工件进行震动时效，去除内部残余应力，保证加工时不会由于内部应力导致的变形；/n所述的车序精加工为：按照工件变形情况，制定装夹要求。将立车序所有面进行精加工，加工时注意精度较高的位置增加半精工序，随时监测加工表面粗糙度及尺寸；/n所述的镗序精加工为：/na、按照工件特点制作工装，将工件完全托起；这样装夹放置保证转子加工过程中不变形；不建议将转子立起加工，这样装夹会使转子受力失衡，导致变形量过大，无法控制加工精度；装夹时打表检测转子外圆圆柱度，要求通过找正放置使转子中心与工作台同心；打表检测上、下两端面，保证转子平面度；/nb、采用数控落地镗床自带镗杆加工外圆上螺纹孔，此位置注意编程角度问题，如果角度无法被整除，则存在累计误差，导致第一排孔与最后一排扣位置度相差较大；所以编程时用计算工时方法，如B＝360/X*N，这样可以减少累计误差影响；/nc、将加长垂直铣头(3)装于数控落地镗床上，加工端面上螺纹孔和铣槽等图纸要求，利用垂直铣头加工时注意切削参数的配合，多次调试获得最佳切削参数配合，加工时保证高精度要求；/nd、采用特制直角铣头(2)装于数控落地镗床上，加工转子内部普通铣头加工不到的位置；使用特制直角铣头(2)注意定心误差，需要激光跟踪仪或其他检测工序辅助来确定误差大小，并且通过程序补偿对其进行校正；/n所述的工件检测为：还原加工状态，在平台上将加工时支撑位置再次进行支撑调整，检测平面度是否与加工时一直，保证检测准确性。/n...

【技术特征摘要】
1.一种风电转子加工方法，其特征在于，所述的风电转子加工方法包括：有限元计算、变形预防、车序粗加工、震动时效、车序精加工、镗序精加工及工件检测七个步骤；
所述的有限元计算为：通过有限元的方法对转子铸件在整个装夹过程中的受力情况进行了分析，预判变形趋势及大小并找出解决方案；通过有限元计算模拟装夹的真实情况，根据加工要求添加计算时所需要的边界条件，这样可以准确的判断出转子加工的变形情况，通过工艺中增加支撑点(1)及优化装夹方法，达到控制薄壁件变形的目的；
所述的变形预防为：根据工艺要求制定装夹方案，将所有压紧点和支撑点(1)利用3D进行建模，再利用有限元分析将装夹进行模拟，计算出装夹变形，计算后与实际情况进行多次比对得到准确结果；
所述的车序粗加工为：转子装夹于立车圆形工作台上，根据工艺对装夹强度分析取4～10个支撑点(1)均匀支撑调节；利用数控立车对所有车序涉及的加工面进行粗加工，根据工件特点做好留量规定，保证变形误差在留量范围内；
所述的震动时效为：利用震动对工件进行震动时效，去除内部残余应力，保证加工时不会由于内部应力导致的变形；
所述的车序精加工为：按照工件变形情况，制定装夹要求。将立车序所有面进行精加工，加工时注意精度较高的位置增加半精工序，随时监测加工表面粗糙度及尺寸；
所述的镗序精加工为：
a、按照工件特点制作工装，将工件完全托起；这样装夹放置保证转子加工过程中不变形；不建议将转子立起加工，这样装夹会使转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓璇，郭及全，王继海，唐宇轩，赵木春，许雪岩，李国梁，
申请(专利权)人：大连华锐重工铸业有限公司，大连华锐重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21