水轮机转轮叶片是一种形状复杂的雕塑曲面体零件，制造难度很大，国内过去通常采用“砂型铸造→手工铲磨→立体样板检查”的传统制造工艺，加工效率低，劳动强度大，且叶片型面精度难以保证。目前国外已应用计算机仿真加工技术实现了水轮机转轮叶片的五轴联动数控加工，从而大大提高了加工效率和叶片型面加工精度。

我公司承担制造的3台高坝洲水轮发电机组是高水头轴流式机组，水轮机转轮直径为5.8m，转轮叶片从进水边到出水边扭曲度大，叶片背面转缘带有外裙边，叶片转毂侧带有较大内裙边，从法兰球面区至进、出水边的曲面r沿空间曲面逐渐变化过渡到零。应用户要求，机组全套叶片(3台×5片)采用5fzg龙门移动式五轴联动数控机床加工。数控刀具的研制和应用成为加工能否成功的关键因素之一。

1、刀具的选用

选用加工叶片数控刀具时需考虑以下因素：

刀具几何形状应能适应凸曲面和凹曲面的加工，应具有良好的切削性能及断屑、排屑性能。

选用刀具时除应根据机床功率、铣头转速、叶片材质等对刀具、刀片的有关参数进行计算外，还需要对刀片、刀杆、铣头等进行仿真加工验证和干涉检查验算。

可选用不同直径的刀具进行仿真加工验算，在机床功率、刚性、铣头转速足够的条件下，尽量选用大直径刀具，以提高加工效率。

经过设计计算及仿真加工验证，选定以下4种刀具加工高坝洲机组叶片：①60°d200面铣刀盘，用于粗铣叶片表面；②d100玉米铣刀，用于加工叶片进、出水边及外缘；③d100球头铣刀，用于加工叶片表面与法兰球面间过渡曲面；④d125r面铣刀，用于精铣叶片表面。

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