高壓汽缸精細化工藝研究

劉濱

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司工藝處，哈爾濱150046）

0 引言

高壓汽缸是汽輪機機組的重要組成部分之一，當今汽輪機行業的飛速發展，各種機型的高壓汽缸在結構和形狀方面也變得多樣化，隨著生產技術水平的進步，設備變化較大，數控機床已占據主導地位，舊的加工工藝已經滿足不了生產的需求，因此研究高壓汽缸新的工藝方法具有重要的意義。

合理安排加工工藝，優化數控加工程序，研究設計裝卡找正方案以及相應工裝設備，可使高壓汽缸加工精度進一步提高。

1 工藝方案的研究

高壓汽缸分上、下半結構，即高壓汽缸上半和高壓汽缸下半，加工過程中兩部分相互獨立，但又彼此聯系。為此確定其加工工藝由兩個部分組成。

1.1 加工工藝過程

高壓汽缸加工重點為立車加工工序，為此將立車加工工序安排在數控立車上進行加工。

1）確定高壓汽缸上半加工方案：毛坯進廠劃線檢查→粗加工（車序與下半合并）→劃線復查→焊接、熱處理→精加工前劃線檢查→精加工（車序與下半合并）→轉出。

2）確定高壓汽缸下半加工方案：毛坯進廠劃線檢查→粗加工→劃線復查→焊接、熱處理→精加工前劃線檢查→精加工→轉出。

3）數控程序的編制。數控加工程序主要是指立車加工程序，采取手動編程以及計算機輔助模擬的手段進行數控程序的編制與優化模擬。

1.2 實時監控系統的應用

大型立車加工汽缸內部時，因車刀大多在工件內壁加工，立車操作者無法在工件外完成對刀，從安全方面禁止操作者到汽缸內部觀察加工情況，這就給汽缸加工質量的提升帶來了一定的困難，一旦出現加工質量問題，無法及時發現。為此選用一套實時監控系統，對高壓汽缸加工質量的提升會起到很大的作用。

實時監控系統主要由目鏡、防護目鏡、攝像機、監視器、云臺、安裝支架構成。攝像頭選用高速高分辨率工業攝像機。攝像機在完成高速采集時，可以對局部圖像細化放大，配套開發有顯示軟件，可以動態調整顯示區域，以及屏幕坐標刻度。防止加工時鐵屑劃傷攝像頭。用陶瓷玻璃制成防護目鏡防污、防劃、耐熱、耐震，便于清理。

高壓汽缸立車加工采用數控機床進行加工，同時采用實時監控系統后，高壓汽缸的加工全過程均在實時檢測范圍內，能夠使操作人員及時了解加工情況，及時調整加工參數。

1.3 裝卡找正方案

汽缸類零件在立車上加工多存在變形問題，其主要原因為汽缸外形結構較復雜，原裝卡方法為采用焊接壓板搭子，使用千斤頂、壓板等工具進行壓牢固定。由于本汽缸輪廓尺寸較小，為了達到較低的表面粗糙度，需要提高花盤轉速，因此汽缸裝卡時，為保證裝卡的安全性，由于裝卡力很大，內部應力過大，必然使加工后的汽缸產生變形，導致加工精度降低，這是造成加工后的結果與下機床后的結果不一致的原因。為此研究應用汽缸負荷分配檢查方法，設計制造理想的裝卡用工裝，對提高高壓汽缸整體加工精度具有積極作用。

新研究的加工裝卡工裝過程如下：首先將專用角鐵放于工作臺上，使用千分表找正角鐵，壓牢角鐵，汽缸法蘭大端向上，貓爪（中分面側）靠緊角鐵，保證0.03 mm塞尺不入，貓爪前端面靠近花盤平面，使用千分表打找正圓一周，跳動不大于0.03 mm，即確定汽缸找正至理想狀態。裝卡方案如圖1所示。

圖1

高壓汽缸貓爪壓牢在角鐵2上，在高壓汽缸中分面位置搭壓板，將彎板1、3壓牢在汽缸左右，然后再將彎板壓牢在工作臺上，再使用卡盤爪將整個結構卡緊。蒸汽室處輔以千斤頂和壓板輔助裝卡。

圖2

為了保證裝卡的可靠性，進行汽缸實體建模，使用計算機進行裝卡分析，再對上述裝卡方案進行優化改進。

2 結語

高壓汽缸精細化工藝的研究，有針對性地對工藝方法、工裝及生產的各個環節進行了優化，有效地提高了產品的制造質量，對研究數控機床的高效加工有著重要的意義，使汽輪機加工行業上升了一個新的臺階。