风电叶片机加工工艺

1 机加工工艺流程 (1)
2 根部缠绕 (2)
2.1叶片摆放 (2)
2.2根部前后缘切割 (2)
2.3根部前后缘修整 (2)
2.4根部缠绕 (3)
2.5根部固化 (3)
3 前后缘切割 (4)
4 打磨叶片表面 (4)
5 前后缘修整 (4)
5.1前缘外部修整及前缘外补强 (5)
5.2后缘外部修整及后缘外补强 (6)
5.3检验标准 (7)
6 打孔 (7)
6.1叶片的摆放 (7)
6.2法兰面粗切割 (7)
6.3打孔 (7)
6.4安装螺栓螺母 (7)
7 零度标识 (8)
7.1测量原理 (8)
7.2测量方法 (8)
8 排水孔制作 (8)
机加工标准工艺
1 机加工工艺流程
根部缠绕
表面打磨
前后缘切割
前后缘外补强
前后缘修整
法兰面切割打孔
安装螺栓螺母
横向螺母孔封口铺层
零刻度位置测量并标记
2 根部缠绕
2.1 叶片摆放
将铺层车间运至机加工车间的叶片水平放置在支架上，SS面朝上。

支架位置为R1.2，R13.25，R26.75三处，支架支撑轮廓必须与叶片相应位置的外轮廓相贴合。

2.2 根部前后缘切割
对于根部，理论上合模之后，PS面和SS面前缘应该完全重合，切割时应该从边缘上厚度突变的地方割下。

但是实际合模时，上下两个面有错位，因此应按照图2，使用电动切割机对前后缘R-0.05～R1.2范围进行粗切割，并为后续精细修整留出约10mm余量。

粗切割后，进行精切割。

用手感觉PS和SS面接缝处，感觉是否有错位。

如没有台阶，直接按照接两面的拐角切割；如有台阶，应该将台阶留下，按照最外面的一个拐角切割。

SS面
PS面
图2－前后缘粗切割
2.3 根部前后缘修整
完成切割后，撕掉根部脱模布。

如叶片的PS面和SS面有错位，使用气动打磨机将前后缘打磨圆滑，并将台阶内表面打磨粗糙。

扫去前缘上灰尘，用带粘性的纱布将其清理干净，在错位台阶内填入快配方胶粘剂，如图3。

待胶粘剂固化之后，用80目打磨片将前缘打磨圆滑。

如两面没有错位，直接将前后缘打磨圆滑。

图3—根部前后缘修整
2.4 根部缠绕
1） 将叶片转移至缠绕机支架上，竖直放置，支架位置为R1.2和R26.75两处。

将叶片轴线与缠绕机旋转臂完全平行。

如图4。

图4-叶片根部与缠绕机旋转臂平行
2） 将缠绕机归零，设置缠绕机旋转速度和轴向直线运动速度，调节叶片法兰面与缠绕机旋转臂的水平位置，使缠绕机旋转臂上布卷的起始位置位于叶片轴线位置的R-0.05处。

3） 缠绕根部
① 在需要缠绕的区域（R -0.05～R 0.69 ）刷一层慢配方胶液，只起浸润作用，胶量越少越好；
② 启动缠绕机，开始缠绕。

注意：一定要缠紧，否则要重新缠绕。

缠绕时，叶片的上下和两边分别有人用毛辊辊压气泡，使缠绕上去的布卷（布卷含胶量=33%±1%）紧密缠绕在叶片的根部，换布时只需按停止键，换布完成后再按开始键即可，每卷布之间尽量少的搭接，搭接最多200mm，缠绕完成后在最上面缠绕一层脱模布，宽度为700mm。

脱模布也要缠绕紧密，减少外表面打磨量。

2.5 根部固化
将缠绕完成的叶片从缠绕机的支架上转下，水平放置在支架上，SS面向上。

将叶片根部放入
加热小屋中加温固化，固化条件为70℃，10小时。

为防止热量顺着叶片内腔散失掉，在叶片内部的根部可以放一个泡沫隔板，位置在R1.0处。

3 前后缘切割
之前由于根部缠绕的需要，根部R-0.05～R1.2范围内的前后缘已经切割完成，现阶段切割的是R1.2～R34.0范围的前后缘。

3.1 前缘切割
前缘切割方法与根部相同。

具体说明见2.2
3.2 后缘切割
使用电动切割机对后缘飞边进行粗切割时，应留出约10mm精切割修整余量。

对于后缘精切割修整时，要靠手感确定后缘厚度最薄处，并在SS面上画线标记，切割时依据此线进行切割，如图3。

图3－后缘切割
4 打磨叶片表面
使用80目、120目和180目的砂纸将叶片表面打磨至失光，形成一个粗糙的表面。

不能过度打磨，以免破坏叶片铺层结构。

表面打磨完毕后，使用干拖把清扫叶片表面，寻找气泡、分层等缺陷并做记号。

然后使用小直径钻头在分层和气泡上钻若干小孔（大部分小孔分布在四周，中央少数几个）。

然后用小注射器向中间的小孔中注入快配方胶液，当树脂从其他小孔中冒出时，停止注射。

换另外一个孔注射，直到将孔洞全部填满为止。

使用棉布将表面胶液擦干净。

待修补胶液固化之后，再次打磨该处，将其表面打毛。

待所有表面打磨之后，用湿拖把涂刷叶片表面。

如某些区域有水珠出现或者成股流下，那说明该区域打磨还不合格，做上记号待擦干水之后在该处继续打磨，直到所有表面没有水珠出现或成股流下。

5 前后缘修整
之前由于根部缠绕的需要，根部R-0.05～R1.2范围内的前后缘已经切割修整完成，现阶段
修整的是R1.2～R34.0范围的前后缘。

5.1 前缘外部修整及前缘外补强
1）完成切割后，如叶片的PS面和SS面有错位，使用气动打磨机将前缘打磨圆滑，并将台阶内表面打磨粗糙。

扫去前缘上灰尘，用干净棉布将其清理干净，在错位台阶内填入快配方胶粘剂，如图3。

待胶粘剂固化之后，用60目或者80目打磨片将前缘打磨圆滑。

如两面没有错位，直接将前缘打磨圆滑。

2) 在叶片根部，撕掉根部缠绕区域的脱模布，使用气动打磨机配合80目砂纸将光滑面和毛刺打磨掉，用胶粘剂将所有凹坑不平处刮填平整，按照铺层表铺设前缘外补强铺层（使用慢配方胶液）。

所有铺层在宽度方向上被胶接缝平分。

表1—前缘根部外接缝补强
序号 材料类型 宽度 起点（mm） 终点（mm） 长度（mm）
1 ±45°、1000g/m2双轴 160 725 2250 1525
2 ±45°、1000g/m2双轴 180 650 2500 1850
3 ±45°、1000g/m2双轴 200 575 2750 2175
4 ±45°、1000g/m2双轴 220 500 3000 2500
5 ±45°、1000g/m2双轴 240 425 3250 2825
6 ±45°、1000g/m2双轴 260 350 3500 3150
7 ±45°、1000g/m2双轴 280 275 3750 3475
8 ±45°、1000g/m2双轴 300 200 4000 3800
3) 最后表面覆盖一层脱模布。

4) 对于前缘接缝外补强，当铺层固化之后，撕掉脱模布，使用气动打磨机配上80目砂纸对铺层表面和边角处进行打磨，以获得一个圆滑表面。

将打磨表面和其周围的叶片表面上的灰尘打扫干净。

然后在该区域内刮涂一层聚酯腻子，待其固化后，使用气动打磨机配80、120和180目砂纸对其表面进行打磨。

最后补强铺层表面非常光滑且能和叶片表面圆滑过渡。

如果刮一层腻子不能达到以上所述效果，需刮第二层、第三层直到达到目标为止。

5）对于前缘其他地方的修整，范围为R4.0～R34.0。

为了进一步提高胶接强度，同时给修整提供打磨余量，需要在前缘R4.00～R34.0区域 内，沿接缝铺两层±45°、400g/m2手工预浸料（使用快配方胶液），每块布的宽度被前缘接缝平分。

6） 铺层固化之后，在R20、R22、R23.5、R24、R25、R26、R26.5、R28、R29.5、R31、R32.5、R34、R36处用标准前缘轮廓模板检测前缘轮廓，并在相应位置左右1m范围内滑动，并记录最大误差，以决定打磨量；
7) 使用平口腻刀用力刮涂聚氨酯腻子将前缘R4.0到叶片尖部范围内的表面细小凹坑和针眼填平。

待其固化后，使用80或者120目砂纸进行打磨，使之与叶片壳体光滑过渡；
8）重复第7步，使前缘和叶片的原表面能光滑过渡。

5.2 后缘外部修整及后缘外补强
1） 在法兰根部，后缘接缝外部需要进行补强，其补强铺层计划见表3，所有铺层被胶接缝平分。

铺设完毕之后，铺上一层脱模布将所有的铺层盖住。

建立真空系统，抽真空辅助固化。

当铺层固化之后，撕掉脱模布，用气动打磨机配80或120目砂纸对铺层表面和边角进行打磨，以获得一个圆滑表面。

表3－后缘根部接缝外部补强
序号 材料类型 宽度 起点 终点 长度
1 ±45°、1000g/m2双轴 350 725 2250 1525
2 ±45°、1000g/m2双轴 450 650 2500 1850
3 ±45°、1000g/m2双轴 550 575 2750 2175
4 ±45°、1000g/m2双轴 650 500 3000 2500
5 0°/90°、970g/m2UD 700 950 5500 4550
6 0°/90°、970g/m2UD 750 850 5250 4400
7 ±45°、1000g/m2双轴 800 425 5550 5125
8 0°/90°、970g/m2UD 850 750 5000 4250
9 0°/90°、970g/m2UD 900 650 4750 4100
10 ±45°、1000g/m2双轴 950 350 5050 4700
11 0°/90°、970g/m2UD 1000 550 4500 3950
12 0°/90°、970g/m2UD 1050 450 4250 3800
13 ±45°、1000g/m2双轴 1100 275 4550 4275
14 0°/90°、970g/m2UD 1150 350 4000 3650
15 0°/90°、970g/m2UD 1200 250 3750 3500
16 ±45°、1000g/m2双轴 1250 200 5775 5575
2）后缘上的每层补强层都以R-0.05为开始点，其长度按照后缘的线形铺设完毕；
3）使用平口腻刀刮涂聚氨酯腻子将铺层表面细小凹坑、针眼和铺层边缘台阶填平。

待其固化后，使用80、120和180目砂纸进行打磨，使之与叶片壳体光滑过渡；
4）重复第3步，使后缘和叶片的原表面能光滑过渡；
5）对于后缘的其他部分，用带式打磨机将其打磨平整。

对于R5.75到接闪器范围内的后缘保留其直角切边，且应符合表4规定的厚度。

表4－后缘厚度表
位置 R5.75 R8.75 R10.25 R11.75 R13.25
厚度/mm 15.5±2 14.9±2 14.2±2 13.4±2 12.6±2
位置 R14.75 R16.25 R17.75 R19.25 R20.75
厚度/mm 11.7±2 10.9±2 10.1±2 9.4±2 8.7±2
位置 R22.25 R23.75 R25.25 R26.25 R27.25至尖部
厚度/mm 8.1±2 7.5±2 6.9±2 5.0±2 2.0~3.0 如果后缘厚度超厚，需要且仅需用带式打磨机将其磨至规定厚度。

如果胶粘剂露出，就必须多磨1mm左右，再铺设一层100mm宽的 ±45°、400g/m2手工预浸料（最后所得厚度略大于标准厚度），最外面铺上一层脱模布将所有的铺层盖住。

当铺层固化之后，撕掉脱模布，使用带式打磨机对铺层表面进行打磨，打磨至表4的标准厚度，并且能与叶片表面圆滑、平顺过渡。

5.3 检验标准
使用校验模板对前缘进行测量，从R22.75到R33.25允许叶片前缘接缝点与模板前缘点存在-2mm的误差，接缝两侧80mm内允许有-0.5mm误差。

6 打孔
6.1叶片的摆放
法兰打孔是一个要求相当精确的过程，要做好此步，首先就要求叶片摆放在正确位置。

在打孔位置的长度方向，有三个支撑，分别在R1.20、R13.25、R26 .75处。

使用激光器发射激光，当激光能够穿过支撑上的三个小孔时，证明三个支撑摆放正确，否则还需要调整。

激光形成的此条线为叶片的自转轴线，且需要与打孔机垂直。

当三个支撑调整好之后，把叶片放在上面，并使叶片外轮廓与支撑内表面相吻合。

摆放叶片时，需要将其尖部在水平方向的投影放在R34.00±0.015m（此刻度已印在地面上）范围内。

6.2 法兰面粗切割
整个的铺层完成之后，叶片根部法兰面非常粗糙，这给将会给试打孔带来一些麻烦，所以在打孔之前使用打孔机要将根部切去一些，长度约为45mm，得到一个平整的法兰面。

6.3 打孔
1）测量S53截面弦线角度（用零度标识模板）投影至法兰面，标注角度和位置；
2）第一个孔的位置与标注的角度成 5.36°夹角，同时试打胶粘剂接缝上下两个和底部顶部一共6个孔，保证打孔中心圆是否在法兰厚度的中央，同时保证螺母孔的边线不能打在胶粘剂的接缝上；
3）试打孔完成后满足要求，进行精切割，使叶片长度保持在34.00±0.015m范围内，打孔开始。

打孔的具体设置和操作与打孔机有关，详情见操作规程。

4）打孔完成，将叶片转出。

6.4 安装螺栓螺母
1）在图纸所示位置打直径为5mm的小孔，用于螺栓固定时粘接剂的注入；
2）使用螺栓安装模板安装螺栓和螺母，注入粘接剂；
3）封堵螺母孔，使用两层宽度为100mm的±45°、1000g/m2双轴纤维布将螺母孔封堵上。

防止树脂进入螺母孔中，第一层要贴一层纸胶带。

最后用粘接剂将螺栓孔密封好；
4）在法兰面刷一层胶液或喷漆，起到美观和防水的作用。

7 零度标识
将叶片R26.75处的弦线方向定为叶片的0°角方向，叶片的安装以此角度为基准，需要将其标识在法兰根部。

7.1 测量原理
当叶片竖直放置的时候，R26.75处弦线与竖直方向的夹角理论值为11.34度。

但是在实际生产中，此弦线在理论位置两边摆动，那么就需要使用角度测量仪，测量“测量线”与竖直方向的角度，最后算出弦线与竖直方向的实际角度α。

7.2测量方法
当叶片在机加工车间已经完全处理完毕，且螺母、螺栓已经完全安装完毕，但在进入喷漆车间之前，需要测量0°角的位置，并将其标识在法兰根部。

以竖直方向为基准，转动活动定位支架到α角度，将0°角标志粘贴在第二和第三个螺栓之间（以对接缝为基准，顺时针方向）。

图5－0°角标识
此型号叶片要标定四个零度标识位置。

每个零度标识之间的夹角为90°，均匀分布在叶片法兰区。

靠近胶接缝的两个零度标识安装在法兰内表面，远离胶接缝的两个零度标识安装在法兰外表面。

8 排水孔制作
排水孔的直径为4mm，位于SS面，离尖部180±5mm，离后缘160±5mm。

从后缘方向成45°斜角打孔。