數控龍門銑鏜床加工水輪機控製（zhì）環方法與技巧-鏜床網-數控機（jī）床市場網（wǎng）

您現在的（de）位置：鏜床網> 加（jiā）工與維修> 數控龍（lóng）門銑鏜床加工水輪機控製環方法與（yǔ）技巧（qiǎo）

數控龍門銑鏜床加工水（shuǐ）輪機控製環方法與技巧

2022-4-28 來源：中國長江動力集團（tuán）有限公司作者：聶士海，陳榮，高有謀

摘要：針對水輪機大型零部件控製環圓周上斜孔加工難點，對設備選用、工件裝夾（jiá）、刀具選用（yòng）、加工過程等（děng）方（fāng）麵進行（háng）研究，形成較為（wéi）合理的圓周斜麵及斜孔加工方案。實際應用表明，圓周上斜麵及斜（xié）孔加工方案能保證孔的加工滿足設計要求（qiú），對（duì）以後此類圓周斜麵及斜孔零件的數控加（jiā）工提供了參考。

關鍵詞：數控龍門銑鏜床；圓周上（shàng）斜麵及斜孔（kǒng）；機械加工

0、引言

水輪機的關鍵零部件——大（dà）型控製環上圓（yuán）周分布的（de）斜麵、斜孔加工是整個（gè）零件加工中的難點（diǎn）。控製環本體外（wài）輪廓的直徑為（wéi）5700 mm，圓周上有16個與環（huán）體平麵夾角60°的台麵，每個台麵上有一（yī）個垂直於台麵的準50+0.030 定位銷孔，銷孔的孔徑（jìng）精（jīng）度和位置精（jīng）度要求高，加工難度大。這些16-準50+0.030 定位（wèi）銷孔都以60°的方（fāng）向按圓周均布指向控製環的空間（jiān）原點上，各孔之間累計誤差不大於0.05mm，加工（gōng）中（zhōng）如何采取有效（xiào）的技術手段保證斜孔的角度和在圓周上的位置精（jīng）度（dù）是加工成功與否的關鍵。本文以大（dà）型控製環圓周斜麵及斜（xié）麵上銷孔（kǒng）加工過程（chéng）為研究對象，通過合理選擇設備、工件裝夾方法、刀具、加工參數、加工方法及手（shǒu）工編製數控程序等（děng），形成了一套經生產（chǎn）應用（yòng）證明行之有效的圓周上斜孔加工工藝。

1、加工難點

水（shuǐ）輪機控製環結（jié）構如圖1、圖（tú）2所示。

1）控製環裝夾容（róng）易造成變形。零件外形尺寸較大，並（bìng）且是Q235-B材料的焊接件，在零件裝夾的時候，要選擇正確的夾緊點，然後按照夾緊點的位置選擇合適的壓緊力，要使壓緊點和支撐點保持（chí）一致，讓夾緊力作用在支撐點上，從而避免因裝夾而使工件變形（xíng）。並且壓緊點在不幹涉加工的情況下，盡量選擇（zé）靠近加工麵，才能減小加工（gōng）過程中產生的變形。對於控製環這個零件（jiàn），我們認真（zhēn）分析其結構特點，選擇（zé）在內外圓周錯開加支撐和壓（yā）緊（jǐn）（如圖3），同時考慮裝夾的先後順序，以（yǐ）精（jīng）車基準平麵下麵墊等（děng）高（gāo）鐵並打（dǎ）表（biǎo）檢查基準平麵平麵度，打表按順序壓緊，保證表針晃動不超過0.01 mm，外圓周加可調墊鐵並打表適當壓緊，保證表針晃（huǎng）動不超過0.01 mm，同時（shí）要加大零件和夾具的接觸麵（miàn）積，這樣就（jiù）會減小在裝夾時零件產（chǎn）生的變形（xíng）。

2）控製環圓周（zhōu）斜麵和垂

直於上台（tái）麵的銷（xiāo）孔加工難（nán）點（diǎn）。控製環圓周上有16個與環體平（píng）麵夾角60°的台麵，每（měi）個60°台麵的正反兩麵都需要加（jiā）工，並且凸（tū）台反麵加工（gōng）空間有限，不易加工，台麵厚（hòu）度（dù）51+0.5-0.5 mm，而台麵上需要加工的正反斜麵較大，如果選用一般刀具，用沉（chén）切法加工，加工時間較長、效率低，而且也達不到圖樣要求的粗度（dù）。零件外形尺寸較（jiào）大，環體件剛性差加工過程易變形，定位銷孔加工精（jīng）度要求較（jiào）高，50銷孔尺（chǐ）寸公差為0~0.03mm，相對基準（zhǔn）麵的角度公差（chà）為（wéi）0.02 mm方向按圓周均布指向控（kòng）製環的空間原點上，各孔之間累計誤差為0.05mm, 各孔之（zhī）間累（lèi）計誤差不大於0.05 mm。

2、工（gōng）藝方案

2.1 設（shè）備選用

根據工件外形尺寸（cùn）和設計的要求，加工設備我（wǒ）們選擇了德國科堡移動龍門銑鏜床，設備主要參數如表1所示。

表（biǎo）1所示設備參數完（wán）全可以（yǐ）滿（mǎn）足控製環圓周上60°的台麵正反麵加工和台麵垂直方向上的斜孔加工（gōng）。

2.2 工件裝夾注意事項

零件裝夾時要（yào）保證兩個過中心（xīn）的60°台麵與X軸平行，要保證另兩個中（zhōng）心的60°台麵與Y軸平行，以圖2所示的“基準平麵（miàn）”作為基準，裝夾校正好，同時也要考慮數控機床C軸的分度角及數控加工（gōng）程序的編寫，為後麵加工做好充分的準備，保證工件的各（gè）個位置的精度和公差。在裝夾時按照本文第1節的方法放置支（zhī）撐點，按照圖3所示的序號（hào）去校正適（shì）當夾緊，可有效減（jiǎn）少零（líng）件在加工時產生的應力變形。

2.3 刀具選擇

三麵刃（630）、49普通鑽頭和（hé）微調精（jīng）鏜刀（45~51）的主要切削參數如表2所示。

3、加工（gōng）過程

3.1 確（què）定工件

坐標係（xì）首先要確定工件的X、Y軸的（de）零點，即圖1中的O點。然後確定Z軸零點：把萬能附件頭在沒有安（ān）裝刀具的端麵與圖2所（suǒ）示“基準平麵”重合，完成（chéng）Z軸對零。這一（yī）步非常關鍵，關係到各個孔相對於空間的位置度，要把Z軸對零誤差控製到最小，運行加工程序，X軸、Y軸、Z軸回到工件中心。這時手動把萬能附件頭B軸旋轉-60°，並運行B軸旋轉後的模態程序，係統默（mò）認B軸角（jiǎo）度就可以了，保（bǎo）證（zhèng）附件頭的角度和工件（jiàn）上的凸台麵的孔角度統一軸線，通過三軸加工程序完成圓周上各個凸台麵及斜孔的加工。

3.2 編寫（xiě）加工程序（xù）

確定刀具的長度（即刀尖到（dào）附件頭端麵的長度（dù）），在控製麵板參（cān）數裏麵設置好刀具（jù）的長度、厚度、半徑，在編程中可以直接寫刀具代號；然後編寫加工程序，要熟練運用ROT、AROT、TRANS、ATRANS指令編寫加工台麵上的正反斜麵的加工程序。

程序一:

該程序是加工16-60°台麵正反麵的粗精加工通用加工程序，粗加工時正反麵各留有1 mm加工餘量（手動打開切（qiē）削液）；加（jiā）工反麵的斜麵時，需（xū）注（zhù）意三麵刃的厚度（三麵刃（rèn）的厚度已在選用刀具時設置好（hǎo））。留餘量是（shì）為了防止零件在粗加工時產生變形，同時（shí）也是為了精（jīng）加工時鬆開所有的壓板，為應（yīng）力釋放做好準備（bèi）工作。程序二：

該程序時加工垂直於台麵的50銷孔（手動打開切削液），預鑽成49的通孔，為精鏜孔做好準備。以（yǐ）上所有的（de）粗加工都已（yǐ）經完成，可以鬆開所有的壓板，使工件適當釋放加（jiā）工時產生的應力，再一次適當地夾緊，重新確定工件的加工零點，那麽在精加工（gōng）時可最大限度地減少工件（jiàn）變形，保證各個相關尺寸。

精加工16-60°台麵的正反麵（miàn）時，需（xū）要更換好三麵刃的刀片，在加工餘量小的（de）情況下，可有效保證台麵的厚度51 mm。隻是在鏜孔時，需要更（gèng）改程序二中的“程序段N15” 鑽孔循環，更改成鏜孔循環：N15 MCALLCYCLE86(500,0,2,,-52,1,3,0,-0.2，0,0,0,1,11)，並更改刀具號（hào）H3（微調精鏜（45~51）），微調精鏜刀（dāo）需多次調整刀具（jù）直徑，來完成孔的（de）加工。使用鏜孔循環（huán）的優點（diǎn）是在每次鏜孔完成後，退刀時可以有效地避（bì）免退刀時劃傷孔壁，保證孔的（de）表麵質量。

上述簡（jiǎn）單的加工宏程序中的H`2和L，如果（guǒ）圖樣沒有給尺寸，我（wǒ）們可以通過三角函數（shù）計算得出，如：H`2=R·tan30°、L=R/cos 30°（如圖4）。當然也可以通過CAD軟件畫圖進行測量得到。

4、結（jié）論

本文在分析水輪機控製環圓周斜麵及斜孔加工技術要求（qiú）和加工難（nán）點的基礎上，從設備選用、工（gōng）件裝夾、刀具（jù）選用（yòng）、加工過程等（děng）方麵進（jìn）行研究，形成較為合理的圓周斜麵（miàn）及斜孔加（jiā）工方案。生產（chǎn）實際（jì）裝配（pèi）應用表明，圓周上斜麵及斜孔加工方案能保證加工滿足設計要求，為以後此類圓周斜麵及斜孔零件的數（shù）控加工提供了參考。

投稿箱：
如果您有（yǒu）機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎（yíng）聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相（xiàng）關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行業（yè）數據

| 更多

博文選萃

| 更多