水轮机转轮叶片的制造
水轮机转轮叶片裂纹的产生原因及对策
水轮机转轮叶片裂纹的产生原因及对策摘要：我国水力事业近年来不断蓬勃发展，但其中还存在着一些未来需要攻克的问题，水轮机转轮叶片裂纹产生是其中一个重点，水轮机转轮叶片产生的裂纹不仅影响经济效益，也为整体机组的安全性埋下隐患，只有突破这个技术才能进一步推动水力事业的发展。
本文就水轮机转轮叶片裂纹的产生原因和解决方案做出分析建议，希望为水轮机转轮叶片裂纹的控制和解决提供参考依据。
关键词：水轮机；转轮；叶片；裂纹引言水力工程的安全因素至关重要，转轮是水轮机的重要组成部分，其轮毂与叶片过渡区域在力学性能上是整个转轮的薄弱环节，在机组运行过程中该区域容易发生裂纹现象。
面对水轮机长时间使用和其他复杂情况，转轮叶片上会出现裂纹，影响水轮机组正常运行，导致整个机组损坏乃至安全事故，对经济财产造成损失。
解决这个问题就要对裂纹产生原因进行研究，制定可行的防控机制，降低裂纹产生，提升工作效率和使用寿命。
1叶片裂纹产生原因1.1受力因素的影响混流式水轮机与转桨式水轮机不同，其叶片是由上冠和下环固定，无法根据水流和工作情况的变化进行调节，需要在设计好的工作程序中运行，如不设计工作情况则容易破坏无撞击进口和反向出口的最佳条件，水流方向和流量改变，容易在叶片出水处和末尾水管内部产生移动旋涡，旋涡轮流出现产生的交变力，交变力对于叶片冲击产生的频率时会产生共振效应，长时间的强烈震动最终导致叶片裂纹。
水轮机在使用过程中，所受到的作用力相对较大，在轮叶上端和下端都极易出现一些细小的裂纹。
如果不及时维修，就会造成裂纹的增大或加深，最终导致轮叶断裂，对整个系统的正常运行造成不利影响。
1.2泥沙对转轮的损耗泥沙会造成转轮的非正常损耗，损耗程度取决于泥沙量的多少。
通常来说，未经处理的水或多或少都含有一定量的泥沙，当含有泥沙的水流过水轮机时，会对管道造成相应的磨损，使管道出现变形、变薄等问题，严重的甚至会造成转轮轮叶损坏。
水中所含有的泥沙，除了会造成转轮的非正常损耗外，还会进一步加剧气蚀对转轮的破坏。
第三章 水轮机工作原理
容积效率
2.水力损失及水力效率
原因：
工作水头
(Q q)( H H ) H e h (Q q) H H
水力损失 有效水头
能源动力工程学院 何宝海
水力效率
3.机械摩擦损失及机械效率
机械损失功率 原因： 输出功率
N e N m N m Ne Qe H e
1.进口速度三角形
转速
考察点直径 圆周速度： 轴面速度： 水轮机的 容积效率
u1
vm1
D1n
60 流量 Q v F1
过水断面 面积
能源动力工程学院 何宝海
确定过水断面面积
F1 2 Rg lae
近似计算：
F1 k1 D12
与转轮型式 和结构有关
F1 D1b0
机械效率 机械效率 有效功率
4.水轮机总效率
总效率 容积效率
V h m
水力效率
水轮机的效率是衡量水轮机能量转换性能的综合指标。 它与水轮机型式、结构尺寸、加工工艺及运行工况等多 因素有关。
能源动力工程学院 何宝海
第三节 水轮机进、出口速度三角形
一、混流式水轮机转轮的进、出口速度三角形
水 流 输入功率 水轮机 输出功率
N i N N
水轮机内总 的功率损失
水轮机内的能量损失可分为： 容积损失： 容积效率 水力损失： 水力效率 机械摩擦损失： 机械效率
能源动力工程学院 何宝海
1.容积损失及容积效率
原因： 发生位置：
有效流量
总流量
Q q Qe V Q Q
漏水量
解： u1
v1,vu1,w1,β1 D1n 2 500
水轮机转轮叶片模压成型技术
２・
第
年
萼期
Ｌ Ｅｉｖ 束 审ｒ奢 ｚ ｌ坪ｉ ｆ ｅ ｅ ａ 泰Ｒ ｃｅ ｎｔ ｗ ￣ ｃ
Ｖ２６ ｏ２ Ｍ １ １Ｎ ａ． ．ｏ ｒ ． Ｏ Ｏ
水轮机 转轮 叶片模 压成 型技 术
王地 召 ，王 贞凯
（ 东方 电机股份有限公 司。四川 德阳 ６ ８０ ） １０ ０
理论对叶片的各曲面采用双三次b样条曲面和双由于叶片压制大约在1100的高温下进行模三次bezj曲面数学模型进行数值模拟叶片空间曲具所处的工作环境相当恶劣要求模具耐高温耐面并采用b样条曲面细分算法按任意要求的网高压且受热抗变形性能良好可选择屈服强度为格密度对叶片型值点进行密化以便提高叶片巨型294计算的精度和图形显示的质量
（ ｏｇ ｎ ｌ ｔａ Ｍ ｃｉ ｒ Ｃ ． ｔ． ｅａｇ １０ ０ Ｃ ｉ ） Ｄ ｎｆ ８ ｅ ｒ ｌ ａｈ ｅ ｏ Ｌ 。 ｙｎ ８ ０ ， ｈ ａ ａ Ｅ ｃ ｉ ｎ ｙ ，ｄ Ｄ ６ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｉｔ ｄ ｃ ｓｔｅｈ ｔ ｕｄｐ ｅｓｎ ｃ ｎ ｌｇ ｆ ｕｂｎ ｕ ｎ ｒｂａ ｅ ，ｎ ｌｄｎ ｈ ａ ｓ ｓｒ ｃ ： ｈｓ ａ ｅ ｒ ｕ ｅ ｈ ｏ ｎ ｏ ｍｏ ｌ ｒ ｓｉｇ ｔ ｈ ｏｏ ｙｏ ｅ ｔｒ ｉｅ ｒｎ ｅ ｌｄ ｓ ｉｃｕ ｉｇｔｅｍｅ ｎ ｅ ｔ
压成 型技术研究起步较晚 ，近年来组织相关技术人 员进行大量的研究开发 ，通过福堂 、吉林台等电站 转轮叶片 的模压成型 ，积累了一定的经验 ，使该公 司叶片制造技术多了一条新途径 ，提高了公司产品
的市场竞争力 ，具有较好 的技术经济效益。
片数控加工及铲磨工艺 ，叶片模压成 型工艺有其独 特的特点 ，适合于生产 台数相对较 多的中小型水轮 机转轮叶片。模压 叶片具有制造成本低 、叶片内部
水轮机原理及构造
水轮机原理及构造1、概述混流式水轮机工作原理：水流经压力钢管在开启蝶阀后进入蜗壳形成封闭的环流〔形成环流是为了使水流作用转轮时，使转轮各方向受力均匀，到达机组稳定运行的目的〕，在导叶开启后，水流径向进入转轮又轴向流出转轮〔所以称之为混流式水轮机〕，在这个过程中由水流和水轮机的相互作用，水流能量传给水轮机，水轮机开始旋转作功。
水轮机带动直流励磁的同步发电机转子旋转后，根据电磁感应原理〔问题〕，在三相定子绕阻中便感应出交流电势，带上外负荷后便输出电流。
注：电磁感应闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
①产生感应电流的必要条件是：a、电路要闭合；b、闭合电路中一部分导体做切割磁感线运动，缺一不可；假设是闭合电路的一部分导体，但不做切割磁感线运动则无感应电流，假设导体做切割磁感线运动但电路不闭合，导体上仍无感应电流则导体两端有感应电压。
②感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关三者互相垂直，改变磁场方向或改变导体切割磁感线方向都会改变感应电流的方向。
③在电磁感应现象中机械能转化为电能。
应用：发电机是根据电磁感应原理制成的，它使人们大规模获得电能成为现实。
①交流发电机主要由转子和定子两部分组成，另外还有滑环、电刷等。
②交流电的周期与频率周期和频率是用来表示交流电特点的两个物理量，周期是指交流发电机中线圈转动一周所用的时间，所以单位是“秒”；频率是指每秒钟内线圈转动的周数，它的单位是“赫”。
我国使用的交流电周期为0.02秒，频率是50赫，其意义是发电机线圈转一周用时0.02秒，即1秒内线圈转50周，因为线圈每转一周电流方向改变两次，所以，频率为50赫的交流电在1秒钟内方向改变100次。
2、水轮机的主要类型：水轮机基本类型有：还击式冲击式还击式：混流式〔HL〕、东风：HLA722C-LJ-192HL混流式水轮机设计序号为A722C为L立轴J金属蜗壳192转轮直径为192cm轴流式〔ZL〕：轴流转桨式〔ZZ〕轴流定桨式〔ZD〕、斜流式〔XL〕、贯流式〔GL〕：贯流转桨式〔GZ〕贯流定桨式〔GD〕特点：将位能〔势能〕、动能转换为压能，进行工作；转轮完全淹没在密闭的水体中。
水轮机活动导叶材料与制造工艺
水利水电技术（中英文）第52卷2021年第S 1期万君，王清宇，左建，等．水轮机活动导叶材料与制造工艺［J ］.水利水电技术（中英文），2021，52（S1）：55-61.WAN Jun ，WANG Qingyu ，ZUO Jian ，et al．Material and manufacturing technology of movable guide vane of hydraulic turbine ［J ］.Water Ｒesources and Hydropower Engineering ，2021，52（S1）：55-61.水轮机活动导叶材料与制造工艺万君1，王清宇2，左建1，王长营1（1.松花江水力发电有限公司丰满大坝重建工程建设局，吉林吉林130012；2.哈尔滨大电机研究所，黑龙江哈尔滨150040）摘要：为进一步探究水轮机导叶部件材料的选择和制造工艺的发展，一方面从导叶在水轮机组中的作用、使用工况、技术要求着手，另一方面从导叶材料的开发、研究和制造工艺技术的进步两个大的方面进行了阐述。
导叶材料从最初的碳素钢、低合金钢逐步发展为普通马氏体不锈钢、低碳不锈钢直到现在的超低碳不锈钢；制造工艺也从最初的铸造一种方式发展出了锻造、焊接和电渣熔铸（EＲS ）；不同的水力条件和项目用途决定了不同的机组形式，也决定了导叶部件不同的形状和尺寸结构；不同材料适合不同的使用工况，不同的制造工艺适合不同导叶结构和形状。
用户和产品设计人员可以根据探究的结果进行导叶部件材料的选择和制造工艺的设定，研究结果可为水轮机设计和使用提供有益的参考。
关键词：导叶；材料；制造工艺；水轮机doi ：10.13928/ki.wrahe.2021.S1.011中图分类号：TK730.6文献标志码：B文章编号：1000-0860（2021）S1-0055-07收稿日期：2020-11-05作者简介：万君（1978—），男，高级工程师，学士，主要从事水电工程建设管理、继电保护整定计算及运行分析工作。
水轮机叶片制造技术综述
。
自 60 年代 以来
或在
20 Mn Si
GE
与东方 电机 联 合体 )和
。
(A L S T O M
，
0 C r l 3 N i4 M o
上 先铺 焊
。
层
Cr 2 3 N i 13
与 哈尔 滨 电机 联 合体 )
6
m
为方便 铁 路运 输
直径
过 渡层
，
再铺焊
OC r l 3 N i 4 M o
。
法 国奈 尔 匹 克 公 司
左 右 的 转 轮 以 前 曾大多 采 用 左 右 分瓣 的 铸 焊 结
用过
0 C r l 7 N i4 M o
俄 罗斯列 宁格勒金 属 厂 用过
，
构
。
考 虑 到分瓣 转 轮水 力 性 能 不 如 整 体 转 轮
— — 一
，
且
0 Cr l 2 N i 3 C u
和
1 Cr l 8 N i 3 M n 3 Cu 2
，
但 由 于 叶 片铲 磨 和 检 测 困 难
岸 转 轮采 用 此 结 构
1 2
．
但 未获 批 准
且 转 轮 重 量 受 铸 造 车 间起 吊能 力 限
。
叶片 材 料
叶片材料 要 有 较好 的机 械性 能
，
制
，
目前 已 较 少 采 用
耐空化
。
、
腐
取 而 代 之 的是 将 上 冠 的整体铸焊结构
。
、
下环
预热 。北 欧 Ｇ （ 克 瓦纳） 多用 ０ ｒ６ ５Ｍｏ Ｅ 原 Ｃ ｌＮ ｉ ，含
九十 年代发 展 起来 三坐 标划 线仪 （ ２ ，光 电经纬 图 ） 仪 （ 图 ３ 、多轴 机器 人 （ 图 ４ 。 见 ） 见 ）
加强工序过程控制 提高叶片制造质量
声波探伤应在叶片粗磨后进行 ；叶片表面质量用 磁粉探伤检查 ，磁粉探伤在叶片精磨及叶片表面
抛 光后进行 。
２ ２ 叶 片正面 铲磨及 质量控 制 ．
人工铲磨的叶片 ， 经常出现一定的补焊量 ，
来稿 时 间 ： ００ ７ ０ ２ １—０ —２
磨削叶片正面一磨削叶片背面＿ 磨进 、出水边一 立体样板截面之间的过渡区域 ，应按已检查截面 ＋ 叶片表 面抛光 。叶 片正 面是 转轮运 行 时能量转换 部 位为基 准 ，铲磨 过渡并 用样 条尺 检查过 渡 区域 的压力面 ，同时也是立体样板检查 的型面，因此 波浪度 ，用样条尺在沿流线和垂直于流线两个方 向检查 叶片波 浪度 。 铲磨 时应 首先完 成 叶片正 面 的磨 削 ，正 面达要求
划线样板 ，在叶片正面各截面上标记 出测厚点标
减少叶片过切削所增加的叶片大面积补焊，在叶 片正式加工前 ， 必须先在 Ｃ Ｄ Ｃ Ｍ 软件上进行 Ａ ／Ａ
记。磨 削叶片背面前 ，用超声波测厚仪或卡钳进 叶片加工切 削和机床仿真试验 ，保证叶片的加工 行测厚 ，根据测厚结果 ，对厚度值小于设计值的 质 量 和机床 的安 全 。 部位进 行 补焊 过渡 ，对 厚度 值 大于设 计值 的部 位 ３ ４ 叶 片的装 夹找 正 ． 进行修磨。修磨时用样条尺沿流线和垂直于流线 对 中小 型机 组 叶片 ，采用 叶片 翻面装 夹支撑 两个方 向检查波 浪度 。 叶片 背面 磨至探 伤要 求后 ， 工 艺—— 支 撑胎 具 ＋两销 定位 ，可保证 叶片支撑 对 叶片背面进行 Ｕ ＋ Ｔ ＭＴ探伤 。 ２４ 叶 片进 、 ． 出水 边铲磨 及 质量控 制 叶片进 、出水边 铲磨 必 须在 叶片 正 面铲 磨合 格 、叶片 背面粗 磨 后进行 。磨削前 用 立体样 板 在 叶片正面上划出进、出水边切割线 ，应 留修磨余
水轮机叶片制造技术
水玻璃 铬矿砂 或树脂 铬 矿砂 ，涂 料选取 用醇基 锆英 粉 ；适 当提 高浇注 温度 ，以提 高充型 能力 ，热处 理 时叶 片立放 。苏尔 寿公 司研究 出了冲击式 转轮微 浇 铸 技术 ，先将 锻坯加 工 至水斗根部 ，再用 焊接机 器 人一层 层焊 出水斗 其余部 分 ，这 种转 轮强度高 、耐
曾使用过 环氧 金刚 砂 、聚胺 酯 、尼龙 、搪 瓷 、 橡胶 等 。近期 法 国阿尔斯 通公 司将 聚胺 基 甲酸 酯喷 涂 到 冲 击 式 转 轮 水 头 上 ，据 称 可 运 行 １ ０ ０ ０ ０ ｈ以 上 ，目前正 在万家 寨 混流式转 轮上进 行试验 。瑞 士 苏尔 寿公 司将 陶瓷 （ ×Ｈ 喷涂 到转 轮上 以提高耐磨 Ｓ ） 性 能 ， 目前 已将技 术投 资与西北 电力 局组建 了合 资 公 司。也有 观点认 为 ，高分 子涂层在 多泥沙 的河流 中抗 空化 、耐磨损 能 力不强 ，可对 叶片表 面喷 丸强 化 ，经过循 环塑性 变形 ，使 叶 片组织 产生最佳 残余
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ４ １１ ． Ｄｅ ． Ｏ ４ ｅ ２ Ｏ
水轮 机 叶 片制 造技 术
贺 元
（ 东方 电机股 份有 限公 司，四 川 德 阳 ６８０ ） １ ０ ０
摘
要 ：介 绍水轮机 叶 片制造技 术 ，并进行 了技 术 经济分 析。 参 ｌ ２
文 献 标 识 码 ：Ａ
０ ｒ３ ｉＭｏ 法 国 用 过 ０ ｒ７ ｉＭｏ Ｃ ｌＮ４ 。 Ｃ ｌ Ｎ ４ ，俄 罗 斯 用 过
定 指标 ，多年来世界 水 电设 备制造 商 在开发转 轮水 力性 能的 同时 ，也对 转 轮 ，尤其 是 叶片 的制造 技术
进 行 了深入 研 究 。水 平 有 了 明 显 提 高 。
第八章 水轮机典型零部件的制造工艺
1．毛坯及材料
整铸分铸铁、铸钢结构：中、小型通常带蜗壳， 其材料铸铁多用HT200，铸钢多用ZG20MnSi 等材料。
铸焊结构：通常上环、下环，固定导叶分别铸 造、后焊接，材料多用ZG20或ZG20MnSi。
全焊结构：通常上环、下环、固定导叶分别焊 接，后进行组焊，材料多用20号钢，Q235等 材料。
水力计算和水力单线图——钢板下料——卷制成 形——冷装（或预装）——焊接——检验——试压。
四、金属蜗壳的制造工艺
三、蜗壳的下料 1——4
四、蜗壳的成型 1——5
五、蜗壳的预装 1——4
第二节 导水机械主要 零部件的加工
ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 导水机构主要零部件的加工
导水机构是水轮机的重要部件，它的作用 是调节水轮机的水量和截断水流，并为进入水 轮机的水流建立必要的环量。
3．工艺准备
1）划分车间工艺路线 材料准备—焊接车间—水轮机机加工车间—
焊接车间（预装蜗壳）（见下图）—水轮机机加 工车间—总装车间（与导水机构预装）。 2）工艺流程设计
（以分两瓣座环为例） 3）加工中的测量及划线工具
外径的测量：外径千分尺（<2.5m） 内径的测量：内径千分尺（<8m），激光测长 仪（8～12m），间接测量（>12m） 划线工具：划线中心座、划线地规、大型角尺、 组合划线工作平台等。
第八章 水轮机典型 零部件的制造工艺
第一节 反击式水轮机埋入部件的 制造工艺设计
座环
水轮机埋入部件主要 包括座环、蜗壳、尾水管、
轴流式水轮机转轮室、 机坑里衬、基础环 接力器坑衬、 地板栏杆等。
基础环
尾水管
蜗壳
一、座环的加工工艺设计
座环是水轮机的基础部件，它承受整个机组 的重量、蜗壳上方混凝土的重量、水轮机的水 推力和蜗壳及座环的内部水压力。它是由上环、 下环和固定导叶组合而成。根据结构大小有整 体、分瓣结构，带蝶形边和无蝶形边结构。 （见图8－1）
轴流式水轮机
图5 转轮叶片转动角度示意图
图5 转轮叶片转动角度示意图 轴流转桨式水轮机效率较高，目前最高效率有的已超过94％，下面是转桨式转轮的叶片转桨动画。
转桨式转轮的叶片转桨动画 葛洲坝的轴流式水轮机单机容量是17万千瓦，转轮直径11.3m，是目前世界上直径最大的轴流式水轮机；福建水口水电站 单机容量是20万千瓦，是目前世界上单机容量最大的轴流式水轮机。图6是葛洲坝水轮机转轮在吊装过程中。
叶片受水流作用力图
叶片受水流作用力图
图3 叶片受水流作用力图 先看左面图，m是靠近叶片的一个水质点，为看的清楚，把他挪到左上方，水质点的速度是V，由于水进入转轮区有环量， 在图中的方向不是垂直向下，而是向左方倾斜；叶片绕轴旋转，截面的切线速度是U，相对于叶片水质点m则是以-U的速度 向右运动；所以水质点m相对于叶片的运动速度是W，也就是说叶片受到水流的方向是W。 再看右图，叶片受到方向是W的水流作用，由于W与翼形弦线c有攻角α，会产生一个垂直于W的升力L，同时也受到阻力 D（与W同向），两力的合力R是叶片受到的力，R在水平方向的分力是F，F就是推动叶片旋转的力。 轴流式水轮机叶片数目一般为3至8片，低水头少叶片，高水头多叶片。轴流式水轮机转轮流道的过流断面面积较大，可提 高了水轮机的单位流量和单位转速，可以采用较小的转轮直径和较高的转速，从而缩小了机组尺寸，降低了投资。轴流式 水轮机适用于较低水头、较大流量的水利资源。
轴流定桨式转轮和轴流转桨式转轮 轴流式水轮机分为轴流定桨式和轴流转桨式两种，图4是这两种水轮机转轮的图片。
轴流式水轮机的转轮
图4 轴流式水轮机的转轮（照片来自网络） 轴流定桨式水轮机转轮叶片是固定在轮毂上，结构简单，造价便宜，但只能通过调节导水机构控制出力，在水头与负荷变 化较大时，水轮机效率会有较大下降。轴流定桨式水轮机通常使用在水头25m以下，功率不超过5万千瓦。 轴流转桨式水轮机转轮叶片是可按水头和负荷变化作相应转动，改变叶片的攻角α，可在水头和负荷有较大变化时仍有良好 的运行性能。图5是轴流转桨式水轮机转轮叶片转动的示意图，左图是叶片在关闭状态；中间是计算位置，是正常运转时的 设计位置；右图是全开位置。
轴流式水轮机叶片优化设计
轴流式水轮机叶片优化设计学科名称：水利水电工程论文作者：刘虎签名：指导老师：罗兴锜（教授）签名：郑小波（讲师）签名：答辩日期：摘要随着计算流体力学的迅速发展，设计技术的不断进步，对水力机械的综合性能提出了越来越高的要求，传统的设计方法已满足不了发展的需要，优化设计和三维反问题计算也愈来愈受到重视，逐渐成为主流的转轮设计方法。
因此，对遗传算法和三维反问题设计方法进行结合具有很高的实用价值。
本文提出了一种结合准三维反问题计算与遗传算法优化的轴流式水轮机转轮优化设计方法。
即在对轴流式水轮机转轮叶片进行准三维反问题设计的基础上，以平面叶栅表面边界层中的流动损失最小和翼型气蚀系数最低为目标的小生境遗传算法进一步对转轮叶片进行优化以得到更为理想的转轮叶片。
通过对传统方法和本文采用的小生境优化算法结果的对比，由于此方法结合了准三维反问题方法对有厚度叶片计算的准确性，以及小生境遗传算法对解决多目标优化问题全局搜索的准确性，所以能得到比传统方法更为理想的转轮叶片。
本文的工作主要包括两方面：首先应用准三维反问题方法设计初始叶片，之后在得到的初始叶片上取出六个等距圆柱断面，其次对各断面进行小生境遗传算法优化设计，再对优化后的断面在CAD软件中造型得到新的优化后的叶片，从而达到叶片优化设计的目的。
这两部分的工作都是应用FORTRAN语言编程实现的。
最后利用CFD软件对初始叶片和优化后的叶片进行流场分析与对比。
本文将该方法应用于ZZ440叶片的优化设计，经过对比优化前后的叶片的性能，最后的计算结果体现了本文应用小生境遗传算法的有效性。
关键词：准三维设计，小生境遗传算法，多目标优化，轴流式水轮机，叶片本研究得到国家自然科学基金项目(90410019/50379044)；教育部高等学校博士学科点专项基金项目(20040700009)和陕西省教育厅专项科研计划项目(05JK264)的资助。
Optimal Design of Kaplan Turbine Runner BladeSpecialty: Hydro-electric engineeringCandidate: Liu Hu S ignature:Advisor: Luo xingqi professor Signature:Zheng xiaobo lecturer S ignature:Argument date:AbstractAlong with the development of hydrodynamic and hydraulic machine design methods, people require higher over all efficiency turbine. Incompetent traditional methods are gradually off the stage; new three dimensional inverse problem design methods are becoming more and more popular. In this dissertation we can see that the combination of the genetic algorithm and three-dimensional inverse problem design method will obtain better results.In this dissertation an optimal design method，based on genetic algorithm and semi-three-dimensional inverse problem design method，has been used to improve the design of a Kaplan turbine blade. This method is applied to the design of runner geometry，considering the interaction between runner blades and flow field. It also has the advantage of niche genetic algorithm in solving multi-objective problems. Hence， by using this optimal design method we can obtain better runner blade compare to traditional design method.We first used the semi-three-dimensional inverse problem design method to get initial blade, then used niche genetic algorithm to optimize the initial blade, thus got the optimized blade. This process was achieved by FORTRAN language and CAD software.This method has been used to optimize ZZ440 runner blade, the results showed that the runner’s cavitation and energy performance have been optimized, hence proved the effectiveness of this method.key words: quasi-three-dimensional design, niche genetic algorithm, multi-objective optimization, Kaplan turbine, bladeProject supported by the National Natural Science Foundation of China (90410019), Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (20040700009) and Specialized Research Plan in The Education Department of Shanxi Province of China (05JK264).目录1 绪论 (1)1.1论文的研究意义 (1)1.2轴流式水轮机转轮叶片设计方法的研究 (1)1.2.1 轴流式水轮机设计理论的发展过程 (1)1.2.2 轴流式水轮机转轮叶片传统设计方法 (2)1.2.2.1 升力法 (2)1.2.2.2 保角变换法 (2)1.2.3轴流式水轮机叶片现代设计方法 (3)1.2.3.1奇点分布法 (3)1.2.3.2 当量源法 (3)1.2.3.3 正反问题迭代法 (4)1.2.3.4三维设计方法 (4)1.3轴流式水轮机转轮叶片优化设计方法的研究 (5)1.3.1 优化设计方法的发展过程 (6)1.3.2 遗传算法特点简述 (6)1.3.3 遗传算法应用领域 (8)1.4本文的主要工作 (9)2 遗传算法概述 (10)2.1遗传算法的特点 (10)2.2遗传算法的原理和方法 (12)2.2.1遗传算法的基本原理 (12)2.2.2标准遗传算法的具体操作方法 (13)2.2.3标准遗传算法的改进 (15)2.2.3.1实数编码技术 (15)2.2.3.2排名选择机制 (16)2.2.3.3优选技术 (16)2.3多目标优化的基本概念和方法 (17)2.4本文所采用小生境遗传算法（NGA）的操作过程 (20)3 三维反问题遗传算法的优化模型 (22)3.1准三维反问题设计方法数学模型 (22)3.1.1平均S2m流面的流动方程 (22)3.1.2 S2m流面的反问题计算模型 (24)i3.2遗传算法优化模型的建立 (25)3.2.1 转轮叶片优化模型 (25)3.2.2约束条件 (26)3.2.3多目标处理方法 (27)3.2.4气蚀系数的计算 (28)3.2.5叶栅损失系数的计算 (28)4 程序设计及编制 (30)4.1轴流式水轮机叶片三维反问题设计程序流程 (30)4.1.1 网格计算模块 (31)4.1.1.1 网格划分 (32)4.1.1.2系数计算 (33)4.1.2 准三维模块 (35)4.2遗传算法优化总程序流程图 (37)4.2.1遗传算法优化程序流程图 (38)4.2.2边界元计算流程图 (42)4.2.3边界层计算流程图 (42)5 算例分析 (44)5.1准三维方法设计出的初始叶片 (44)5.2小生境遗传算法对初始叶片的优化结果 (46)5.3结果分析 (50)6 结论 (51)致谢 (52)参考文献 (53)ii第一章 绪论1 绪论1.1 论文的研究意义转轮是水轮机的核心部件，转轮设计的好坏直接关系到水轮机效率的高低、水轮机运行的稳定性、以及水轮机的抗空化性能。
叶片式流体机械概述
•
(1-1)
H (e2 e1 )
[
p2 p1
g
c22 c12 2g
(Z2
Z1)]
• e1、e2——分别为水轮机（泵）进出口断面单 位重量水流的能量差值（增值）。
• （1-1）中“+”号用于泵，“-”用于水轮机 • 水电站装置水头Hst • 取上游水库水面和尾水渠列伯诺里 方程
充水（转轮处于大气中，它是靠高速水流“冲击”
转轮作功的，即冲击式水轮机仅利用水流的动能，
在进入转轮进口之前，具有压力的水流已全部转
换成了动能（由喷咀）。
• 按转轮区域中液流流动方向
反击式
高水头混流式水轮机
径流式离心泵
离心风机
混流式水轮机
混（斜）流式斜流式水轮机
• 反击式水轮机在整个工作过程中，转轮是浸 在有压的水流中，且P1>P2 ，反击式水轮机获 得的机械能是通过水流的动能和压能转换得来的。 比较起来，通常水流进入转轮的流速较小，即水 流中包含的动能成分很小，可进一步说反击式水 轮机主要是以水流压能进行工作的。
•
冲击式水轮机在工作过程中，转轮只有部分
KW。
• 我国的水力发电事业前景可观。流体机械的应用更
是前景广阔。
第二节 叶片式流体机械的主要性能参数
我们知道叶片式流体机械是由于工作介质与转 轮（叶轮）叶片的相互作用，使其能量发生变化或 转换成另一种形式的能（如泵与水轮机）。
流体进入机器直到流出，使其能量发生变化的 过程，称为流体机械的工作过程。
?按转轮区域中液流流动方向反击式????????????????????????????????轴流风机轴流泵轴流式水轮机轴流式混流泵斜流泵斜流式水轮机混流式水轮机混斜流式离心风机离心泵高水头混流式水轮机径流式冲击式三关亍水轮机泵在国民经济中的用途?在河道上修建水电站水流上游水库引水钢管水轮机尾水管排迚下游河道
重型铸钢件及水轮机叶片制造技术
重型铸钢件及水轮机叶片制造技术摘要: 近年来，沿着节能、专业、高效的发展路线，我国水轮机发电机组行业正在向产业化、高效化、规模化蓬勃发展。
行业生产的各类水轮机配套产品无论是品质还是价格，都在国际市场上具备了一定的竞争力。
随着水轮发电机组需求量以及出口量的不断扩大和增长，我国水轮机行业迎来了前所未有的机遇和挑战。
本文主要介绍水轮机叶片的结构特点、技术条件，对水轮机叶片的成型难点及铸造过程中可能出现的质量问题进行分析，这些问题从成型、铸造方面提出了一系列的质量控制措施。
通过研究水轮机的成型方案、尺寸的设计、补缩的设计以及浇注的设计，最终达到提高铸件质量，降低批量生产成本的目的。
关键词:水轮机叶片；成型方案；双面芯0引言水轮机转轮是水轮机的核心组件，需要不断承受水流的冲击，是将水流的势能转化为机械能的主要部件。
水轮机转轮主要由上冠、下环、叶片组成，其中叶片形状比较复杂，主体曲率不规则，扭转程度大，进水边以及出水边壁厚差异大。
叶片又是水轮机的核心构件，水轮机叶片的制造往往是行业内需要重点攻克的难题。
目前，最常见的水轮机叶片为轴流式与混流式叶片，具有曲率变化大、壁薄、翘曲度大等特点。
传统的铸造方案一般为实样造型（平撞立浇造型法）或组芯造型（立撞立浇造型法）方案。
其中平撞立浇方案存在的缺陷为：1）需要加工实样模样及支撑胎板；2）在组完砂芯之后需要将组装有砂型/芯的砂箱翻立，操作难度大；3）生产效率较低，砂铁比（型砂与铸件重量的比值）大。
立撞立浇造型法存在以下缺陷：1）型腔由带有叶片两面的两个砂芯组成，模具费用高；2）由于此类产品芯盒设计的局限性，过程中需要翻芯，组芯困难大；3）生产效率低，砂铁比大。
为了克服技术缺陷，本文研究了一种新型铸造工艺方案，通过造型方案优化设计，提高水轮机叶片类铸钢件的产品质量及生产效率、降低生产成本。
1工艺方案的确定1.1结构及难点的分析本文铸件轮廓尺寸为2315**1532*611mm，最大壁厚为310mm，最小壁厚为8mm，净重2456kg，毛重为3243kg，材质为ASTMA743GradeCA-6NM。
水轮机工作原理
水流作用于叶片的力矩、水轮机基本方程式和效率
1、水力损失和水力效率 当水流通过水轮机时，为克服各过流部件的水力阻力而引起的水头损
失称为水力损失。
水力损失包括：从蜗壳进口断面开始，经蜗壳、座环、导水机构、转 轮、尾水管直到出口断面所有过流部件的沿程摩擦损失和局部撞击、漩涡 、脱流等引起的局部阻力损失，以及尾水管的出口损失（速度水头）。 沿程摩擦损失与流速及过流部件的表面粗糙度有关。而局部损失除与 流速分布有关外，更主要取决于各过流部件流线形状及运行工况。 在水轮机各种损失中，以水力损失最大。
三、转轮中的水流运动 水流通过水轮机转轮流道时，一方面沿着弯曲的转轮叶片做相对运 动，另一方面又随转轮旋转。因此，转轮中的水流形成一种复杂运动。 为简化问题，一般假定转轮叶片数和导叶数为无限多，且水流在水轮 机中的运动可做如下假设： ⑴稳定流：认为在水头、流量和转速一定的情况下(即固定工况下)， 水流在引水室、导水机构、尾水管中的流动以及在转轮中相对于叶片的 流动是稳定的，即不随时间而改变运动状况。 ⑵轴对称流：认为水流对称于水轮机轴线流向导叶和转轮，即导叶周
转轮的力矩关系。水轮机的基本方程式就是在理论上建立这个关系。 根据动量矩定理，单位时间内水流质量对定轴的动量矩变化等于作用 在该质量上的全部外力对定轴的力矩和，即
Ma
d mV u r dt
式中
Ma——外力矩。
水流作用于叶片的力矩、水轮机基本方程式和效率
考虑水流通过转轮时动量矩的变化： 在时刻 t ，水流质量充满转轮流道 ABCD ，经过时间 dt 后，这部分质量
水轮机中的水流运动
水轮机各过流部件水流运动的特点 一、蜗壳中的水流运动
蜗壳是水流进入水轮机的第一个部件。通过它将水引向导水机构并进
水轮机叶片三维建模详细教程(UG建模)：设计流线建模
第一种方法 流线设计建模
（ａ） 叶片建模 图 II.1 水轮机转轮叶片
（ｂ） 设计网格
图 II.2 轴面流道型线
（a ）设计流线
（b） 木模图 图 II.3 叶片表面几何数据的三种型式
（c） 测绘点
（a）
图 II.4 加工一个叶片的方法
（b）
图 3.1 曲线坐标点的数据文件格式（进口边型线坐标数据）
（a）
（b）
图 3.2 用数据文件建立样条曲线
图 3.3 导入轴面型线
（a） 浏览要导入的 AutoCAD 文件
（b） 浏览要“导入至”的 NX 部件文件 图 3.4 导入 AutoCAD 文件
a.
（b）
（c）
图 3.5 偏置出口位置
图 3.7（a）
图 3.7（b）
图 3.7（c） 图 3.7 修剪角（俯视图）
图 3.8 部件导航器里空空如也 图 3.9 创建草图
图 3.10 添加曲线
图 3.11 添加几何约束
图 3.12 添加参考尺寸：R1
（a） 添加参考尺寸 R2 图 3.13 添加参考尺寸
（b） 完成添加参考尺寸
（a） 图 3.14 将原出口边轴面型线变为“参考对象”
（b）
（a） AutoCAD 文件 SurfP.dwg
（b） NX5 文件 runner_blade1.prt
图 3.15 从 AutoCAD 文件导入“设计流线”
图 3.16 为导入的曲线建立“组”
图 3.17 水力设计成果——“设计流线”
图 3.18 在图形窗口中选择组
（a）
（b） 图 3.19 通过点生成样条
（b）导入结果
9_水轮机转轮设计
2、轮毂比（转轮体球面直径与转轮直径之比 ）
3、叶栅稠密度（转轮叶栅翼型的弦长l与栅距t之比 值l /t）
l / t对s影响： / t ，l l ，叶片面积大，单位面 积负荷 ，s 。
4、转轮叶片数Z1、包角θ：
轴面投影
叶 片 圆 柱 截 面
L2
L1
L1
L2
水平投影
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ Ⅲ
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
第四节 转轮基本参数的确定
一、混流式水轮机
混流式水轮机，其转轮基本上由 上冠、下环、叶片、上下止漏装 置，泄水锥和减压装置组成，
1.减压装置；2、6—止漏环；3—上冠；4—叶片；5—泄水锥；7—下环
1、导叶相对高度b0/D1
5、转轮的叶片数
转轮叶片数的多少对水力性能和强度有显著的影响， 随比转速的不同叶片数在9~21的范围内。
混流式转轮的叶片数与比转速的关系
叶片数不同时的
6、泄水锥
泄水锥的作用是引导经叶片流道流出的水流迅速而顺畅 的向下渲泄，防止水流相互撞击，以减少水力损失，提高 水轮机效率。其外形呈倒锥体。它的结构型式有铸造和钢 板焊接两种。里面空心，下面开口，以便排除通过止漏环 的漏水及橡胶导轴承的润滑水（有的转轮将泄水孔开在泄 水锥的外侧），还作为主轴的中心补气和有的转轮的顶盖 补气通道之用。
8、根据 值及圆柱面直径、叶片数、包角可确定叶片栅 节距 并计算翼型实际长度 按强度对所选翼型骨线参数、 厚度分布规律对翼型加厚，并确定叶片转轴位置及叶片安放 角 把翼型安放到设计位置。 9、重复上述计算，对各圆柱面计算。绘制各圆 柱面上的翼型。由这些翼型组成叶片。
二、绘制叶片木模图
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
基于UG的大型水轮机叶片多轴数控加工研究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｆ ｒｍｕｔ ａ ｉ ＮＣ ｒｇ ａ ｓ ａ ｃ ｏ ｌ－ ｘｓ ｉ ｐ ｏ ｒ ｍｍｉｇ ｉ ｃ ｉｉｇ ｌｒ ｅ ｈ ｄ ａ ｌ ｎ ｎ ｍａ ｈｎｎ ａ ｇ ｙ ｒ ｕｉ ｃ ｔ ｒ ｉｅ Ｓ ｂａ ｅ ａ ｅ ｎ ＵＧ ｕ ｂｎ ｌｄ ｓ ｂ ｓ ｄ ｏ Ｙ Ｎ ｉ ｉ Ａ Ｇ Ｌｎ ａ ｊｎ
图１ 叶片结 构示意 图
测 量及 定 位 技 术 ， 以及 毛 坯 制 造等 。本 次研究 的叶片进
ｌ６ ・ ３
Hale Waihona Puke 据计算的过程其实就是与叶片实体模型比较的过程 。
・
ｕ ｆ ｆ ｕ ｆ 等
Ｔｈ１ ｄｅ工艺与检测 ｅｎｇａ ｓ ｃ０ｙｎＴｆ ０
４ 结 语
水 轮机转 轮 叶片 五轴 联动 数控 加工 技术 是 当今世
１ 概 述
水 轮机转 轮是 水 轮 发 电机 组 的心 脏 ， 叶 片 的制 其 造 技术 和制造 质量 直接 影 响机组运 行 的水力 性能 和可 靠性 。其 叶 片为非 常 复 杂 的雕 塑 曲面 体零 件 ， 大 中 在 型机 组制 造工 艺上 ， 期 以来 采 用 “ 型 铸 造 一 砂 轮 长 砂 铲磨 一立 体样 板检 测 ” 制造 工 艺 ， 仅 生产 效 率 低 ， 的 不 叶 片型 面精度 难 以保 证 ， 手工 砂 轮 铲 磨 的 劳动 强 度 且 大， 工作 环境 非常恶 劣 ， 已不 能 满 足 技 术进 步 的要 求 ， 也不 能有 效地 保证 叶片 型面 准确性 和制 造精 度 。大型 水轮 机 叶片 的数控加 工工 艺设 计技 术是 当今 世界 发 电 设 备 制造业 中的关键 技 术 之 一 ， 是 当今 机械 加 工 技 也
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水轮机转轮叶片的制造
2007年06月22日星期五10:05
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。
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。