汽轮机大型缸体部件的内部开档加工方案设计

曲志龙

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

汽轮机大型缸体部件的内部开档加工方案设计

曲志龙

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

汽轮机大型缸体部件因其结构复杂、体积大等特点给加工带来很多困难。文中以某大型汽缸为研究对象，对其内部开档加工进行工艺分析，结合加工设备精度，设计了完整的加工方案，有效抑制了错牙现象的发生。

汽轮机；汽缸；错牙修复；工艺设计

0 引言

汽缸作为汽轮机的大型部件，结构复杂，一般制成水平对分式，即分为上半汽缸和下半汽缸。在装配过程中，汽缸具有重要的基准定位作用，因此，其尺寸精度、位置精度、表面质量等要求都比较高。

对于一些大型汽缸而言，其形状十分复杂，目前，国内加工汽轮机汽缸的关键工序多使用数控铣床进行分半铣削加工，该方法对机床加工精度要求很高，若加工精度不足则合缸后会出现错牙现象，严重影响后序的装配质量。因此，如何通过合理的加工方案设计，利用现有设备合格加工大型汽轮机缸体部件内部开档，对于开发机床生产潜力及提高产品质量具有重要意义。

本文采用分半铣削的方法，结合现有机床的硬件条件及加工精度，通过合理的加工方案设计，实现大型汽缸内部开档加工，有效抑制了错牙现象。

1 零件结构及加工难点分析

某型汽缸结构如图1所示，其轴向尺寸为5 000 mm以上，基准面位于调端侧，开档直径φ2 500以上，调端中心孔直径为φ1 102 mm。该汽缸调端中心孔直径较内部开档直径相差744 mm，无法采用合并上下半车削或镗削的方式加工，因此，只能采用上、下半分开铣削的方法，但由于设备精度有限，上、下半加工尺寸易出现偏差，导致合缸后出现错牙现象。

图1 汽缸结构尺寸示意图

2 加工方案设计

针对上述加工难点，结合产品质量要求及现有设备精度，制定如下加工方案。

2.1 加工前准备工作

1）将上、下半汽缸吊上机床（毛坯开档处，加工余量为单边0.5 mm），中分面向上置于等高垫铁上。用记号笔在汽缸上、下半两侧做标记A和C。

2）在机床主轴安装杠杆表，要求杠杆表垂直固定；如图2所示，各档在A、C处对汽封端面及各开档面距离基准面定位尺寸进行测量，记录检查结果；测量各开档宽度尺寸，并记录检查结果。

3）合并汽缸上下半，安装中分面定位销；把紧汽缸上、下半。检查记录中分面间隙。

4）用三面刃铣刀铣准汽缸两侧端面及电调端汽封槽，确认汽缸总长满足图纸要求。拆开汽缸上、下半。

2.2 下半汽缸加工方案

1）以调端端面为基准对各开档槽定位面进行加工：用三面刃铣刀铣各开档定位面，留0.1 mm余量时，复测开档两端槽宽，计算两端去除量是否一致；确认两侧去除量一致后，将定位面铣准。

2）根据图纸各开档槽宽度尺寸，铣准各开档槽非定位面。

3）在汽缸内部布置临时用操作走台，备测错牙用。

4）合并汽缸上下半，把紧，要求同前。

5）操作人员进入汽缸内部，进行中分面错牙值测量。测量使用专用测量推表装置，对测量位置进行3次测量，取平均值作为错牙值进行记录。错牙值确认后，拆开汽缸上、下半。

2.3 上半汽缸加工方案

1）将上半汽缸吊上机床，中分面向上找正，以上半定位面高点对刀，以错牙值的一半作为去除量对上半定位面进行加工。

2）合并汽缸上下半，把紧，要求同前。

3）测量中分面开档的错牙值，要求检测3次取平均值并记录，检测结果返技术处理，确定修正量。

4）拆开汽缸上、下半，将上半汽缸吊上机床，校平、找正，将汽缸压牢，压牢后对校平、找正结果进行确认并记录；以上半定位面高点对刀，再次以剩余错牙值的一半作为去除量对上半定位面进行加工。

5）合并汽缸上下半，把紧，要求同前。

6）测量上半中分面开档的错牙值，要求检测3次取平均值，并记录。

7）拆开汽缸上、下半，将上半汽缸吊上机床，校平、找正，将汽缸压牢，压牢后对校平、找正结果进行确认并记录；

8）将工步6）所记录的错牙值返技术处理，确定上半两次错牙修复过程中去除量趋势一致后，方能进行后续加工。

9）按计算后数据加工准各开档定位面。

10）根据图纸各开档槽宽度尺寸铣准各开档槽非定位面。

11）合并汽缸上下半，把紧，要求同前。检查内部开档修复后错牙值并记录。进行后续精加工内容。

3 结语

以汽轮机大型缸体部件为加工对象，针对其结构特点，采用分半铣削的方式加工，通过对工艺方案的特别设计，有效控制了错牙现象的出现，对现有设备发挥生产潜力有重大意义，同时，该工艺方案也更好地保证了产品质量，对于同类产品的加工生产，有重要的借鉴意义。

（编辑昊 天）

TH 162

B

1002－2333（2014）05－0292－02

曲志龙（1986—），男，工程师，从事汽轮机工艺工作。

2014-03-04