0前(qián)言(yán)
汽(qì)缸是汽輪機中最大的(de)零件,也是整個汽輪機裝配的基準零件,在汽(qì)缸內部裝有內缸、隔板套、隔板、汽封等部(bù)件,氣缸外部與蒸(zhēng)汽室、排氣(qì)管、軸承以(yǐ)及基礎台板等相連接。汽輪機的氣缸(gāng)結構複(fù)雜,形狀也很多(duō),由水平接合麵(miàn)將汽缸(gāng)分成上下兩半,由1~2個垂直(zhí)接合麵將汽缸分成前、中、後幾部分。這樣既(jì)便於鑄造,也(yě)便於加工。
1汽(qì)缸(gāng)加工的工藝過程
汽(qì)缸的結(jié)構特點是零件體積大、重量重,形狀複雜、加工麵多,加工尺寸精度、位置精度、表麵(miàn)粗糙度要求較高,一般地,它的加工順序為:
(1)劃線;
(2)加工水平結(jié)合麵;
(3)加工結合麵上的聯接螺孔;
(4)鉗(qián)工合缸(gāng);
(5)加工各擋內孔和法蘭;
(6)加工氣缸外部各法蘭、孔和管(guǎn)口等。
以往,汽缸(gāng)是在龍門刨床或龍門銑床加工水平結合麵;在立車或鏜床上加工各(gè)擋內孔和法蘭以及氣缸外部各法蘭、孔和(hé)管口等。由於加(jiā)工條件的限製,使得加工周(zhōu)期長、加工(gōng)質量難以保證。
隨著汽輪機(jī)技術的(de)不(bú)斷發(fā)展,大型汽輪機汽(qì)缸的體積重量越來越大,采用老式(shì)的以(yǐ)工件為主體(tǐ)運動的立車加工方(fāng)案,產品質量難以保證,而且操作不安全。因此(cǐ)就逐步產生了采用工件固定的加工方案,即:使用大型的數控落地鏜床和龍門銑床,采用(yòng)分半式加工,用數控機床的(de)定位精(jīng)度,來保證圖紙要(yào)求。20世紀80年代(dài)以來,我(wǒ)公司陸(lù)續引進了大量的數控加工中心,像數(shù)控落地鏜銑床、數控龍門銑(xǐ)床(chuáng)、車鏜加(jiā)工中心(xīn)、數控立車、數控龍門鑽等,為順利完成核電、空冷、超臨界等機組的加工任務奠定了基礎(chǔ)。
2新機床、新刀具、新技(jì)術(shù)的(de)應用
近年(nián)來,隨(suí)著數控機(jī)床大量的引進(jìn),不僅保證了加工質量,還大大提(tí)高了生產效率,也使(shǐ)新技術、新型刀具的應用得以實現。例如:
(1)汽輪機(jī)的高壓汽缸(gāng)要承受高溫高(gāo)壓蒸汽(qì)的作用,為確保各結(jié)合麵的氣密(mì)性,其加工(gōng)精度、粗(cū)糙度以(yǐ)及間隙要求較高。以前結合麵的加工采用(yòng)粗銑(刨)、精銑(刨(páo))、刮研的工藝方法(fǎ)來加工,周期長,質量(liàng)難以(yǐ)保證。現在采用硬質合金麵(miàn)銑刀,在數控機床上分粗銑、精銑(xǐ)、超精銑3次銑削,滿足圖紙(zhǐ)要求。
(2)對於汽缸加工來說,各(gè)連(lián)接法蘭麵上的孔加工是製約汽缸加工周期的一個重要因素,尤其是高壓汽缸,孔的數量多、直(zhí)徑偏大。以前是采用多級擴孔(kǒng)鑽,從<50、<60、<72到<120、<135這樣一擋一擋地擴孔,不僅占用機床周期長,而且需要準(zhǔn)備各種擋(dǎng)位的擴孔鑽,現在複合鑽的應用改變了這一現狀(zhuàng),它集合了鑽頭、鉸刀、擴(锪(huō))孔(kǒng)刀及擠壓刀具,不需要先預鑽孔,就可(kě)以(yǐ)直接達到所需要(yào)的孔直徑,是大直徑孔加工的高效工具,現在已廣泛應用於加工中。
(3)在孔加工中麻花鑽應用最廣,鑽削直徑在<50以下的孔時,首選麻花鑽。當(dāng)被加工孔深徑比為2~2.5時,可選用硬質合金可轉位淺孔鑽,它具有切削效率高、斷削好,刀具壽命長等優(yōu)點。
(4)以往的(de)銷孔(kǒng)加(jiā)工一般是在鑽孔後使用粗精鉸刀鉸製,現在大直徑孔鉸製時通常選用(yòng)可調鏜刀鏜(táng)孔,它結構簡(jiǎn)單,製造方便,可微調至所加工尺寸,可調鏜刀的應用,不僅降低了加工成本,還可以(yǐ)修正上道工序所造成(chéng)的偏斜等缺陷。
(6)在粗加工時,往往需要快速(sù)切除大量金屬材料,采用插(chā)銑法的加工效(xiào)率遠遠高(gāo)於常規的端麵銑削法,使加工時間(jiān)縮短一半以上。實施插銑加工時,插銑(xǐ)刀的切削刃由各刀片廓形搭接而成,插銑深度可達250mm而不會發生振顫或扭曲變形,刀具相對於工件的切削運動方向既可向下也可(kě)向(xiàng)上,但一般(bān)以向下切削更為常見。此外,插銑(xǐ)加工還具有以下優點:¹可減(jiǎn)小工件變形;º可(kě)降低作用於(yú)銑床的徑向切削(xuē)力;»刀具懸伸長度較大,這對於(yú)工件凹槽或表麵的銑削加工十分有利。因此,對於大金屬量切削加工插銑法(fǎ)都將是優先考慮的加工手(shǒu)段。與常規加工方法相比,插銑法(fǎ)加工效率高,加工(gōng)時間短,且(qiě)可(kě)應用(yòng)於各種加工環境,既適用於單件小批量的一次(cì)性(xìng)加工,也(yě)適合大批量零件製造,是一種極具(jù)發展前途的加工技術(shù)。
(7)現在的整體式硬質合金(jīn)立銑刀,側刃采用大螺旋升角([62b)結(jié)構,立銑刀頭部(bù)的過中心端刃(或螺旋中心刃)往往呈弧線形、負刃傾角,增加切削刃長度,提高了切削平穩性、工件表麵精度及刀具壽命。機夾立銑刀(dāo)的側齒、端齒與過中心刃(rèn)端齒(均為短切削刃)由可轉位刀片(設有三維斷屑槽形)組合(hé)而成的(de),更能適應數控加(jiā)工的(de)高速(sù)和平穩銑削加工技術的要求。
(8)隨著刀(dāo)具材(cái)料新技術的(de)發展,各種(zhǒng)塗層刀(dāo)片的應用等,明顯地提高了加(jiā)工質量和切削效率,也延長了刀具的使用(yòng)壽命,據有關資料統計,塗層刀片的壽命與不塗層相比提高1~3倍(bèi)以上。
(9)數控機床在加工過程中(zhōng)都維持一個固定不變的進給速率,這個進給量是由加工程序預先設定好的。為了(le)保證生產安全,編程人員(yuán)必須按照負荷最大的工況設定這個進給速率, 但實際(jì)上這(zhè)種(zhǒng)工況或許隻占整個工序(xù)的 5% 。為提高數控機床的(de)加工效率, 優化刀具進給量, 同時又能自動保護(hù)機床的主軸係統和加工刀(dāo)具不受損壞, 在數控機床上應用了(le)自(zì)適應控製技術。自適應控製係統實時采樣機床主軸的(de)負載變化, 在較小載荷的情(qíng)況下增大進給速率,在較大載荷的情況下減少進給速率(lǜ), 從而達到縮短加(jiā)工(gōng)周期和提高加工效率(lǜ)的目的。
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