裝配內(nèi)背弧型線銑刀設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)

黃興軍， 王海東， 付貴言

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

裝配內(nèi)背弧型線銑刀設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)

黃興軍， 王海東， 付貴言

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

介紹了裝配內(nèi)背弧型線銑刀的新、舊兩種設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其加工效果進(jìn)行了對(duì)比。

裝配內(nèi)背弧；型線銑刀；設(shè)計(jì)

0 引言

葉片作為汽輪機(jī)的核心部件之一，其加工質(zhì)量直接影響汽輪機(jī)的性能與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裝配周期，尤其是帶裝配內(nèi)背弧型線的葉片，其裝配型線的加工質(zhì)量對(duì)汽輪機(jī)的性能與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裝配周期的影響更大。隨著公司對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，原有裝配內(nèi)背弧型線銑刀的設(shè)計(jì)方案在理論上已經(jīng)不能滿足要求，需要有一種新的設(shè)計(jì)方法來提高刀具的精度，滿足加工需求。

1 帶裝配內(nèi)、背弧的葉片

汽輪機(jī)的動(dòng)葉片按裝配方式可分為：周向裝配的葉片和沿軸向直接裝配的葉片。周向裝配的葉片都是帶裝配內(nèi)、背弧的。如圖1所示的葉片就是典型的周向裝配，帶裝配內(nèi)、背弧的葉片。

2 舊的型線銑刀設(shè)計(jì)方案

以往針對(duì)葉片裝配內(nèi)背弧的加工在進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)，都是先設(shè)計(jì)出成套的型線樣板，包括：裝配內(nèi)弧原始樣板、裝配內(nèi)弧檢驗(yàn)樣板、裝配內(nèi)弧工作樣板、裝配內(nèi)弧銑刀樣板、裝配背弧檢驗(yàn)樣板、裝配背弧工作樣板、裝配背弧銑刀樣板。其中，裝配內(nèi)弧銑刀樣板和裝配背弧銑刀樣板就是為設(shè)計(jì)、加工裝配內(nèi)、背弧型線銑刀準(zhǔn)備的。設(shè)計(jì)裝配內(nèi)、背弧型線銑刀時(shí)，銑刀的型線部分是用銑刀樣板拂配出來的。

圖1 周向裝配帶裝配內(nèi)、背弧的葉片

設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：裝配內(nèi)、背弧型線是一致的，所以，設(shè)計(jì)的成套型線樣板只有裝配內(nèi)弧原始樣板是根據(jù)型線設(shè)計(jì)出來的，其余的樣板都是用裝配內(nèi)弧原始樣板拂配出的，銑刀的型線部分是用銑刀樣板拂配的。理論上，刀具和樣板的型線都與裝配內(nèi)弧原始樣板的型線一致，從而保證加工出來的裝配內(nèi)、背弧型線具有一致性。

樣板設(shè)計(jì)流程圖見圖2，裝配內(nèi)弧型線銑刀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖見圖3。

圖2 樣板設(shè)計(jì)流程

圖3 裝配內(nèi)弧型線銑刀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

3 新的型線銑刀設(shè)計(jì)方案

新的型線銑刀設(shè)計(jì)方案：銑刀的型線部分由以前的樣板拂配改為設(shè)計(jì)成帶坐標(biāo)的型線，型線的詳細(xì)尺寸單獨(dú)設(shè)計(jì)成一張圖紙，這樣，制造銑刀型線部分時(shí)可直接按型線編程，用工具磨床磨削加工出來。而銑刀制造是否合格可用三坐標(biāo)檢驗(yàn)銑刀加工的試塊，試塊合格，則銑刀制造合格。型線銑刀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖見圖4。

圖4 型線銑刀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

4 兩種設(shè)計(jì)方案對(duì)比

舊的型線銑刀設(shè)計(jì)方案因?yàn)槭怯脴影宸髋涞模?jīng)過從原始樣板到銑刀樣板再到型線銑刀的傳遞過程，每次傳遞都會(huì)有誤差，傳遞次數(shù)越多，誤差累積也就越大。從圖2可以看出，裝配內(nèi)弧原始樣板到裝配內(nèi)弧銑刀樣板有0.005 mm的理論誤差。裝配內(nèi)弧原始樣板到裝配背弧銑刀樣板有兩次傳遞，理論誤差為0.01 mm，銑刀樣板到型線銑刀的理論誤差為0.02 mm，這個(gè)誤差值與機(jī)床的加工精度有關(guān)。所以，理論上裝配內(nèi)弧型線銑刀與裝配背弧型線銑刀的累積誤差能夠達(dá)到0.055 mm。用這種銑刀加工出來的產(chǎn)品，其裝配內(nèi)、背弧的貼合面積＜15%。貼合部位見圖5中裝配背弧的橘色部分。顯然，不滿足產(chǎn)品的裝配要求，需要裝配鉗工反復(fù)鉗修，直到貼合面積足夠。由于葉片的只數(shù)多，鉗修的工作量大，通常裝配一臺(tái)機(jī)組時(shí)間約需要2月，從而嚴(yán)重影響產(chǎn)品的制造周期。

圖5 裝配背弧

圖6 裝配背弧

新的型線銑刀設(shè)計(jì)方案，銑刀的型線部分是用工具磨床磨削加工出來的，沒有了樣板的誤差累積，而且磨床的精度足夠高，能達(dá)到0.01 mm，所以用新方案加工的型線銑刀誤差能夠控制在0.01 mm之內(nèi)。用這種銑刀加工出來的產(chǎn)品，其裝配內(nèi)、背弧的貼合面積能夠達(dá)到70%。貼合部位見圖6中裝配背弧的橘色部分，此時(shí)的貼合面積基本上滿足產(chǎn)品的裝配要求，從而不需要鉗工鉗修就可以直接裝配，大大縮短了裝配時(shí)間。

5 結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展及機(jī)床的性能不斷提高，很多老的設(shè)計(jì)及制造方法要盡快改進(jìn)，在加工條件許可的情況下，型線銑刀設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)滿足了公司追求高質(zhì)量、高效率的需求。

（編輯啟 迪）

TK 263

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1002－2333（2014）05－0291－02

黃興軍（1977—），男，工程師，主要從事工裝設(shè)計(jì)工作。

2013-12-24