燃气轮机轮盘榫槽拉削方法

■南京汽轮电机（集团）有限责任公司 （江苏 210037） 付 刚 柳 政

燃气轮机轮盘榫槽拉削方法

■南京汽轮电机（集团）有限责任公司 （江苏 210037） 付 刚 柳 政

摘要：本文介绍的是利用1972年美国进口的CH576履带式拉床，设计一套夹具，使其拉削燃气轮机轮盘的榫槽，既不增加设备的投入，又能保证拉削轮盘榫槽的位置度、精度和效率，且拉削过程稳定可靠。

1. 项目背景

燃气轮机作为世界工业领域的皇冠明珠，其核心技术一直为国外企业所垄断。燃气轮机的核心部件是转子，转子轮盘榫槽的加工是燃机转子加工的关键所在。在不增加投入的情况下，利用老式的履带式拉床设计专用工装夹具，解决了轮盘榫槽的拉削加工，加工出来的榫槽分度非常好，榫槽质量也很高。

2. 轮盘榫槽的结构特点

榫槽为燕尾槽（见图1），表面粗糙度值Ra=1.6μ m。槽的结构尺寸很小，槽中心线公差±0.05mm，槽垂直面轮廓度0.05m m，两侧承压斜面轮廓度0.03mm，底面和圆角轮廓度0.05mm，底面和槽最高点所在的直径平面垂直度0.03mm。

图1

榫槽和轮盘的轴线构成75.79°±0.02°固定夹角，沿圆周均布共计32个，位置度0.05mm（见图2）。

图2

3. 夹具的结构形式和原理

夹具主要由分度盘和夹具体组成。

分度盘通过键槽与工作台相连，控制起始第1槽的位置（见图3）。分度盘共有32个槽，槽与机床的分度卡头配合分度。当拉削第2个槽的时候，分度卡头退出，机床工作台旋转一个与分度接近的角度，然后分度卡头插到分度盘的卡槽里面，与接触面贴死，进行精确分度（见图4）。

图3

图4

夹具体通过止口和键槽与分度盘联接（见图5）。工件放在夹具体上，通过定位销与夹具体定位（见图6）。工件结构为双哑铃型，因此将工件两个受力面放在夹具体上，上面用压板压紧，用螺栓紧固在工作台上。

加工时，可倾工作台旋转角度14.21°±0.01°，使轮盘上面的斜槽位于水平位置，且和拉刀的运动方向一致（见图7）。夹具体后面开有拉刀的过刀槽，拉刀拉削完榫槽后，直接从过刀槽走过。每拉削完一个轮槽，分度盘转动30°，分度卡头卡死，拉削下一个轮槽，直至把32个榫槽全部拉削完成，现场加工情况如图8所示。

图5

图6

图7

图8

4. 结语

此夹具解决了用老旧设备加工现代燃气轮机轮盘榫槽的技术难题；解决了双哑铃型轮盘拉削榫槽时容易产生变形的问题；解决了轮盘榫槽加工的装夹和定位的问题。此夹具和加工方法提高了燃气轮机榫槽加工的可靠性，保证了一个轮盘上几十乃至上百个榫槽加工质量的稳定性和连续性。大大提高了生产效率和加工精度，轮盘榫槽各项数据经过检测，完全满足产品图样的要求，为我国燃气轮机转子的生产和制造提供了宝贵经验和方法。

参考文献：

[1] 王先逵. 机械加工工艺手册[M] .北京：机械工业出版社，2002.

[2] 龚安定，蔡建国. 机床夹具设计原理[M] . 西安：陕西科学技术出版社，1981.

收稿日期：（20150701）