采用折向钻加工T型叶根末叶锁口

董生权

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

1 问题的提出

某重点演示项目XY机组低压转子叶根形式为“T型”结构，如图1所示，此种结构为汽轮机行业的常规结构。T型结构结构简单、制造成本低，适用于强度不高的转子上。

T型结构需要加工末叶锁口、末叶销孔，用销钉将末叶片固定在叶轮上，才能保证叶片安全稳定地运行。XY型演示机组设计者为了保证有限空间，缩短了机组的整体长度，将转子轴向长度缩短，叶轮间的距离也相应缩短，两侧叶轮间距53和51mm，叶轮厚度45mm。其末叶销孔直径为φ8mm。这就给加工末叶销孔带来极大难度。加工这样末叶销孔仅能用折向钻加工，并且最后一档钻头的长度应该是45mm+钻柄长度＜53mm。

图1 T型结构转子页根

2 末叶销孔的加工

若要完成末叶销孔的加工有如下几种方式：（1）采用不同长度的钻头进行加工，即先用短钻头、再换长钻头、钻头逐渐增长的加工。（2）采用两截钻头加工。（3）在叶轮两侧对向加工销孔。（4）采用薄壁折向钻加工。

第（1）种方式加工至一定程度后就不能再加工，因为53mm的叶轮间距能放入的最大钻头长度为56.8mm（倾斜放入），见图2。也就是说折向钻的钻臂厚度需要56.8-45=11.8mm，但这样的折向钻钻臂根本无法制作（刚性强度不够），无法承受钻头钻削时的切削力，因此这种方式并不适合。

第（2）种方式采用两截钻头加工，即将钻头分为两体。先用短钻头预钻一个孔（事先算好长度），再将两截钻头的前部放入预钻孔中（见图3），这样相当于将钻头缩短，节约了空间，常规转子都适用，但是由于此型转子销孔为φ8mm，两截钻头中间能选择的连接螺纹最大为M4，定位圆直径最大为φ6mm，承受不了钻头在加工时的剪切力，在M4螺纹处发生折断，无法使用。

图2

图3

第（3）种方式为两侧对向加工销孔，此种方式理论上能够实现，但实际上很难做到。因为销孔要求同心度为0.02mm，从两侧加工根本无法保证同心度，加工出来的销孔两侧错牙，无法使用。

第（4）种方式为薄折向钻，根据齿轮模数、齿数以及齿轮直径大小等相关要求，再加上此工件的叶轮间距离（53mm）仅比叶轮厚（45mm）大8mm，常规的折向钻钻臂太厚（35mm），占用空间太大，常规折向钻都是短莫式2号尾柄，为此我们将折向钻钻臂厚度改为能设计制造的最小厚度18mm（厚度再小齿轮强度小，无法工作），将钻头钻柄短莫式柄更改为圆柱式带有定位键槽形式。这种定位方式要求钻柄与钻臂要有很高的圆柱度、光洁度才能保证定位准确。为此在钻柄、钻臂制造时进行研磨，确保了高精度。这样加工出叶轮销孔仍需钻头长度为（叶轮厚度45mm+钻臂厚度 18mm）63mm，大于叶轮间距 53mm，钻头（53mm）仍然放不进去。为此我们又将钻头钻柄上的定位键槽进行改制，更改为两个定位键槽，一个长18mm，另一个长7mm（53-7=44mm，经过计算7mm键槽传递的扭矩足以保证钻头切削力，不会使钻头打滑）。同时增加了钻头的有效长度，切实地解决了生产实际问题，满足了图纸设计要求。

3 结语

经过大量的工装改进，满足了生产加工需要。在同一钻头上加工出两个键槽，将两个钻头能够完成的工作改用一个钻头来完成，节约了生产成本。由于是同一钻头在加工，不用将刀具退出，直接将刀具转换一个角度就可重新加工。节约了更换钻头、重新对刀、重新进给的时间，大大提高了生产效率。加工一个末叶销孔需要钻、扩、铰、三遍工序，每次节约5min，三档就节约15min，一根转子末叶销孔有20个就节约5h。生产效益、经济效益显著。