哈爾濱汽輪機廠有限責任公司 (黑龍江 150046) 孫述軍 顧祖慰
汽封環(huán)通常是各種型號汽輪機組成部件之一,每圈汽封環(huán)由多個弧段組成(見圖1),汽封環(huán)弧段的端面間隙設計要求m,該精度要求是個加工難點,研制合理的工藝方案,高效、高精度地完成汽封環(huán)部件的加工,是一個值得研究的課題。
難點:①汽封環(huán)弧段加工中的應力變形。②保證汽封環(huán)弧段端面間隙m尺寸精度。③研制最佳工藝方案,縮短汽封環(huán)部件加工制造周期。
圖1 汽封環(huán)外形
圖2 磨削汽封環(huán)弧段端面夾具
認真分析汽封環(huán)的結(jié)構(gòu)特點,針對汽封環(huán)部件的3個加工難點,改進工藝方案,由整圈車削→切為單個弧段,改進為單個弧段下料→車削的加工方式,從而大大減小了應力變形,采用最佳工藝方案保證該部件的加工精度;自行研制了專用磨削汽封環(huán)弧段端面夾具和車削汽封環(huán)專用夾具,利用磨削汽封環(huán)弧段端面夾具(見圖2),可將汽封環(huán)弧段端面精確定位到輻射線位置,保證磨削后汽封環(huán)弧段端面間隙m的尺寸精度。利用車削汽封環(huán)專用夾具(見圖3),高效、高精度地完成汽封環(huán)部件外圓、內(nèi)孔及汽封槽的車削加工,該夾具具有兩大突出優(yōu)點:①利用定位環(huán)形凸臺可快速找正汽封環(huán)弧段的外圓及內(nèi)孔,提高找正精度及加工效率。②定位環(huán)形凸臺可將汽封環(huán)弧段托起,使得切屑下排,避免了切屑刮傷已加工表面,保證加工質(zhì)量。
(1)原工藝方案(見圖4a)。氣割下料(長方形板料)→滾壓、焊接成圓筒、復滾圓筒→回火去應力→粗車外圓內(nèi)孔放量2~2.5mm→車為單件、厚度放量0.3~0.4mm→劃內(nèi)外圓線及兩端輻射線→線切割為單個弧段→回火去應力→平磨磨兩平面準→劃內(nèi)外圓線及兩端輻射線→銑兩端輻射線面→磨兩端輻射線面→車內(nèi)外圓及汽封槽準、打印每圈汽封環(huán)連接序號→配磨兩端輻射線面準→鏜臺階孔準→標記圖號、入庫,加工完畢。
該工藝方案缺點:工序多、需焊接、滾壓成圓,并進行焊后去應力。
(2)現(xiàn)工藝方案(見圖4b)。氣割下料(見圖5)→銑兩平面放量0.3~0.4mm→回火去應力→平磨磨兩平面準→粗車內(nèi)孔外圓、單面留量2~2.5mm→劃內(nèi)外圓線及兩端輻射線→銑兩端輻射線面→磨兩端輻射線面→車內(nèi)外圓及汽封槽準(見圖6)、打印每圈汽封環(huán)連接序號→鏜臺階孔準→標記圖號、入庫,加工完畢。
該工藝方案優(yōu)點:由于改進了下料方式,改進為下料弧形板料,去除了滾筒、去應力工序和工件的周轉(zhuǎn),縮短了該部件的加工周期,一般采用新工藝,每圈汽封環(huán)節(jié)省加工時間30h以上。
圖3 車削汽封環(huán)專用夾具
圖5 氣割下料圖
圖6 精車汽封環(huán)內(nèi)孔、外圓及汽封槽圖
通過汽封環(huán)車削加工優(yōu)化研究,按設計精度要求完成該部件的加工。改進原加工方案,一方面大大減小了加工中的應力變形,提高了該部件加工精度;另一方面減少了滾筒、焊接、復滾筒及去應力工序,縮短了該部件的加工周期。采用新工藝每圈汽封環(huán)節(jié)省加工時間30h以上。