1 引言
 
      哈（hā）爾濱汽輪機有限責任公司生產（chǎn）的（de）百萬千瓦汽（qì）輪機組是專為三峽大壩設計生產的水輪機組。目（mù）前哈汽公司生產的型號（hào）為CLN600-24.2/566/566型超臨界參數、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽反動式汽輪機。高（gāo）中壓部分采三（sān）菱公司的技術,低壓缸采（cǎi）用哈汽（qì）廠自主開發的新（xīn）一代亞臨界（jiè）600MW汽輪機技術。其中該機組的外殼體作（zuò）為特重（chóng）、特大型件,加工工藝複雜,原始加工工藝受到現實條件（jiàn）製約,效率很低,嚴重影響（xiǎng）了汽輪機組的生產。本文（wén）通過對機組殼體螺栓孔的加工工藝進行分析,提出優化方案,探（tàn）討一條高效、省（shěng）時、低成本的加工（gōng）方法,對今後類似零件加工提供（gòng）有益借（jiè）鑒。
 
      機（jī）組殼體螺栓孔尺寸如圖1所（suǒ）示（shì）,殼體（tǐ）材料為16Mn,該螺栓孔無精度、表麵粗糙度要求,此類螺栓孔（kǒng）上下（xià）殼體各（gè）有48個,共（gòng）96個孔需要加工。

      2 螺（luó）栓孔原加工工（gōng）藝及問題
 
      螺柱孔原加工工藝（yì）為:
 
      （1）劃:劃線找正;
 
      （2）鑽:滑座鑽床點鑽加工,采用高速鋼鑽（zuàn）頭（tóu）,鑽頭直徑40mm,向下鑽10mm左右導削加工,主軸轉速約15m/min,加工深（shēn）度根據（jù）鐵屑情況定,冷（lěng）卻采用瓶裝切削液,澆（jiāo）切削液,排屑采用鐵屑導出方式。
 
      （3）擴（kuò）:高速（sù）鋼擴刀,單邊量加工4-8mm,需四（sì）次擴孔,尺寸（cùn）達80mm左右為止。
 
      （4）鏜（táng）:落（luò）地鏜（táng）床加工,鏜刀直徑80mm,一般鏜3- 4次,單邊（biān）加工量是6-8mm,達到（dào）最終尺寸。
 
      （5）檢驗（yàn）。
 
      受到加工設備的製約,工序（xù）煩瑣,加工效率分非常低,嚴重拖累了殼體加工進（jìn）度,主要原因（yīn）為:加工設備（bèi）剛性不（bú）足,加工進給量低；設備的冷卻係（xì）統落後,導致切削速度低；冷卻係統效果差,刀（dāo）具磨損嚴重,刃磨間隔短（duǎn）。
 
      3 螺栓孔加工工藝（yì）優化及分析對比
 
      3.1采用模（mó）塊化HTS機夾式鑽頭
 
      此工藝的最大特點（diǎn）是（shì）采用了當今世界深孔加工最先進的刀具)模塊化HTS機夾式（shì）鑽頭(見圖2)。該刀具（jù）是由美國肯納飛碩公司專門針對深孔（kǒng）加工研發的,刀具采用（yòng）中間定位鑽加內外刀夾的設計方式,將孔加工（gōng）的鑽、擴功能合一,簡化加工階段、提高了加工效率。定位鑽首先在工件表麵鑽孔,並起到定位導引作用,導引兩側的內外刀夾上的刀片進行擴孔加工,由於具有如下（xià）特點,在深孔加工方麵具有得（dé）天獨厚的優勢,也為（wéi）本工藝改進提供了可能。

  
      (1)模塊化設計主要有:鑽頭的刀夾可以調節,進行尺寸範（fàn）圍控製(見圖4)。通（tōng）過調節外刀夾改變鑽頭（tóu）直徑（jìng）,外（wài）刀夾與鑽頭連接,可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標配。刀具（jù）最大可（kě）以（yǐ）加工15倍徑或以（yǐ）上的深孔;標配內冷功能,用以幫助（zhù）排屑和延長使用壽命（mìng）;可用於靜止或旋轉加工,具有（yǒu）多（duō）功能性（xìng）。
 
      (2)可輕鬆更換刀片:堅固的刀座設計,隻需一把（bǎ）簡單的扳手拆卸刀片(見圖（tú）3),可（kě）輕鬆更換刀片;有多（duō）種材質和槽（cáo）型可（kě）供選擇,適（shì）應（yīng）不同國內工作場合。
 
      通過大量加工實驗(見（jiàn）圖5-圖7)發現,采用模塊化HTS機夾式（shì）鑽頭加工,不論是（shì）切削功率、進給力,還是輸出最大（dà）扭（niǔ）矩都相較改進前（qián）有極大提高,能很好的滿足加工需求。

  
      3.2冷卻係統改造
 
      改造龍門銑床冷卻（què）係（xì）統(見圖8),在機床下麵挖坑放置冷卻液回收（shōu）罐係統,加裝消防泵為冷卻液提供壓力（lì）。在與主軸連接的時候采用（yòng）內冷轉外冷刀柄與法蘭配合（hé）使用來完成對設（shè）備改造,圖9為（wéi）鑽頭直徑與冷卻液壓力變化關係（xì）圖。一般推薦的冷卻液（yè）為乳液(6%-8%配比（bǐ）),保證冷卻液壓力不小於Pmin=6-8bar,冷卻液流（liú）量Vmin=20L/min以上,以便有足夠的（de）壓力將鐵屑（xiè）帶出來。龍門銑床冷卻係統經過改造後,改進了刀具的冷卻性能和排屑能力（lì）,很好的改善了刀具加工性能。

      全（quán）新設計工藝,采用模塊（kuài）化（huà）HTS機夾式（shì）鑽頭,在龍門銑床和落地鏜床完成加工,其加工工（gōng）藝為（wéi）:

      劃:劃線找正。

      鑽:龍門銑床,主軸轉速70m/min,模塊化HTS機夾（jiá）式鑽頭,鑽頭直徑125mm,一次成型;冷卻方式采用內冷方式,排屑采用（yòng）隨冷卻液衝排導出方式（shì）。
 
      鏜:直接達到工藝（yì）要求尺寸。
 
      經（jīng）實際加工驗證,工藝優化後汽輪機殼體的加工效率大（dà）大（dà）提高,其工藝的優勢主（zhǔ）要體現（xiàn）在如下幾個方麵:
 
      1加工時間大（dà）大縮短（duǎn）,效率顯著提高（gāo）。原工藝高速鋼鑽頭切削速度慢、進給量（liàng）小,一個序的工步多達4、5個（gè）,一個殼體（tǐ）全部96個孔加工完畢需要45天左右。采用模塊化鑽頭後工序減少,切削速度提高,切削量增大。經測算一個孔（kǒng）的加工時間大約隻需（xū）8min,全部（bù）96個孔加工完成在16h左右,生產效率提高（gāo）十（shí）幾倍。
 
      原工藝起切尺寸小,單（dān）邊餘量大,導致工步增加,一個（gè）序的工步多達4、5個。改優化後（hòu）的工藝（yì）,工藝起切尺（chǐ）寸為（wéi）<125mm,切削量少,可以實現一次鑽（zuàn）、鏜加工成形。
 
      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（cì）,修磨時間在3-5min,需專人進行維（wéi）修（xiū）,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（céng）刀片,一組4片,每個刃口可加工5個孔,換一次刃口。中（zhōng）心鑽采用塗層硬質合金鑽（zuàn）,一般加（jiā）工（gōng）15孔後換一個（gè）中心鑽（zuàn）,操作簡單（dān）、刀具剛性好,孔（kǒng）徑一致（zhì）,換刀快速,使產能得到極大提（tí）高。孔徑精度高和粗糙度高,粗糙度能控製在Ra6.3以內,粗糙度和孔徑質量是其他刀具無法比的。
 
      3刀具庫存少,管理方便。螺栓（shuān）孔加工（gōng）為典型的9倍徑的深（shēn）孔（kǒng）加工,采（cǎi）用上麵加工工藝,每次擴、鏜（táng）都需要（yào）準（zhǔn）備大量刀具所使用的刀（dāo）具種類多、數量大,需要準備大（dà）量刀具,機組殼體加工完畢所用刀具需要幾百把,直接造成刀具的刃磨和管理繁（fán）雜（zá）,庫存量大,資金使用效率低。
 
      4 結語
 
      深孔加工處理是此工藝的關鍵,通過選用模塊化鑽頭、改造設備冷卻係統,優化螺栓孔的加工工藝,極（jí）大地降低加工時間,提高了生產效率,取得了非常可觀（guān）的經（jīng）濟效益,為今後製造類似產品作（zuò）出了有益嚐試。