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浅议涡轮的加工与测量 　　[摘 要]通过对计量产品中的关键零件――涡轮的加工工艺和测量方法的探讨，为技术部门选择技术方案，拟定涡轮加工工艺及为检测其各部位的关键尺寸提供技术支持。从而为提高计量产品的精确度提供技术保障。 　　[关键词]涡轮 加工 测量 　　中图分类号：TG661 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0090-02 　　一、引言 　　涡轮是计量产品中的关键零件，其制造误差会影响计量产品的精确度。为使计量产品提高精确度并获得质量的稳定性，首要条件是要求各零部件要有稳定的质量。而涡轮的重量，叶片厚度，迎风面角度是涡轮的重要指标参数，对其质量的控制至关重要，其中叶片最不易加工。由于加工批量不同，迫切需要用特殊的方法来检测其叶片厚度和迎风面角度，以区分同规格，但不同批量的涡轮在加工上的差异，来满足生产的需要。 　　二、涡轮的结构与加工工艺（方法与手段） 　　为提高计量产品最小流量时的灵敏度，扩大量程比，涡轮的材质一般选用锻铝（比重为2.7）或为聚甲醛（比重为1.2）。以DN100口径的涡轮为例，其构造见图Ⅰ。 　　此叶片为平板叶栅式等螺旋叶片，16头，左旋。我国目前还没有这方面的正式国家标准。 　　从图中可知，除叶片加工有难度外，其余用一般普通工艺方法加工就能达到要求。为此，经分析涡轮加工不外乎有以下两种方法： 　　1.用普通车床加工涡轮叶片的工艺 　　以上述涡轮（如图Ⅰ）锻铝为例，其加工路线为： 　　锻造（或棒料下料φ110×350）→车端面、打中心孔→放余量粗车外圆→按要求热处理→精车外圆至图纸尺寸→车涡轮叶片（16头）→放余量钻孔，精车端面、端面上的中间凹槽、内孔、倒角至图纸尺寸，放0.5mm余量割下→调面。精车端面、端面上的中间凹槽、倒角至图纸尺寸→涡轮叶片一侧倒角→喷丸处理→零件检验→入库。 　　用车床加工涡轮叶片，如同加工多头蜗杆，需已知螺距。由涡轮设计图纸可算出此叶片的螺距为： 　　t=C×tg（900-β）， 其中C=2πR 　　得出： t=2πR×tg（900-β） （1） 　　式中： t――螺距 C――涡轮叶片顶圆周长 β――螺旋升角 R――涡轮叶片顶圆半径 　　按上式DN100涡轮（如图Ⅰ）的螺距为t=2π×52×tg（900-33.50）=493 　　显然，加工这么大的螺距，必须对车床进行改制，或调换车床上的挂轮齿数比配，以获得所要求的螺距。 　　另外，还有两种仅为加工涡轮叶片的方法可讨论： 　　第一种方法，对上述涡轮叶片采用的是先加工成一个长度超出螺距长度的数个涡轮，然后，再将其每个切割下后成型。 　　第二种方法，也可将每个涡轮先加工成型（除叶片外），然后利用内孔用芯棒将数个涡轮连在一起，再用车床加工涡轮叶片（如图Ⅱ）。 　　图Ⅲ：铣床加工涡轮叶片 　　采用上述车床加工工艺，显然，涡轮叶片表面质量好，精度高，效率也高。无疑，适合于大批量生产。这是其它加工手段无法取代的优点。缺点是对操作者的技能要求较高。 　　2.用普通铣床加工涡轮叶片的工艺 　　同样以上述涡轮（如图Ⅰ）锻铝为例，其加工路线为： 　　锻造（或棒料下料φ110×35）→放余量钻孔，粗车端面、外圆、端面上的中间凹槽→调面。放余量粗车端面、外圆接平、端面上的中间凹槽→按要求热处理→精车端面、外圆、端面上的中间凹槽、内孔、倒角至图纸尺寸→调面。精车端面、端面上的中间凹槽、倒角至图纸尺寸→铣涡轮叶片（16头）→一侧倒角→喷丸处理→零件检验→入库。 　　用铣床加工涡轮叶片，是将每个涡轮先加工成型（除叶片外），然后利用内孔用芯棒将数个涡轮连在一起，用铣刀加工涡轮叶片，见图Ⅲ。 　　显然，用铣床加工涡轮叶片的方法，变形大，表面质量不如车床加工来得好，精度不高，效率也不高，可适合小批量生产。但对铣床也要进行改制，以保证获得叶片的螺旋升角。其优点是，对操作者的技能要求不是很高。 　　三、涡轮的测量 　　涡轮零件加工完成后，除叶片厚度及螺旋升角难以测量外，其它尺寸用通用量具就可测量。而叶片厚度及螺旋升角由于不在一个平面上，它是一个曲面或圆弧面，这就要求必须使用专门的量具来进行检测。经分析思考目前有以下几种检测方法可以实现： 　　1.用三坐标进行检测 　　用三坐标可以测量涡轮叶片的厚度及螺旋升角，但测量计算繁琐，效率低下，投入费用高，对测量人员有一定要求，又不适合现场测量。只能作为最终判断测量结果的一种手段。 　　2.用专用游标卡尺或千分尺测量叶片的厚度 　　用专用游标卡尺或专用千分尺测量叶片厚度的方法是设想将两卡爪头部做成球面，见图Ⅳ或图Ⅴ。 　　专用游标卡尺的测量读数可达0.02mm。专用千分尺测量读数可达0.001mm。 　　以上两种测量方法是