■ 南京汽輪電機集團有限責任公司 （江蘇 210037）

余 翔 柳 政 蔡 偉

1. 項目背景

550M W汽輪機反動式中壓隔板分別安裝在中壓內(nèi)缸和隔板套中，共有32級，其主要作用是蒸汽通過各級，使壓力降低，速度提高，并按一定的方向噴射出來，進入到動葉片做功，即將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。因此，其加工質(zhì)量將直接影響整個機組的運行效率。

2. 技術(shù)難點

32級中壓隔板，其中每一級由80～90片靜葉組成，其總成尺寸從φ 1 325～φ 1 831mm，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，各項精度要求比較高，加工時需要一次裝夾完成，如圖1所示。

圖 1

主要技術(shù)難點如下：

（1）如何控制在組裝和加工過程中各接觸面的間隙在規(guī)定范圍內(nèi)是難點之一。

（2）如何選擇理想的刀具是難點之二。

（3）如何掌握加工方法保證其加工精度是難點之三。

3. 解決方案

（1）專用裝夾工裝的設(shè)計。圖2所示為加工中壓隔板的專用工裝組合。首先以各級隔板葉片出汽側(cè)端面為定位基準，放在磁性工作臺上，再以定位板的內(nèi)圓作為葉片外圓的定位基準，而首末定位塊是為了在組裝葉片時，能夠快速確定首葉片的位置，從而按順序安裝葉片，保證組裝精度和組裝效率。

圖 2

圖3所示為利用等高定位塊的高度差，控制葉片出汽側(cè)為臺階式的高低差在公差范圍內(nèi)，從而保證工件出汽側(cè)在同一基準面上。為了增加工裝的整體裝夾剛性，使切削平穩(wěn)進行，在隔板的內(nèi)環(huán)端面處墊上蓋板，蓋板上各點處搭上壓板，使隔板整體均勻壓緊（見圖4）。

力學(xué)性能和物理性能

圖 3

圖 4

（2）刀具的設(shè)計。工件材料的分析：工件的材料為2Cr12NiMo1W1V，是高強度耐熱不銹鋼，與45鋼做了個比較（見圖5、附表）。度遠遠高于4 5 鋼，強度、硬度越高，切削力就越大，切削溫度也就越高，刀具磨損就越快，材料的加工性能就越差。②2Cr12NiMo1W1V的導(dǎo)熱系數(shù)λ遠低于45鋼，導(dǎo)熱系數(shù)小，熱傳導(dǎo)性能差，就意味著切削熱不易被切屑帶走，容易集中在刀尖處加快刀具的磨損。③含有少量的Ni元素，熱強性高，會存在一定的加工硬化現(xiàn)象。

刀具材料的選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計：由于工件硬度、強度高，切削時產(chǎn)生溫度高且不易散熱，因此決定提高刀片的強度和硬度，并具有一定的耐磨和耐沖擊性能，因此選擇了粉末冶金高速鋼涂層。

圖 7

根據(jù)工件的槽型，選擇了自行設(shè)計的直槽與勾槽刀，如圖6所示。裝好后，以定位外圓為準，找準工件中心。②內(nèi)圓、止口、直槽和勾槽要求一次裝夾完成切削。③此材料屬于難加工材料，同時為了方便排屑，采用半圓的方式進行加工，且由于半圓加工，在開始切入時產(chǎn)生一定的沖擊。為了保證加工精度，采用粗、精分開的方法。圖8所示為現(xiàn)場加工情況。

圖 8

圖 5

從圖5、附表中可以看出：①2C r12N i M o1W1V塑性、韌性略低于4 5 鋼，但硬度和強

圖 6

通過對槽型的確定和材料的選擇，確定了刀具的結(jié)構(gòu)，如圖7所示。

（3）加工方法。①在工件安

4. 取得的成果

（1）刀具上的突破。采用粉末冶金高速鋼涂層后，刀具的使用壽命比普通材料的刀片提高近4～5倍，同時在切削參數(shù)（進給與轉(zhuǎn)速）上有了一定的提高，加工中刀具損壞次數(shù)少了，不僅提高了生產(chǎn)率，還降低了勞動強度。

（2）工藝方法上的突破。原工藝方法：各葉片留加工余量→工裝上拂配組裝→車焊接坡口→焊接→除應(yīng)力→校形→磁性工作臺，車削（二次裝夾）；現(xiàn)工藝方法：葉片外圓與出汽邊加工到位，其余留余量→磁性工作臺上拂配組裝，吸緊壓牢→車削（一次裝夾）。

工藝方法改進后，減少了工裝、減少了多道工序（包括：加工、焊接及熱處理）。不僅減少了工裝制作成本和加工成本，而且也降低了生產(chǎn)時間，大大提高了生產(chǎn)效率。

5. 結(jié)語

工藝方法上的改進確實可行，加工后產(chǎn)品的合格率達到了100%。同時，在加工中能夠利用材料的性能和涂層技術(shù)的應(yīng)用進行國產(chǎn)化自制，并取得很好的加工效果。這在未來的加工生產(chǎn)中可以得到很好的借鑒。

[1] 王章忠.機械工程材料[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[2] 周澤華.金屬切削原理[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1995.

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