1 引言
 
      哈爾（ěr）濱汽輪機（jī）有限責任公司（sī）生產的百萬千瓦汽輪機組是專為三峽（xiá）大壩設（shè）計生產的（de）水輪機組。目前哈汽公司生產的型號為CLN600-24.2/566/566型超臨界參數、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽（qì）反動式汽輪機。高中（zhōng）壓部分采三菱公司的技術（shù）,低壓缸采用哈汽（qì）廠（chǎng）自主（zhǔ）開發的新一代亞臨（lín）界600MW汽輪機技術。其中該機組的外殼體作為特重、特大型件,加工工（gōng）藝複雜,原始加工工藝受到現實條件製約,效率很低,嚴重影響了汽輪（lún）機組的生產。本文通過對機組殼體螺栓孔的加工工藝進行分析,提（tí）出優（yōu）化方案,探討（tǎo）一條高效、省（shěng）時、低成本的加工方法,對今後類似零件（jiàn）加工提（tí）供有益借鑒。
 
      機組殼體螺栓孔尺寸如圖（tú）1所示,殼體材料為16Mn,該螺栓孔無精（jīng）度、表麵粗（cū）糙度要求,此類螺栓孔上下殼體各有48個,共96個（gè）孔需要加工（gōng）。

      2 螺栓孔（kǒng）原加工工藝及問題
 
      螺柱孔原加工（gōng）工藝為:
 
      （1）劃:劃線找正;
 
      （2）鑽:滑座鑽床點鑽加工,采用高速鋼鑽頭,鑽頭直徑40mm,向下鑽10mm左右導（dǎo）削加（jiā）工,主軸轉速約15m/min,加工深度根據鐵屑（xiè）情況定,冷卻采用瓶裝（zhuāng）切削液,澆切削（xuē）液,排屑采用鐵屑導出方式。
 
      （3）擴:高（gāo）速鋼擴刀,單（dān）邊量加工4-8mm,需四次擴孔,尺寸達80mm左右為止。
 
      （4）鏜:落地鏜床加工,鏜刀直徑80mm,一般鏜3- 4次,單邊加工量是6-8mm,達到最終尺寸。
 
      （5）檢驗。
 
      受到加工設（shè）備的製約,工序煩瑣,加工效率分非常低,嚴重拖累了殼體加工進度,主要（yào）原因為:加工設備剛性不足,加工進給量低；設（shè）備的（de）冷（lěng）卻係統落後,導致切削速度低；冷卻係統（tǒng）效果（guǒ）差,刀具磨損嚴重,刃磨間隔短。
 
      3 螺栓孔加工（gōng）工藝優化及分析對比
 
      3.1采用模塊化HTS機夾（jiá）式（shì）鑽頭
 
      此工藝的最大特點（diǎn）是采用了當今世界深孔加工（gōng）最先進的刀具)模塊化HTS機夾式鑽頭(見圖2)。該刀具是由美（měi）國肯納飛碩公司專門針對深孔加（jiā）工研發的,刀具采用中（zhōng）間定位鑽加（jiā）內外（wài）刀夾的設計方式,將孔加工的鑽、擴功能合一,簡化加（jiā）工階段、提高了加工效率。定位鑽首先在工件（jiàn）表麵鑽孔,並起到定位導引作用,導引兩側的（de）內外刀夾上（shàng）的（de）刀片進行擴孔加工,由於具有如下特點,在深孔加工方麵具有得天獨厚的優勢,也為本工藝改進提供了可能。

  
      (1)模（mó）塊化設計（jì）主要有:鑽頭的刀夾可以（yǐ）調節,進行尺寸範圍控製(見圖4)。通過調節外刀夾改變（biàn）鑽頭直徑,外刀（dāo）夾與鑽頭連接（jiē）,可（kě）以縮短鑽削直徑更大或更小的孔;通用型和精加工刀夾可以用作最小加工的標配;加長部分是提高切深能力的（de）標配。刀具最大可以加（jiā）工15倍徑或以上的深（shēn）孔;標配（pèi）內冷功能,用以幫助排屑和延（yán）長使用壽命（mìng）;可用於靜止或旋轉加工,具有多功能性。
 
      (2)可輕鬆（sōng）更換刀片:堅固（gù）的刀座設計,隻需一把簡單的扳手拆卸（xiè）刀片(見圖3),可輕鬆更換刀片;有多種材質和槽型可供選擇,適應（yīng）不同國內（nèi）工作場合。
 
      通過大量加工實驗(見圖（tú）5-圖7)發現,采（cǎi）用模塊化HTS機（jī）夾式鑽頭加工,不論是切（qiē）削功率（lǜ）、進給力,還（hái）是輸（shū）出（chū）最大扭矩都相較改進前有極大（dà）提高,能很好的滿足加（jiā）工需求。

  
      3.2冷卻係統改造
 
      改（gǎi）造龍門銑床冷卻係統(見圖8),在機床下（xià）麵挖坑放置冷卻液回收罐係統,加裝消防泵為（wéi）冷卻液提（tí）供壓力。在與主軸連接的時（shí）候采用內冷（lěng）轉外冷刀柄與法蘭配合使用來完成對設備改造,圖9為鑽頭直徑與冷卻液壓力變（biàn）化關係圖。一般推薦（jiàn）的冷卻液為乳液(6%-8%配比),保證冷卻液壓力不小於Pmin=6-8bar,冷（lěng）卻液流（liú）量Vmin=20L/min以上,以便有足夠的壓力將鐵屑帶（dài）出來。龍門（mén）銑床冷卻係（xì）統經（jīng）過改造後,改進了刀具的冷卻性能和排屑能力,很好的改（gǎi）善了刀具加工性能（néng）。

      全新（xīn）設計工藝,采用模塊化HTS機夾（jiá）式鑽頭,在龍門銑床和落地鏜床完成加工,其加（jiā）工工藝為（wéi）:

      劃:劃線找正。

      鑽:龍（lóng）門銑床,主軸轉速70m/min,模塊化HTS機（jī）夾式鑽頭,鑽頭直徑125mm,一次成（chéng）型;冷卻方（fāng）式采用內冷方式,排屑采用隨冷卻液衝排導出方式。
 
      鏜:直接達到工（gōng）藝要求尺寸。
 
      經實際加（jiā）工（gōng）驗證,工藝優化後（hòu）汽輪機殼體的加工效率大大（dà）提（tí）高,其工藝的優勢主要體（tǐ）現在如下幾（jǐ）個方麵:
 
      1加工時間大大縮短,效率顯著提高。原工藝高速鋼鑽頭切削速度慢、進給量小,一個序的工步多達4、5個,一個殼體全部96個孔加工完畢需要45天左右。采（cǎi）用（yòng）模塊化鑽頭（tóu）後工序減少,切削速度提高,切削量增大。經測算一個孔的加工時間大約隻需（xū）8min,全部96個孔加工完成（chéng）在16h左右,生產效率提高十幾倍。
 
      原工藝起切尺寸小,單邊餘量（liàng）大,導致工步增加,一（yī）個序的工步多達4、5個。改優化後的工藝,工（gōng）藝起切尺寸為<125mm,切（qiē）削量少,可以實（shí）現一次鑽、鏜加工成形（xíng）。
 
      2刀具無需刃磨。高速鋼鑽頭每加工4個孔就需要修磨一次,修磨時間在3-5min,需專人進行維修,使（shǐ）用效率低。模塊化HTS機夾式鑽頭使用刀片為硬質合金塗層刀片,一組（zǔ）4片,每個刃口（kǒu）可加（jiā）工5個孔,換一次刃口。中心鑽采用塗層硬（yìng）質合金鑽,一般加（jiā）工15孔後換一（yī）個中心鑽,操作簡單、刀具剛性好,孔徑一（yī）致,換刀快速,使產能得到極大提高。孔徑精度高和粗糙度高（gāo）,粗糙度能（néng）控製在Ra6.3以內,粗糙度和孔徑質量是其他刀（dāo）具無（wú）法比的。
 
      3刀具庫存少,管理方便。螺栓孔加工為典型的9倍徑的深孔加工,采用上麵加（jiā）工工藝,每次擴、鏜都需要準備大量（liàng）刀具所使用的刀具種類多（duō）、數量大,需要準備大量刀具,機組殼體加工完畢所用刀具（jù）需要幾百把,直接造成刀具的刃磨和管理（lǐ）繁雜,庫存（cún）量大,資金使用效率低。
 
      4 結語
 
      深孔加工處理是此工藝的（de）關鍵,通過選用模塊化（huà）鑽頭、改（gǎi）造設備冷卻係統,優化螺栓孔的加（jiā）工工藝（yì）,極大地降低加工時間,提高了生產效率,取得了非常可（kě）觀的經濟效益,為今後製造類似產品作出了有益嚐試。