高效硬質(zhì)合金加工導(dǎo)葉分半鍵銷孔

李萃， 馬鳳， 宮玉龍， 智連瑋

（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150040）

1 引 言

水輪機(jī)導(dǎo)葉分半鍵銷孔是水輪發(fā)電機(jī)組中的傳遞扭矩的關(guān)鍵部件。是每個機(jī)組中必備的，一般為成套（根據(jù)機(jī)組形式不同，一般一臺機(jī)組24、48 或96 個），精度要求高，且為異種材質(zhì)，加工難度大，周期長，質(zhì)量較難保證。導(dǎo)葉分半鍵銷孔加工長期以來一直是困擾水輪機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的一個重大難點，在加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)鉸孔不圓、光潔度低、需補(bǔ)焊重新加工的現(xiàn)象，達(dá)不到圖紙技術(shù)要求，費時費力，加工難度非常大。

經(jīng)過論證和調(diào)研，決定采用最新一代的高效機(jī)夾硬質(zhì)合金鉸刀提高轉(zhuǎn)臂側(cè)的光潔度，高效的模塊式鏜刀對粗鏜孔進(jìn)行糾偏，以解決鉸孔精度低、鉸孔不圓、偏差較大、加工周期長、加工尺寸無法保證等加工難題。

2 具體解決工藝方案

特殊高效硬質(zhì)合金刀具加工水輪機(jī)導(dǎo)葉分半鍵銷孔，采用高效的模塊式鏜刀對粗鏜孔進(jìn)行糾偏和采用最新一代的高效機(jī)夾硬質(zhì)合金鉸刀降低轉(zhuǎn)臂側(cè)的粗糙度，選擇新型加工刀具、合理的應(yīng)用切削參數(shù)、優(yōu)化加工方法，獲取了基本參數(shù)并在推廣中不斷地優(yōu)化，形成了一套比較完整的加工工藝方法，并在生產(chǎn)實踐中取得了良好的效果，水輪機(jī)導(dǎo)葉銷孔加工的產(chǎn)品質(zhì)量和效率顯著提高，并獲得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

高效硬質(zhì)合金鉸刀是目前世界上最新一代鉸刀，具有效率高、粗糙度低、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點。采用模塊式鏜刀代替?zhèn)鹘y(tǒng)的擴(kuò)孔鉆，可以有效地控制由于異種鋼加工所產(chǎn)生的偏置，有效地解決了鉸孔不圓的難點，而且還使上述工序的效率提高2～3 倍，并獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。具體工藝工序措施如下：

圖1 加工導(dǎo)葉分半鍵銷孔裝配原理圖

（1）如圖1，將同鉆鉸分半鍵工具放在鏜床工作臺的平臺上，與機(jī)床主軸垂直；將導(dǎo)葉3 與導(dǎo)葉臂1 及連接板2 整體吊放在工具上，導(dǎo)葉臂與連接板固定好（定位銷裝配在一起）。其刀具原理如圖2。

（2）如圖3，機(jī)床按導(dǎo)葉端面平線大致找平，按導(dǎo)葉中下軸頸精找正（水平與垂直），誤差在0.05mm 之內(nèi)。找正導(dǎo)葉連接板的角度α，根據(jù)圖紙的α 角度，工藝計算出高度值H1，誤差控制在±0.05mm 范圍內(nèi)，找正合格后，進(jìn)行下序。

（3）找正合格后將工件與平臺固定牢固。再次復(fù)查找正結(jié)果，防止工件加工時位移。

（4）加工銷孔。以圖紙要求深度為準(zhǔn)鉆孔，選取合適的切削參數(shù)（轉(zhuǎn)速及進(jìn)給量等）。

（5）粗鏜銷孔。根據(jù)孔的大小可以進(jìn)行分段鏜孔，選取合適的切削參數(shù)。

（6）半精鏜、精鏜。采用模塊式鏜刀桿、瓦爾特刀片、陶瓷刀片等高效硬質(zhì)合金刀具。

（7）鉸孔。深度以鉸刀前端面為基準(zhǔn)，用高效機(jī)夾硬質(zhì)合金鉸刀加工銷孔（控制鉸孔的單邊鉸量），首次鉸孔鉸深10mm 后，旋轉(zhuǎn)退出。檢查尺寸、粗糙度。到達(dá)鉸孔深度后，停止進(jìn)給，降低轉(zhuǎn)速退出，保證銷孔的技術(shù)要求。

圖2 刀具原理圖

圖3 工件裝夾找正

圖4 加工導(dǎo)葉分半鍵銷孔

3 結(jié) 語

采用上述工藝方法，有效地解決了傳統(tǒng)的刀具加工導(dǎo)葉分半鍵銷孔的不圓、精度低、加工周期長等難題，大大提高了工件的加工效率，比傳統(tǒng)的加工工藝加工效率提高了2～3 倍，縮短了加工周期。加工完成后加工精度較高，單機(jī)組的銷孔偏差在0.01～0.02mm 之間，近似于無偏差，滿足了機(jī)組的后續(xù)裝配要求，為機(jī)組工地安裝運行穩(wěn)定性提供了可靠的基礎(chǔ)。該工藝方法已在機(jī)組生產(chǎn)制造中廣泛使用，如巨型水電機(jī)組三峽、溪洛渡、向家壩等已全部采用此工藝方案進(jìn)行加工，效果非常理想，加工后各項尺寸均符合設(shè)計圖紙要求，保證了機(jī)組安裝使用要求。