水轮机发电毕业论文

摘要：电气自动化在水电站中的应用主要体现在水电站的自动化方面，本文在此基础上阐述了水电站自动化的作用和内容，并进一步分析了设备选型及自动化设计。关键词：电气自动化 水电站 应用一、引言随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展，电气自动化在水电站中也得到了广泛应用，这又主要体现在水电站的自动化方面。水电站的自动化是实现水轮发电机组自动化的关键部分，是利用计算对整个水电生产过程监控的“耳目”“手脚”，它担负自动监测机组和辅助设备的状态，发出拟定的报警信号、执行自动操作任务。水电站自动化的程度取决于电站的规模，电站的型式及主要机电设备的性能。水电站自动化就是要使水电站生产过程的操作、控制和监视，能够在无人(或少人)直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。水电站自动化程度是水电站现代化水平的重要标志，同时，自动化技术又是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。水电站自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。二、水电站自动化的内容水电站自动化的内容，与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说，水电站自动化包括完成对水轮发电机组运行方式的自动控制、完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视几个方面。(一)完成对水轮发电机组运行方式的自动控制一方面，实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化，使得上述各项操作按设定的程序自动完成；另一方面，自动维持水轮发电机组的经济运行，根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数，在机组间实现负荷的经济分配，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。此外，在工作机组发生事故或电力系统频率降低时，可自动起动并投入备用机组；系统频率过高时，则可自动切除部分机组。(二)完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视如对发电机定子和转子回路各电量的监视，对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视，对机组润滑和冷却系统工作的监视，对机组调速系统工作的监视等。出现不正常工作状态或发生事故时。迅速而自动地采取相应的保护措施，如发出信号或紧急停机。(三)完成对辅助设备的自动控制包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制，并发生事故时自动地投入备用的辅助设备。(四)完成对主要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、监视和保护。(五)完成对水工建筑物运行工况的控制和监视如闸门工作状态的控制和监视，拦污栅是否堵塞的监视，上下游水位的测量监视，引水压力管的保护(指引水式电站)等。中心

新中国成立以后， 在全国开展了大规模的水利建设， 促进了水利科技的发展。下面是我为大家整理的有关水利科技毕业论文，供大家参考。

摘要：随着资讯时代的飞速发展，社会生产对机械自动化的推广和自动控制技术水平有了更高的要求，对机械的稳定性和对操作的安全性也有了更高的要求，机械操作智慧化已经是大势所趋。

关键词：机械液压;水利科技

1.我国水电站对过速保护系统的使用历史

我国在发展基础工业的初期阶段，绝大多数的技术和机器都来自前苏联。水力发电从解放以来很长一段时间都是全套引进得前苏联水轮发电机组设计技术，并且同步使用JSX型机械转速讯号器作为水轮发电机组的过速保护监控。但由于当时技术的局限性，该型机械转速讯号器只能发出过速保护讯号，而不能根据讯号作出相应的保护措施，也就是说只有报警而机械不能相应的执行保护操作;另一局限性表现在该型机械转速讯号器在长时间的工作后会出现误传讯号或者作业失灵的现象。直到八十年代中期，研究者针对前者只报告讯号不操作的局限性，增加了带执行操作部分的机械液压过速保护装置，但该由于当时电子资讯科技尚不完善，在作业过程中经常发生读卡不成功导致拒绝执行操作现象。改革开放之后，大量的国外的产品和技术被引进到国内，有几种国外厂商提供的纯机械液压过速保护装置被一些水电站使用，但是又出现了新的问题：国外的纯机械液压过速保护装置与水轮发电机大轴连线的卡环设计有瑕疵，在安装的时候还需要增加一道在水轮机大轴上加工齿口的工序之后，才能保证该装置不在水轮机大轴上做轴向位移，即才能保证装置在轴上的稳固性。我们知道轴承的材质和大小、粗细、长短的规格，都是经过严格计算的，在水轮机大轴上再加工齿口必然会对大轴的强度产生影响，会产生很大的安全隐患。另外对于经济建设来说，拿货时间、购买预算、花费的人力、物力，以及对国外产品技术的掌握和其产品的售后维修服务都在重点考虑之列，故使用国产的、效能可靠地、能解决上述局限性的过速保护系统装置是势在必行。

2.新型机械液压过速保护装置的优势

通过技术知识的积累和以往现场作业反馈给我们的经验可以了解到：机械液压过速保护装置的优点就在于获得的转速讯号不是来自于机组的转速测量装置，而是由于装置本身的离心探测器通过机组转速上升而增大的离心力带动柱塞作径向位移而直接启动事故配压阀操作液压回路来关闭的导水机构，完全是同一机组上的另外一套测速方法和感应、操作的装置，避免了因为电器测速系统出现故障之后可能发生的机器损坏和飞逸事故的发生，可以确保水轮发电机组的安全执行。新型机械液压过速保护装置国内就已经拥有极高的技术力量去生产，机器维护简单方便，相对于昂贵的国外产品，可靠性高、经济预算少、适合国情，对于关系到国家大中小城市、村镇的水电站作业可以达到广泛应用。

新型机械液压过速保护装置的技术要点和设想

在调速器失灵的情况下，新型机械液压过速保护装置能实现“零时间”无缝连结，直接启动事故配压阀操作液压回路来关闭的导水机构，从而实现紧急安全关机。

新型机械液压过速保护装置与电子调速器的有机结合，实际上就是完成了两套过速保护装置系统的安装，新型机械液压过速保护装置本质上是一套在电器测速系统发生故障、电源系统和调速器同时失控的情况下的备用保护装置，完善了过速保护装置的工作系统。

鉴于机械运动必然产生的高温和轴承的变形，以及在作业的应用范围，比如应用到水电站的地下深层取水，应用到石油工业的地下深层取油过程中，必然要遇到高温和高压的问题，新型机械液压过速保护装置必须要克服高压和高温德难关。。

标准液压元件已经在水电市场的大量应用，将标准液压元件应用于新型机械液压过速保护装置，不仅能大量节省制造时间，提高水电辅机产品的标准化程度，并且降低了操作难度和维护的难度。

3.装置工作原理

机械原理

新型机械液压过速保护装置为两级控制的切换阀。离心探测器由两个半法兰圆环、弹簧以及配重块组成。法兰环安装在大轴承上，当轴承旋转的时候，法兰环也随之旋转，而旋转产生的离心力则由探测器中弹簧产生的弹力作用在轴承柱塞上消除力的作用，使其保持径向的相对静止状态，而法兰圆环上配置的配重块，则加强了两个半法兰圆环运动的平稳性。而当机组处于过速状态且其他过速保护装置不能正常控制速度时，当机组转速达到了设定的上限时，则离心探测器中的柱塞产生的离心力大于弹簧的弹力，从而使柱塞产生径向位移，离心力增大产生的径向位移直接的结果就是增大了柱塞的旋转半径，径向位移增加到一定的值时，则柱塞可以直接撞击到切换阀的撞块，使得切换阀开始动作，通过与其串联的电磁先导阀作用于事故配压阀，然后通过压力油推动事故配压阀来切换油路，从而实现快速关机的操作。同时电气接点导通，发出事故停机警报。

液压系统工作原理

机组正常执行时，过速保护装置内的切换阀处于开的状态，事故配压阀上的电磁先导阀不动作，此时事故配压阀只作为主配压阀操作导叶接力器管路中的一个通道，使得压力油经过主配压阀和事故配压阀通道进入导叶接力器。当机组过速运转且调速器调速失灵，急停电磁换向阀和事故配压阀上的电磁先导阀等过速保护装置未能正常启动时，一旦达到设定的临界值时，由于离心力的作用使得离心探测器中的柱塞旋转半径加大撞击到切换阀撞块，使得切换阀进入动作程式，使得事故配压阀左侧油汇入到漏油箱，而排出油，其另一侧压力油则导致了两侧管道的压力差，由于右侧油压力产生的压强，右侧的压力油便将事故配压阀活塞向左推动，使得压力油通过事故配压阀的内腔直接进入到导叶接力器的关腔，并同时切断经过主配压阀的压力油回路，并通过导叶接力器关闭电气阀门。在此执行过程中压力油不经主配压阀而直接通过事故配压阀的内腔操作来关闭导叶接力器，缩短了压力油的作用路线，既缩短了导叶操作的反应时间，也减少了油耗。还有一点要补充说明的是，在启动紧急事故停机流程来关闭机组进口快速闸门的时候，也同时启动了事故停机流程来关闭导叶，双管齐下保证了停机的安全性和可靠性。

4.机械液压过速保护装置在水电站作业中的可用机组型别

目前广泛采用的是由标准化耐高油压事故配压阀为主体构成的新型机械液压过速保护装置符合各项大工业时代对机械产品的需求：标准化程度高、耐高油压、结构简单、维护方便、经济实用。机械液压过速保护系统在水电站作业中可用于额定转速为2500r/min以内，轴承直径在100mm~2500mm内的轴流式、混流式、贯流式、冲击式水轮发电机组，目前在国内大中小城市和广大农村水电站已经得到了较广泛的应用，并且在运作中已经避免了数起事故的发生，反响极佳。需要指出的是，在实际的应用中，为了配合新型机械液压过速保护装置的使用，水电站需要在引水管道上加装一道检修闸门，以方便水轮机的使用和维护，此项装置需要增加一笔费用，不过其总体费用与传统过速保护装置所需要的总体费用相比仍然较少，符合经济实用的需求。

5.结束语

随着资讯时代的飞速发展，社会生产对机械自动化的推广和自动控制技术水平有了更高的要求，对机械的稳定性和对操作的安全性也有了更高的要求，机械操作智慧化已经是大势所趋。机械液压过速保护系统目前在电气测速系统发生故障或者电源和调速器调速同时发生故障的情况下，已经成为过速保护的最后一套保障装置，能基本满足生产的需要，但是随着生产力的发展，研究人员还要顺应生产需求，进行进一步的技术革新，设计出更安全的甚至是完全智慧化的过速保护装置。

参考文献

1、2005年江西省水利科技人才预测与规划陈云翔江西水利科技2000-09-30

2、以节水灌溉为中心的农村水利科技发展趋势与研究重点刘钰,许迪,吴景社水利水电技术2001-01-20

摘要：水利科技工作是水利现代化实现的关键和基础，我们将通过多层次、全方位的工作举措，切实加大水利科技工作力度，以水利的科技进步推动淮安水利现代化建设迈上新台阶。

关键词：淮安水利;科技

1多措并举、精心组织，水利科技工作有序推进

近年来，我们采取多种形式，积极搭建各类水利科技服务平台，为创新水利发展提供有力支撑。一是增加了对农水科研试验站的投入。淮安市有涟水、淮阴、盱眙三个水利科学试验站，其中涟水试验站是水利部批准确立的全国100所农水科研重点试验站之一，共有职工15人，试验用地123亩，兴建了试验基础、试验大棚以及水土保持测试示范区，为进一步研究淮安市水利科技推广与应用创造了条件。二是搭建创新技术服务新平台。淮安市水利局与水利部科技推广中心签订水利科技全面合作框架协议，标志著淮安市科技兴水、提高科技贡献率进入到一个新层次。三是建立了雄厚的技术人才。淮安市水利系统除了局机关及相关直属机构外，还有甲级设计单位1个，一级施工企业1个，二级施工企业6个，水利系统职工总数约4000人。其中技术人才总量占在岗职工队伍总数约50%，为淮安市水利科技推广工作提供了人才支撑。

2投入不足、人员结构老化，水利科技工作仍有问题

“十一五”以来，水利科技取得了显著的成绩，但就从水利当前发展的力量上分析，水利发展还没有转移到依靠科技进步的轨道上来。目前水利科技工作还面临一些问题。

科技资金投入仍显不足

随着水利服务领域的拓宽，科研成本的提高，当前的科技经费投入仍不能满足水利科技发展在深度和广度上的需求。未设定专项科研基金和奖励基金。

水利前期工作中必要的研究工作开展不够

主要体现在工程规划设计中科技创新意识不强，缺乏创新内在动力，设计方案及技术支援储备上准备不足，尤其农村水利工程面广量大，先进技术的推广应用没有跟得上。

水环境保护对策措施研究需进一步加强

淮安市水体允许纳污量、地下水回灌技术、水环境管理模式等研究进度跟不上经济社会发展需求，尤其水花生打捞处置一体化技术、生态清淤技术等研究有待创新突破。

智慧水利发展提出的新问题

在全球物联网技术发展前提下，淮安市水利资讯化建设中各系统资讯交换编码体系和技术规范、中心资料库动态维护、主要应用系统实现智慧功能等要求，将是今后较长一段时期内面临的重大挑战。

水利科研基础设施老化

三个水利科研站长期资金缺乏，配套设施没有及时到位，加之装置在执行过程中，得不到正常的维修更新，在长期的执行中严重老化，加之资料采集手段原始，精度难保证。

水利科研人员结构老化

人员年龄偏大、学业偏低、专业人员偏少。

各县区发展很不平衡

少数县区和单位对水利科技工作重视不够，技术创新和推广意识淡薄，科技优先发展的措施没有得到很好落实，缺乏必要的激励措施。

3构建体系、建立机制，让水利工作插上科技翅膀

“十三五”期间，将针对工作的热点、难点开展一批专案研究;引进、推广、应用一批先进水利科技成果，建设一批水利科技示范区;建设一支结构合理、高素质的水利科技人才队伍;建成水利科技知识普及基地;建立和完善以 *** 为主导、企业和社会力量等共同参与的水利科技创新投入体制和机制，不断提高投入强度。

完善四个推广体系

科技推广是一项促进水利科技成果向现实生产力转化，促进水利行业科技进步，为实现传统水利向现代水利转变服务的一项重点科技工作，必须加强推广体系建设，具体在四个方面进行完善。一是勘测设计技术推广，在工程设计过程中推广成熟的技术产品、优化工程布局和结构型式等工作;二是以水建公司为代表的水利施工企业，在工程实施过程中，推广新产品、新工艺、新技术，提高产品的质量和施工效率;三是三个水利科研试验站，淮阴区、涟水县、盱眙县水利科学试验站，在工作中运用科学的方法、先进的装置开展水利基础技术推广工作;四是以乡镇水利站为基础的水利科技推广体系，包括村组水管员，在工程日常执行、维护等工作推广成熟的科学技术，充分发挥工程效益。

建立四项研究机制

科技研究平台，在水利科技研究、开发和成果转化过程中具有重要的支撑作用。我们紧紧围绕淮安市水利发展大局，深入开展水利现代化、水利发展体制机制、小型农村水利工程管护等课题研究和技术攻关，加快提升淮安市水利建设与管理的科技含量和服务全面小康社会、苏北重要中心城市建设的能力。一是合作机制，在淮安水利系统内广泛开展与扬州大学、河海大学、科学研究所等单位的合作，由这些单位每年提供3～5个科研课题，与市县水利局进行对接，开展课题研究。二是奖惩机制，建立水利科技奖励基金，激励广大科技人员创新、创造的积极性。设立水利课题配套研究基金，对部、省立项的专案给予经费配套;设立科研成果奖励基金，对获得上级奖励的专案，按获得奖金的不同比例给予配套奖励;设立水利学术论文奖励基金，年底组织优秀论文评比，主要作者在水利初、中级职称评审中给予加分。三是引进机制。与水利部科技推广中心、省水利厅密切联络，争取在推介的技术指南中优先安排最新的水利科技成果在淮安水利工作中推广应用，引进推广“948”专案等。四是创新机制。针对水利工作热点、难点问题，引导和激励系统部门单位大胆运用新思路、新举措创造性地开展工作，突破重点、化解难题、提升效能、激发活力，不断提高创新能力和工作水平，推动水利创新创优工作上层次、出精品。

建立多个科普平台

“十三五”期间，我们将积极开展水利科学知识普及工作，重点抓好五个交流平台，并以樱花园等一批区域内水利工程为基础，探索建立淮安市水利科普教育基地;在“淮安水利”网站上设立专栏，办好网上水利科普园地，让广大水利科技工作者能在水利建设、农村水利、城市水利等各方面参与交流;建立QQ交流群，为淮安水利科技工作者建立的一个即时通讯平台，能够实现科技资讯共享，广泛快速传递水利科技资讯，解决在工作中的遇到的问题;拍摄制作水利科普宣传片;办好《淮安水利》杂志，编发水利科普读物，加大科普宣传工作。

4精心挑选、科学布局，积极推进水利科技示范区建设

水利科技示范区是将水利科技成果进行试验示范，整合配套，发挥推广示范效应的水利科技成果推广示范区域。能够充分发挥水利科技成果在开发、转化、推广、产业化中的示范作用，促进水利科技发展和技术进步，推动区域水资源的可持续利用，支撑当地经济社会的可持续发展。我们着重开展了以下水利科技示范区建设。

科学发展的现代化生态灌区示范区

紧紧围绕水利工程生态化、科学用水节约化、配套工程标准化、科学设计人性化、建筑形象景观化、用水排程科学化、工程管理资讯化、管理队伍组织化等八个方面积极推广科技知识，建设现代化灌区，更好地为地方经济发展发挥作用。

节水高效的管道灌溉示范区

结合专案区实际情况，运用管道节水灌溉技术对专案区进行节水改造，充分发挥其作用，管道工程可大量节约用水、减少输水渠道占用耕地面积、降低提水费用、节约灌溉用工，促进产业结构调整，减少灌溉矛盾等方面。

生态河道建设示范区

对农村面广量大的河道进行生态治理，实施活水、净水、洁水等工程，从而使河道在满足防洪除涝、灌溉供水、通航等要求的同时，能与周围的生态系统相互和谐、协同发展，保持河道生态平衡，维系良好的生态系统。

长藤结瓜式现代化灌区示范区

在盱眙县，结合灌区改造工程，打造长藤结瓜式的现代化灌区。通过对渠首泵站、输水、配水渠道系统称之为藤和灌区内部的小型水库和池塘称之为瓜进行科学改造，利用科学手段对蓄水、调水、提水、引水等方案进行优化，并采取现代化手段进行管理，使灌区使用效益、效率最大化。

水土保持科技示范园

在盱眙县和市废黄河两岸沿线，打造水土保持示范教育基地。市樱花园已建立成全国第三批水土保持科技示范园，形成了完整的平原沙土区城市河道水土流失综合防护体系，起到了城市水土保持示范、引导和辐射的作用。

城市水环境综合整治示范区

按照构建“水畅、水活、水清、水景”的城市水利治水方针，努力打造生态水城。水畅，即建成流的进、排的出的安全水系统;水活，即建成相互补充、相互流动的动态水系统;水清，即建成清澈见底、碧波荡漾的生态水系统;水景，即建成风景优美、独具特色的景观水系统。

水利资讯化示范区

用资讯化技术提升水利工程执行和管理的现代化水平。如3G技术在防汛指挥系统视觉化会商中的应用，推出“防汛快e通”产品，并在全市防汛系统加以应用，有力提高了淮安市防汛指挥系统应急指挥能力，是全省乃至全国资讯化示范专案。

水源地保护示范区

采取在地表饮用水源地和工业集中取水水源地设立保护区，在一级、二级饮用水水源保护区设定明确的地理界标和明显的警示标志及防护设施和禁止任何污染水体或者可能造成水体污染的各类活动，运用现代科学手段进行监视监测，确保水源地安全。水利科技工作是水利现代化实现的关键和基础，我们将通过多层次、全方位的工作举措，切实加大水利科技工作力度，以水利的科技进步推动淮安水利现代化建设迈上新台阶。

参考文献

1、2000年我国水利科技期刊综合评价李向东,季山黑龙江水专学报2002-12-30

2、科技进步对水利经济增长速度贡献率的测算王博;严冬;吴巨集伟;江焱生;陈真林;中国农村水利水电2006-07-15

我们机电系的一篇论文，看看行不行雕塑曲面体混流式叶片的多轴联动数控加工编程技术 摘要：转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件，也是最难加工的零件，目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴联动数控加工编程则是实现其高精度和高效率加工的最重要环节。本文介绍混流式水轮机叶片五轴联动数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。通过对这些技术的链接和研究，开发实现了大型叶片的多轴联动加工。 关键词：数控编程 引言 水轮机是水力发电的原动机，水轮机转轮叶片的制造，转轮的优劣，对水电站机组的安全、可靠性、经济性运行有着巨大的影响。水轮机转轮叶片是非常复杂的雕塑面体。在大中型机组制造工艺上，长期以来采用的“砂型铸造—— —砂轮铲磨——立体样板检测 —的制造工艺，不能有效地保证叶片型面的准确性和制造质量。目前采用五轴联动数控加工技术是当今机械加工中的尖端高技术。大型复杂曲面零件的数控加工编程则是实现其数字化制造的最重要的技术基础，其数控编程技术是一个数字化仿真评价及优化过程。其 关键技术包括：复杂形状零件的三维造型及定位，五 轴联动刀位轨迹规划和计算，加工雕塑曲面体的刀轴 控制技术，切削仿真及干涉检验，以及后处理技术等。 大型复杂曲面的多轴联动数控编程技术使雕塑曲面体 转轮叶片的多轴数控加工成为可能，这将大大推动我 国水轮机行业的发展和进步，为我国水电设备制造业 向着先进制造技术发展奠定基础。 " 大型混流式水轮机叶片的多轴数控加工编程过程大型复杂曲面零件的五轴联动数控编程比普通零件编程要复杂得多，针对混流式叶片体积大并且型面曲率变化大的特点，通过分析加工要求进行工艺设计，确定加工方案，选择合适的机床、刀具、夹具，确定合理的走刀路线及切削用量等；建立叶片的几何模型、计算加工过程中的刀具相对于叶片的运动轨迹，然后进行叶片的切削仿真以及机床的运动仿真，反复修改加工参数、刀具参数和刀轴控制方案，直到仿真结果确无干涉碰撞发生，则按照机床数控系统可接受的程序格式进行后处理，生成叶片加工程序。其具体编程过程如图-所示。 图-大型混流式叶片的五轴联动数控加工编程流程!"! 混流式水轮机叶片的三维几何建模 混流式叶片这一复杂雕塑曲面体由正面、背面、与上冠相接的带状回转面、与下环相接的带状回转面、 大 ， 可 编 写 一 个.*/0程序读入这些三维坐标点，然后采用双三次多补片曲面片通过自由形式特征的通过曲线的方法进行曲面造型，如图1所示。叶片的毛坯形状可从设计数据点进行偏置计算处理，或者从三维测量得到的点云集方式确定对叶片的各个曲面分别进行"234$曲面造型，并缝合成实体。 !"# 叶片加工工艺规划 加工方案和加工参数的选择决定着数控加工的效率和质量。我们根据要加工叶片的结构和特点可选择大型龙门移动式五坐标数控铣镗床，根据三点定位原理经大量的研究分析，决定在加工背面是采用通用的带球形的可调支撑，配以叶片焊接的定位销对叶片定位，在叶片上焊接必要的工艺块，采用一些通用的拉紧装置来装夹。加工正面时，采用在加工背面时配合铣出的和背面型面完全一致的胎具，将叶片背面放入胎具，利用焊接的工艺块进行调整找正，仍然采用通用的拉压装置进行装夹。由于叶片由多张曲面组合而 成，为了解决加工过程中的碰撞问题，我们采用沿流线 走刀，对于叶片的正背面进行分区域加工，根据曲面各 处曲率的不同采用不同直径的刀具、不同的刀轴控制方 式来加工。对每个面一般分多次粗铣和一次精铣。在机 床与工件和夹具不碰撞和不干涉情况下，尽量采用大直 径曲面面铣刀，以提高加工效率。叶片正背面我们选用 刀具直径!-56曲面面铣刀粗铣、!-16曲面面铣刀精铣， 叶片头部曲面采用!76的曲面面铣刀加工，出水边采用!76螺旋玉米立铣刀五轴联动侧铣。根据后续仿真情况 反复做刀位编辑，以寻求合理的加工方案。在满足加工 要求、机床正常运行和一定的刀具寿命的前提下尽可能 的提高加工效率。 !"$叶片五轴联动加工刀位轨迹的生成 针对大型混流式叶片各曲面的特点，进行合理的刀 位轨迹规划和计算，是使所生成的刀位轨迹无干涉、无 碰撞、稳定性好、编程效率高的关键。由于五轴加工的 刀具位置和刀具轴线方向是变化的，因此五轴加工的是 由工件坐标系中的刀位点位置矢量和刀具轴线方向矢量 组成，刀轴可通过前倾角和倾斜角来控制，于是我们可 根据曲面在切削点处的局部坐标计算出刀位矢量和刀轴 矢量。从加工效率、 表面质量和切削工 艺性能来看，选择 沿叶片造型的参数 线作为铣削加工的 方向分多次粗铣和 一次精铣，然后划 分加工区域，定义 与机床有关的参数， 根据以上所选叶片 的加工部位、装夹 图, 混流式叶片的刀轨生成 定 位 方 式 、 机 床 、 刀具及切削参数和余量分布情况将叶片分为多个组合面 分别进行加工。通过对曲面曲率的分布情况的分析对于 不同的区域采用不同的面铣刀。粗加工给出每次加工的 余量，精加工采用同一直径的铣刀，根据粗糙度要求给 定残余高度，根据具体情况选择切削类型、切削参数、 刀轴方向、进退刀方式等参数，生成的刀位轨迹如图, 所示。但是对于像叶片这样的曲率变化很大而又不均匀 的雕塑曲面零件我们还要根据情况作大量的刀位编辑， 并且必须进一步通过切削仿真做干涉和碰撞检查修改和 编辑刀轨。 !"#叶片五轴联动数控加工仿真 数控加工仿真通过软件模拟加工环境、刀具路径 与材料切除过程来检验并优化加工程序。在计算机上 仿真验证多轴联动加工的刀具轨迹，辅助进行加工刀 具干涉检查和机床与叶片的碰撞检查，取代试切削或 试加工过程，可大大地降低制造成本，并缩短研制周 期，避免加工设备与叶片和夹具等的碰撞，保证加工 过程的安全。加工零件的"!代码在投入实际的加工之 前通常需要进行试切，水轮机叶片是非常复杂的雕塑 曲面体，开发利用数控加工仿真技术是其成功采用五 轴联动数控加工的关键。在此，我们首先进行工艺系 统分析，明确机床!"!系统型号、机床结构形式和尺 寸、机床运动原理和机床坐标系统。用三维!,-软件建 立机床运动部件和固定部件的实体几何模型，并转换 成仿真软件可用的格式，然后建立刀具库，在仿真软 件中新建用户文件，设置所用!"!系统，并建立机床运 动模型，即部件树，添加各部件的几何模型，并准确 定位，最后设置机床参数。 接下来将叶片模型变换到 加工位置计算出刀具轨迹，再以此轨迹进行叶片切削 过程、刀位轨迹和机床运动的三维动态仿真。这样就 可以清楚的监控到叶片加工过程中的过切与欠切、刀 杆和联接系统与叶片、机床各运动部件与叶片和夹具 间的干涉碰撞，从而保证了数控编程的质量，减少了 试切的工作量和劳动强度，提高了编程的一次成功率， 缩短了产品设计和加工周期，大大提高生产效率。如 在数控加工行业进行推广，可产生巨大的经济和社会 效益。叶片的切削仿真如图.所示，叶片的机床加工仿 真如图/所示。 图. 混流式叶片的切削仿真图/ 混流式叶片的机床加工仿真 !"$叶片刀位轨迹的后置处理 后置处理是数控编程的一个重要内容，它将我们前 面生成的刀位数据转换成适合具体机床的数据。后处理 最基本的两个要素就是刀轨数据和后处理器。我们应首 先了解龙门移动式五坐标数控铣镗床的结构、机床配备的附属设备、机床具备的功能及功能实现的方式和机床 配备的数控系统，熟悉该系统的"!编程包括功能代码 的组成、含义。然后应用通用后置处理器导向模板，根 据以上掌握的知识，开发定制专用后置处理器。然后将 我们已得刀位源文件进行输入转换成可控制机床加工的 "!代码。 % 结束语 复杂曲面的多轴联动数控编程是一涉及到众多领域 知识的复杂流程，是数字化仿真及优化的过程。本文介 绍的大型水轮机叶片的多轴联动编程技术，已用于工程 实际大型叶片的数控编程中，实现了大型转轮叶片的五 轴联动数控加工的刀位轨迹计算和加工仿真，保证了后 续数控加工的质量和效率，已作为大型水轮机叶片五轴 联动数控加工的编程工具用于实际生产中。