褚云峰

( 哈爾濱電機廠有限責任公司， 黑龍江哈爾濱　150040 )

AP1000核泵主電機轉子銅條車胎的制造

褚云峰

( 哈爾濱電機廠有限責任公司， 黑龍江哈爾濱150040 )

摘要：介紹了以核泵主電機轉子銅條車胎為加工對象，設計合理的加工方案。通過采用一系列工具方法，解決了銅條車胎中的測量問題。介紹了引入的成型銑刀進行加工，保證了車胎加工的一致性。通過具體加工案例，所設計的加工方案完全滿足了加工核泵主電機轉子銅條的要求。

關鍵詞：核電；主泵電動機；轉子銅條車胎；成型銑刀

0引言

在加工AP1000核泵主電機轉子銅條時，使用了轉子銅條車胎。轉子銅條車胎的加工在國內尚屬首例，轉子銅條車胎的高精度工藝水平達到了國際一流標準。

電機下線轉子銅條結構如圖1所示。銅條原料截面為梯形結構，需在銅條兩端各加工一段半徑為R的圓弧才能在電機里裝配使用。由于所需銅條量大，為提高加工效率，采用車序批量加工。因此需要制造胎具來加工銅條即銅條車胎。由于銅條半徑R精度要求較高，只有更高精度的車胎才能保證，因此此車胎的加工制造難度相當大。

圖1　銅條結構示意圖

文章針對轉子銅條車胎的制造，采用獨特的加工方案，對轉子銅條車胎的加工精度進行控制。

1轉子銅條車胎的結構

銅條車胎由3個間隔環(huán)和中間連接軸組成。間隔環(huán)和中心軸通過鍵連接起來，以保證能夠傳遞足夠的扭矩。每個間隔環(huán)上有58個槽用來放置銅條，以批量加工保證加工的效率，如圖2所示。間隔環(huán)為銅條車胎的核心部件。圖3為間隔環(huán)的主要尺寸。由于銅條對于R同軸度和尺寸精度要求較高，銅條車胎加工時需保證3個間隔環(huán)和軸的同軸度要求，且需保證58個槽的尺寸精度和一致性。

圖2　銅條車胎示意圖

圖3　間隔環(huán)主要尺寸

2轉子銅條車胎加工方案及策略

針對銅條車胎槽形加工的一致性和高精度要求，經(jīng)過一系列思考和論證，制訂了各種加工方案和策略。

2.1　總體方案

經(jīng)過研究圖紙分析，為保證槽形尺寸精度的一致性，應3件間隔環(huán)在裝配狀態(tài)合并一起同加工。這項加工策略為槽形的加工提供了直接技術保證。并且考慮到現(xiàn)有加工條件的制約，選用了130臥鏜床進行加工。加工時，把車胎豎立放置在轉盤上，旋轉工件，逐次加工各槽，如圖4所示。

圖4　銅條車胎加工示意圖

2.2　逐級控制，減少最終裝配誤差

控制每一件工件的尺寸精度和位置精度使其達到最佳，以確保最終裝配精度。

在中心軸加工過程中為保證尺寸精度、同軸度和圓跳動，經(jīng)過精磨保證誤差在0.01 mm以內。間隔環(huán)內孔尺寸與中心軸配車，保證裝配間隙在0.03 mm。整體裝配加工前，保證每一件間隔環(huán)端面的平行度和平面度在0.01 mm以內。中心軸裝鍵以后，為保證3件間隔環(huán)槽形的同向性，在磨床上對鍵側面進行磨削，保證鍵側面的平面度和平行度。再以慢走絲割間隔環(huán)鍵槽配鍵，保證其裝配后的垂直度和同軸度。

2.3　精心分析加工過程，解決好每一處細節(jié)問題

為保證每項尺寸都能得到準確測量，對于槽形做出通規(guī)和止規(guī)來確保槽形尺寸的精度，其形狀如圖5所示，通規(guī)和止規(guī)加工時由慢走絲精割出，其尺寸嚴格按照圖形標注槽形尺寸的上下公差來確定。對于槽底距中心尺寸由于無法直接測量，特在間隔環(huán)端面加工一止口，如圖4所示。通過測量止口和槽底尺寸來測量槽底距中心尺寸。

圖5　通規(guī)和止規(guī)示意圖

為保證整體裝配后同軸度，間隔環(huán)外圓尺寸在裝配后再精車出。精車時以中心軸外圓找正，以確保其同軸度。同樣加工時也以中心軸外圓找正，以確保槽形和中心軸的同軸度。

加工槽時若采用機床編程加工，會使得加工精度影響因素增多，降低加工精度。為盡可能減小加工影響因素，引入成型銑刀加工，以保證加工精度和較高的槽的尺寸一致性。所采用成型銑刀形狀與槽形配合，且根據(jù)槽形尺寸和角度及相應公差嚴格控制銑刀尺寸，磨出相應的成型銑刀，如圖6所示。采用粗銑、半精銑、精銑的加工順序，精銑時成型銑刀尺寸公差下差取槽尺寸公差下差。上差取槽尺寸公差中差，磨削時進行嚴格控制，使得58個槽的每個槽都最終達到加工精度要求。

圖6　槽形及成型銑刀

2.4　加工方案實行結果

加工時認真做好每個槽形加工記錄，嚴格控制每個槽形的尺寸，并對成型銑刀嚴格控制，最后得到合格產(chǎn)品。3個間隔環(huán)174個槽中僅有4個槽超差，最大超差不大于0.002 mm，其中中部間隔環(huán)有3個槽超差，而在銅條車胎使用時，中部間隔環(huán)只起支撐作用。所以對于中間間隔環(huán)超差可以忽略不計。加工出的的銅條車胎端部和尾部共有1個槽超差1 μm，完全滿足加工銅條的定位精度要求。

3結語

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