水輪發電機組是最為關鍵的過流部件-轉輪漿葉，其作用是將水流的動能轉換為旋轉的機械能。因此，它是整個機組機電能量交換的核心部件。質量的好壞，直接影響機組內部的流態、水力效率、穩定性以及氣蝕等重要性能。所以，能否加工出高質量、高精度槳葉，對整機的運行而言，具有舉足輕重的意義。

　　然而，水輪機的轉輪槳葉具有形狀復雜、曲面非規則以及曲率變化大等特點。這就決定了生產工藝的復雜性，同時也加大了產品的生產難度。傳統的加工方法，是采用模壓毛坯，再人工鏟磨成型。這種方法費時費力，且精度較低，變形量大。因此，采用數控技術的加工方法，有利于彌補傳統工藝的不足，生產出高質量的葉片。

1、 槳葉三維模型的構建

　　傳統的槳葉設計加工步驟，主要是依靠葉片斷面的木模圖進行放樣。而木模圖也存在著相應的弊端，比如葉片各斷面之間的光滑搭接、精度的偏差以及尺寸的誤差等都無法得到保證。故針對這些不足，以葉片斷面型線圖尺寸為基礎，利用繪圖軟件，構建光滑的槳葉三維實體模型，為后續采取數控加工生產工藝的奠定理論基礎。本文以某電站混流式機組為例，根據相應參數，構建葉片模型[2]（如圖1~圖2 所示）。

2 、數控加工技術

　　2.1 槳葉數控加工工藝流程

　　槳葉數控加工工藝流程如圖3 所示。

　　2.2 數控加工工藝分析

　　葉片的工藝性是指根據產品加工的特點，從尺寸、精度、基準、變形等方面進行探討。

　　2.2.1 模型尺寸的正確標注

　　數控加工，需要對模型進行尺寸定位和程序的編制。加工程序通常是以準確的坐標點來定位的。因此，葉片斷面的幾何關系（如相切、垂直等）應該有明確的定義。幾何元素之間的條件要充分，保證沒有出現封閉尺寸等問題。

　　2.2.2 加工精度的保證

　　數控車床雖然具有很高的加工精度。然而，由于葉片形狀復雜，往往存在厚度非常單薄的部分，而加工時由于受到切削拉力和單薄鋼板的彈性等因素影響，容易發生切削面的振動，使得該部分厚度尺寸的公差不易保證在設計范圍內，導致表面的粗糙度隨之增加。因此，對于對于厚度小于3mm 的部分，應給與充分重視。

　　2.2.3 保證基準統一原則

　　槳葉加工的過程中，采用統一的基準定位，專門設置工藝孔作為定位基準。

　　2.2.4 分析葉片的變形情況

　　葉片在加工時的變形，直接影響加工質量，而且若產生了較大的變形量時，會對機組的裝配、以及后期運行中的效率，噪音等產生很大的影響。因此，在加工過程中，應該考慮采取一些相應的工藝措施（如誤差補償技術）進行預防。

　　2.3 葉片的加工

　　槳葉的加工內容主要有：（1）斷面；（2）坡口；（3）頭尾部；（4）數控打標記。斷面的加工主要采用盤銑刀。由粗銑和精銑兩道工序構成。在粗銑工序的時候，應該加大排刀之間的距離，再添加冷卻液，以此來提高加工效率。與此同時，采取合理的措施將葉片上的應力得到充分釋放，以防止加工后出現的再變形問題。

　　坡口加工過程中，數控車床的銑頭轉角容許的條件下，可以適當加大走刀量，一次成形。數控技術加工出來的坡口，為后續轉輪的裝配提供了便利，使得機組的安裝精度較高，而且坡口的焊量比較均勻。頭尾部加工工序中，關鍵的要點在于幾何形狀的保證。曲面成型是由加工中的直線段構成且無限地接近。而在加工過程中，若為追求高精度繼而無限地去細化直線段，必然會增加加工的時間、降低效率。因此，

　　可采用棒銑刀按照包絡線加工，加工出成型表面，再按照樣板修磨。經過數控加工的工藝流程，加工出了符合要求的葉片，并將轉輪順利裝配完畢如圖4 所示。

    3 、結論

　　混流式水輪機槳葉的數控加工工藝具有高效、準確、規范等特點。加工出的葉片較之傳統的人工打磨，有了質的提高。為后續轉輪的焊接提供了便利，也保證了機組的良好水力性能。