針對汽輪機導(dǎo)葉圓弧面裝配要求的葉片加工工藝研究

高偉

（哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司 工藝處，哈爾濱 150046）

0 引 言

超超臨界（CCH01-4）高、中壓導(dǎo)葉是引進的日本三菱重工超超臨界百萬機組葉片。此種葉片的拂配定位基準(zhǔn)是葉片的大頭圓弧母線，其拂配方法比較特殊。以往導(dǎo)葉片加工多是在單只葉片加工時為葉片大小頭預(yù)留車削量，后由裝配車間車準(zhǔn)。此種葉片在裝配后是無法車削的，因此需要在單只葉片加工時就加工準(zhǔn)葉片兩端圓弧，這就給單只葉片大小頭圓弧面及裝配徑向面的加工精度提出了很高的要求，同時也給葉片拂配帶來很大困難。因此在加工中如何解決定位基準(zhǔn)的穩(wěn)定、減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換、提高葉片加工精度成為我們急需解決的首要問題。

1 加工方案研究

圖1

圖1 、圖2 是我們根據(jù)產(chǎn)品圖紙所做的單只葉片三維實體圖和兩只葉片裝配時的三維實體圖。

1）加工葉片大頭圓弧。采用先進的數(shù)控機床設(shè)備，葉片以葉片型線背徑向面、進汽側(cè)定位，一次裝夾加工完成。同時設(shè)計專用大頭圓弧樣板且樣板采用背徑向定位，通過樣板可以保證圓弧的形狀及輻射線位置，用角尺保證圓弧與進汽側(cè)位置。需要說明的是，此序之后的所有工序基準(zhǔn)都將以此大頭圓弧面為基準(zhǔn)，由此可見此序至關(guān)重要。

2）加工葉片內(nèi)徑向面型線。葉片以大頭圓弧母線及背徑向型線面為基準(zhǔn)。加工時使用普通臥銑機床，夾具使用機虎鉗配高低鉗口及斜度墊塊，并設(shè)計了專用的內(nèi)徑向面型線銑刀及型線樣板。量具使用正弦尺、標(biāo)準(zhǔn)塊及型線樣板等。通過正弦尺及標(biāo)準(zhǔn)塊保證葉片的徑向角度及尺寸。通過型線樣板保證葉片葉冠內(nèi)徑向型線位置。同時此序配合拂配工序進行，在保證徑向角度的同時，保證拂配要求。要求節(jié)距尺寸以拂配為準(zhǔn)可適當(dāng)調(diào)整。此序直接影響兩只葉片之間的裝配間隙。

3）加工葉片內(nèi)徑向面型線工序。需要特別說明的是，汽道的出汽邊高度方向高出葉片的內(nèi)徑向型線面，因此在加工時，不能使用型線刀一次銑削。所以加工中，型線刀只加工如圖2 所示的型線面b，而另一型線平面a 則由數(shù)控銑床加工完成。這無疑又給最后的拂配帶來很大的難度。

圖2

圖3 專用拂配平盤

4）最后的拂配工序。模擬裝配圖如圖1、圖2所示，我們設(shè)計了葉片分廠專用拂配平盤（如圖3）。在平臺上開槽使葉片兩端均落于槽內(nèi)且以大頭圓弧外圓為基準(zhǔn)。拂配時葉片圓弧面與基準(zhǔn)面緊密貼緊。如出現(xiàn)葉片大頭圓弧面與基準(zhǔn)不吻合，則通過圓弧樣板修正葉片小頭圓弧，以達(dá)到拂配要求。對于節(jié)距及型線有問題的葉片，返回內(nèi)徑向面型線工序進行返修，以達(dá)到拂配要求。此序是我分廠加工的最后一個環(huán)節(jié)，此序能否保質(zhì)保量的完成將直接影響到電子束焊接隔板的質(zhì)量，可為生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重中之重。

2 達(dá)到的效果

葉片大頭圓弧與拂配盤大頭圓弧面間漏光0～0.1 mm，小頭圓弧與拂配盤小頭圓弧面間漏光0～0.1 mm，且每只葉片圓弧之間光滑鏈接，最大錯位在0.2 mm 以內(nèi)。

徑向角度量具與葉片背徑向面呈線性接觸，接觸面與輻射線尺之間漏光小于0.03 mm。

葉片進汽側(cè)與平臺之間間隙在0～0.05 mm 以內(nèi)。

在裝配每一只葉片時，都測量了兩只葉片之間的裝配間隙，且都在0.05 mm 以內(nèi)。

裝配最后兩只葉片時，保證了首只葉片與最后一只葉片間隙滿足葉片總間隙要求，總間隙小于0.13 mm。

3 結(jié) 語

超超臨界高中壓導(dǎo)葉片順利通過了接下來的電子束焊工序，并最終投入使用。這不僅是實現(xiàn)了此種葉片的國產(chǎn)化，同時它彌補了我公司在該種葉片加工領(lǐng)域的空白。避免了因成品采購而造成的成本增加，為公司節(jié)約了數(shù)萬元資金。證明了技術(shù)人員的過硬的工藝研發(fā)能力。為我公司躋身國際知名企業(yè)奠定了基礎(chǔ)。