采用折向鉆加工T型葉根末葉鎖口

董生權(quán)

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

1 問題的提出

某重點(diǎn)演示項(xiàng)目XY機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子葉根形式為“T型”結(jié)構(gòu)，如圖1所示，此種結(jié)構(gòu)為汽輪機(jī)行業(yè)的常規(guī)結(jié)構(gòu)。T型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，適用于強(qiáng)度不高的轉(zhuǎn)子上。

T型結(jié)構(gòu)需要加工末葉鎖口、末葉銷孔，用銷釘將末葉片固定在葉輪上，才能保證葉片安全穩(wěn)定地運(yùn)行。XY型演示機(jī)組設(shè)計(jì)者為了保證有限空間，縮短了機(jī)組的整體長(zhǎng)度，將轉(zhuǎn)子軸向長(zhǎng)度縮短，葉輪間的距離也相應(yīng)縮短，兩側(cè)葉輪間距53和51mm，葉輪厚度45mm。其末葉銷孔直徑為φ8mm。這就給加工末葉銷孔帶來極大難度。加工這樣末葉銷孔僅能用折向鉆加工，并且最后一檔鉆頭的長(zhǎng)度應(yīng)該是45mm+鉆柄長(zhǎng)度＜53mm。

圖1 T型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子頁(yè)根

2 末葉銷孔的加工

若要完成末葉銷孔的加工有如下幾種方式：（1）采用不同長(zhǎng)度的鉆頭進(jìn)行加工，即先用短鉆頭、再換長(zhǎng)鉆頭、鉆頭逐漸增長(zhǎng)的加工。（2）采用兩截鉆頭加工。（3）在葉輪兩側(cè)對(duì)向加工銷孔。（4）采用薄壁折向鉆加工。

第（1）種方式加工至一定程度后就不能再加工，因?yàn)?3mm的葉輪間距能放入的最大鉆頭長(zhǎng)度為56.8mm（傾斜放入），見圖2。也就是說折向鉆的鉆臂厚度需要56.8-45=11.8mm，但這樣的折向鉆鉆臂根本無(wú)法制作（剛性強(qiáng)度不夠），無(wú)法承受鉆頭鉆削時(shí)的切削力，因此這種方式并不適合。

第（2）種方式采用兩截鉆頭加工，即將鉆頭分為兩體。先用短鉆頭預(yù)鉆一個(gè)孔（事先算好長(zhǎng)度），再將兩截鉆頭的前部放入預(yù)鉆孔中（見圖3），這樣相當(dāng)于將鉆頭縮短，節(jié)約了空間，常規(guī)轉(zhuǎn)子都適用，但是由于此型轉(zhuǎn)子銷孔為φ8mm，兩截鉆頭中間能選擇的連接螺紋最大為M4，定位圓直徑最大為φ6mm，承受不了鉆頭在加工時(shí)的剪切力，在M4螺紋處發(fā)生折斷，無(wú)法使用。

圖2

圖3

第（3）種方式為兩側(cè)對(duì)向加工銷孔，此種方式理論上能夠?qū)崿F(xiàn)，但實(shí)際上很難做到。因?yàn)殇N孔要求同心度為0.02mm，從兩側(cè)加工根本無(wú)法保證同心度，加工出來的銷孔兩側(cè)錯(cuò)牙，無(wú)法使用。

第（4）種方式為薄折向鉆，根據(jù)齒輪模數(shù)、齒數(shù)以及齒輪直徑大小等相關(guān)要求，再加上此工件的葉輪間距離（53mm）僅比葉輪厚（45mm）大8mm，常規(guī)的折向鉆鉆臂太厚（35mm），占用空間太大，常規(guī)折向鉆都是短莫式2號(hào)尾柄，為此我們將折向鉆鉆臂厚度改為能設(shè)計(jì)制造的最小厚度18mm（厚度再小齒輪強(qiáng)度小，無(wú)法工作），將鉆頭鉆柄短莫式柄更改為圓柱式帶有定位鍵槽形式。這種定位方式要求鉆柄與鉆臂要有很高的圓柱度、光潔度才能保證定位準(zhǔn)確。為此在鉆柄、鉆臂制造時(shí)進(jìn)行研磨，確保了高精度。這樣加工出葉輪銷孔仍需鉆頭長(zhǎng)度為（葉輪厚度45mm+鉆臂厚度 18mm）63mm，大于葉輪間距 53mm，鉆頭（53mm）仍然放不進(jìn)去。為此我們又將鉆頭鉆柄上的定位鍵槽進(jìn)行改制，更改為兩個(gè)定位鍵槽，一個(gè)長(zhǎng)18mm，另一個(gè)長(zhǎng)7mm（53-7=44mm，經(jīng)過計(jì)算7mm鍵槽傳遞的扭矩足以保證鉆頭切削力，不會(huì)使鉆頭打滑）。同時(shí)增加了鉆頭的有效長(zhǎng)度，切實(shí)地解決了生產(chǎn)實(shí)際問題，滿足了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過大量的工裝改進(jìn)，滿足了生產(chǎn)加工需要。在同一鉆頭上加工出兩個(gè)鍵槽，將兩個(gè)鉆頭能夠完成的工作改用一個(gè)鉆頭來完成，節(jié)約了生產(chǎn)成本。由于是同一鉆頭在加工，不用將刀具退出，直接將刀具轉(zhuǎn)換一個(gè)角度就可重新加工。節(jié)約了更換鉆頭、重新對(duì)刀、重新進(jìn)給的時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率。加工一個(gè)末葉銷孔需要鉆、擴(kuò)、鉸、三遍工序，每次節(jié)約5min，三檔就節(jié)約15min，一根轉(zhuǎn)子末葉銷孔有20個(gè)就節(jié)約5h。生產(chǎn)效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著。