汽輪機大型缸體部件的內部開檔加工方案設計

曲志龍

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046）

汽輪機大型缸體部件的內部開檔加工方案設計

曲志龍

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046）

汽輪機大型缸體部件因其結構復雜、體積大等特點給加工帶來很多困難。文中以某大型汽缸為研究對象，對其內部開檔加工進行工藝分析，結合加工設備精度，設計了完整的加工方案，有效抑制了錯牙現象的發生。

汽輪機；汽缸；錯牙修復；工藝設計

0 引言

汽缸作為汽輪機的大型部件，結構復雜，一般制成水平對分式，即分為上半汽缸和下半汽缸。在裝配過程中，汽缸具有重要的基準定位作用，因此，其尺寸精度、位置精度、表面質量等要求都比較高。

對于一些大型汽缸而言，其形狀十分復雜，目前，國內加工汽輪機汽缸的關鍵工序多使用數控銑床進行分半銑削加工，該方法對機床加工精度要求很高，若加工精度不足則合缸后會出現錯牙現象，嚴重影響后序的裝配質量。因此，如何通過合理的加工方案設計，利用現有設備合格加工大型汽輪機缸體部件內部開檔，對于開發機床生產潛力及提高產品質量具有重要意義。

本文采用分半銑削的方法，結合現有機床的硬件條件及加工精度，通過合理的加工方案設計，實現大型汽缸內部開檔加工，有效抑制了錯牙現象。

1 零件結構及加工難點分析

某型汽缸結構如圖1所示，其軸向尺寸為5 000 mm以上，基準面位于調端側，開檔直徑φ2 500以上，調端中心孔直徑為φ1 102 mm。該汽缸調端中心孔直徑較內部開檔直徑相差744 mm，無法采用合并上下半車削或鏜削的方式加工，因此，只能采用上、下半分開銑削的方法，但由于設備精度有限，上、下半加工尺寸易出現偏差，導致合缸后出現錯牙現象。

圖1 汽缸結構尺寸示意圖

2 加工方案設計

針對上述加工難點，結合產品質量要求及現有設備精度，制定如下加工方案。

2.1 加工前準備工作

1）將上、下半汽缸吊上機床（毛坯開檔處，加工余量為單邊0.5 mm），中分面向上置于等高墊鐵上。用記號筆在汽缸上、下半兩側做標記A和C。

2）在機床主軸安裝杠桿表，要求杠桿表垂直固定；如圖2所示，各檔在A、C處對汽封端面及各開檔面距離基準面定位尺寸進行測量，記錄檢查結果；測量各開檔寬度尺寸，并記錄檢查結果。

3）合并汽缸上下半，安裝中分面定位銷；把緊汽缸上、下半。檢查記錄中分面間隙。

4）用三面刃銑刀銑準汽缸兩側端面及電調端汽封槽，確認汽缸總長滿足圖紙要求。拆開汽缸上、下半。

2.2 下半汽缸加工方案

1）以調端端面為基準對各開檔槽定位面進行加工：用三面刃銑刀銑各開檔定位面，留0.1 mm余量時，復測開檔兩端槽寬，計算兩端去除量是否一致；確認兩側去除量一致后，將定位面銑準。

2）根據圖紙各開檔槽寬度尺寸，銑準各開檔槽非定位面。

3）在汽缸內部布置臨時用操作走臺，備測錯牙用。

4）合并汽缸上下半，把緊，要求同前。

5）操作人員進入汽缸內部，進行中分面錯牙值測量。測量使用專用測量推表裝置，對測量位置進行3次測量，取平均值作為錯牙值進行記錄。錯牙值確認后，拆開汽缸上、下半。

2.3 上半汽缸加工方案

1）將上半汽缸吊上機床，中分面向上找正，以上半定位面高點對刀，以錯牙值的一半作為去除量對上半定位面進行加工。

2）合并汽缸上下半，把緊，要求同前。

3）測量中分面開檔的錯牙值，要求檢測3次取平均值并記錄，檢測結果返技術處理，確定修正量。

4）拆開汽缸上、下半，將上半汽缸吊上機床，校平、找正，將汽缸壓牢，壓牢后對校平、找正結果進行確認并記錄；以上半定位面高點對刀，再次以剩余錯牙值的一半作為去除量對上半定位面進行加工。

5）合并汽缸上下半，把緊，要求同前。

6）測量上半中分面開檔的錯牙值，要求檢測3次取平均值，并記錄。

7）拆開汽缸上、下半，將上半汽缸吊上機床，校平、找正，將汽缸壓牢，壓牢后對校平、找正結果進行確認并記錄；

8）將工步6）所記錄的錯牙值返技術處理，確定上半兩次錯牙修復過程中去除量趨勢一致后，方能進行后續加工。

9）按計算后數據加工準各開檔定位面。

10）根據圖紙各開檔槽寬度尺寸銑準各開檔槽非定位面。

11）合并汽缸上下半，把緊，要求同前。檢查內部開檔修復后錯牙值并記錄。進行后續精加工內容。

3 結語

以汽輪機大型缸體部件為加工對象，針對其結構特點，采用分半銑削的方式加工，通過對工藝方案的特別設計，有效控制了錯牙現象的出現，對現有設備發揮生產潛力有重大意義，同時，該工藝方案也更好地保證了產品質量，對于同類產品的加工生產，有重要的借鑒意義。

（編輯昊 天）

TH 162

B

1002－2333（2014）05－0292－02

曲志龍（1986—），男，工程師，從事汽輪機工藝工作。

2014-03-04