劉濱

（哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司工藝處，哈爾濱150046）

0 引言

當(dāng)今我國發(fā)電行業(yè)迅猛發(fā)展，日新月異，各種各樣的新型機組層出不窮。燃機、聯(lián)合循環(huán)、空冷、超臨界、超超臨界的機型已經(jīng)廣泛應(yīng)用。薄壁類零件以其結(jié)構(gòu)簡單、造價低等特點受到廣大設(shè)計者的喜愛，現(xiàn)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到汽輪機中。因此，對薄壁類零件的機械加工工藝進行研究尤為重要。

1 薄壁類零件加工中問題分析

薄壁類零件與其它類零件在機械制造中主要區(qū)別是，薄壁零件加工時易產(chǎn)生變形。變形將導(dǎo)致零件的尺寸公差、形位公差超出設(shè)計值范圍，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致零件報廢。產(chǎn)生零件變形的主要原因有：

1）焊接變形。薄壁類零件大多為鋼板焊接件，在裝焊過程中，因焊接應(yīng)力沒有完全消除，在后續(xù)工序中殘留應(yīng)力釋放，導(dǎo)致零件變形。

2）裝夾變形。薄壁類零件從毛坯變成產(chǎn)品，需要多道工序的加工，每一次的加工都涉及到零件的裝夾，不合理的裝夾方式也是零件產(chǎn)生變形的主要因素。

3）加工變形。在加工過程中，刀具會對零件產(chǎn)生加工應(yīng)力，局部應(yīng)力集中，將影響工件力學(xué)性能。內(nèi)應(yīng)力釋放后，導(dǎo)致工件變形，產(chǎn)生尺寸偏差。

4）其它變形。在汽輪機制造行業(yè)中，大部分的薄壁類零件會作為汽缸類或密封類零件使用，因此，此類零件在出廠前還要進行密封性的壓力試驗檢查，壓力試驗也是使零件產(chǎn)生變形的主要原因之一。

2 工藝方案的研究

薄壁類零件在汽輪機行業(yè)制造中多用于壓力及溫度較低的地方，多用于低壓部分。圖1是某機組的低壓汽缸，它的組成結(jié)構(gòu)主要包括鑄造內(nèi)殼和外部焊接鋼板，其中鑄造內(nèi)殼壁厚最薄處是20mm，焊接鋼板厚度是15mm，產(chǎn)品在精加工后，還要進行0.8 MPa的水壓試驗，它是典型的薄壁汽缸類型零件。

首先分析圖中零件的重要關(guān)鍵位置是：內(nèi)、外殼體間安裝導(dǎo)葉片凹槽的尺寸公差和平行度要求；大小法蘭端面的尺寸公差和位置度要求。這些部位不但加工精度要求高，而且還易產(chǎn)生變形，采用常規(guī)的汽缸加工方法肯定是不合適的。經(jīng)過討論研究，制定的加工工藝是：

1）汽缸裝焊、焊后進行熱處理，消除焊接產(chǎn)生的應(yīng)力。

2）劃尺寸線，均勻各檔余量，銑準(zhǔn)汽缸上下半水平中分面尺寸，鉆水平中分面的光孔。

3）合并汽缸上、下半，預(yù)鉆、鉸水平中分面的銷孔，留2 mm余量，預(yù)鉆鉸銷孔主要是為了彌補汽缸變形造成的汽缸錯牙。

4）粗車。粗車所有的開檔和內(nèi)孔，單面留1 mm余量，粗車時要嚴(yán)格參照工藝給定的切削參數(shù)進行加工，這里根據(jù)汽缸的材料和選用機床的性能，制定了切削參數(shù)：切削深度不小于2 mm，機床花盤轉(zhuǎn)速為2～4 r/min，進給量0.10 mm/r。

5）拆開上、下半汽缸，進行時效。拆汽缸和時效的目的主要是消除零件在各工序中的加工應(yīng)力和裝夾應(yīng)力。

6）合并汽缸上、下半，將水平中分面銷孔擴、鉸到圖紙尺寸。

7）精車。精車準(zhǔn)所有的開檔和內(nèi)孔尺寸，導(dǎo)葉片凹槽不要加工，精車時要嚴(yán)格參照工藝給定的切削參數(shù)進行加工，參數(shù)與粗車相同。導(dǎo)葉片凹槽不加工，主要是因為導(dǎo)葉片與導(dǎo)葉片凹槽裝配尺寸非常小，總間隙僅僅在0.02 mm以內(nèi)，汽缸水壓試驗的試驗壓力是工作壓力的3倍左右，有微小的變形就會造成導(dǎo)葉片安裝不上。

8）汽缸水壓試驗，注意保持最大壓力穩(wěn)定性，不要超壓產(chǎn)生變形。

9）車準(zhǔn)導(dǎo)葉片凹槽，切削參數(shù)與粗車相同。

10）清理、轉(zhuǎn)裝配。

以上的加工工藝與常規(guī)的汽缸加工工藝的區(qū)別是：a.工序中間增加了汽缸時效處理，有效地消除了工件在加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)力；b.將工件的一次性精車分解成了3次，在粗車加工留有余量，有效地彌補了變形產(chǎn)生的尺寸變量；c.導(dǎo)葉片凹槽是整個工件中最重要的部分，將它移到泵水后進行加工，避免了變形產(chǎn)生的尺寸偏差，對后續(xù)的裝配起到了保證作用。

3 結(jié)語

經(jīng)過檢測和試裝配，汽缸的加工精度和裝配尺寸完全滿足設(shè)計要求，全面滿足設(shè)計要求并達到質(zhì)量指標(biāo)，證明了工藝方法合理?，F(xiàn)在類似的薄壁類零件加工工藝都已經(jīng)進行了固化，為薄壁類零件在汽輪機行業(yè)中的廣泛應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。標(biāo)志著我公司此類零件的加工水平上升了一個新的臺階，制造水平進入一個嶄新的領(lǐng)域，具有至關(guān)重要的意義。