工业汽轮机加工技术——保证加工精度
在上一篇文章中我们介绍了工业汽轮机加工技术之控制焊接变形量,下面我们继续介绍工业汽轮机加工技术之保证加工精度。
工件的装夹如图5a所示,不仅能保证系统刚性,而且能控制装夹变形。加工汽缸体各档隔板槽时,机床的φ 300mm滑枕直径和行程就可以满足。但是在加工汽缸体汽封槽及轴承座各档时, 由于汽封档最小内圆直径只有235mm,只能使用小直径的加长刀杆。目前立车配有最长的刀杆直径为100mm,总长800mm,下端刀夹尺寸为110mm×110mm。通过理论计算,在车轴承档时, 所需要的最大X 向进给深度为62mm,该长刀杆的最大进给深度为120mm,X向满足加工要求。在加工到前汽封四处沟槽(见图6)时, 我们发现了问题, 其中35mm宽槽的内圆为φ 332mm,22mm宽槽的内圆为φ 235mm,在内圆很小的情况下加工沟槽就意味着容屑空间很小,而该工件材料为铸钢件,加工时切屑会缠绕在车刀上,造成车刀的损坏及工件的拉毛,尺寸精度不易控制。
对原有的沟槽车刀进行改进,将刀具前角及断屑槽设计成10mm宽的半圆形,导屑方向为沟槽外侧, 并适当增大刀具前角, 减小切削力, 减小刀具后角,加强刀具刚性,保证良好的断屑和排屑性能。关键的加工难点是前轴承座盖与前汽缸上半的间隙只有57.8mm(见图7),无法观测到加工情况及对刀,好在前轴承座盖与轴承座只有一段φ334mm内圆及宽10mm、深φ359mm槽需要加工,加工完该处拆除轴承座盖(见图8)就可以留出155mm 的空间供观察测量及换刀对刀了,而轴承档内部尺寸的测量只能等到车工序结束后拆去前汽缸上半再进行测量,所以加工轴承档难度很大。通过图9可以看到,支撑轴承档槽直径285mm,公差仅为 -0.08~-0.05mm,表面粗糙度值为Ra=1.6μm,燃机车间立车的重复定位精度为0.026mm,可以说加工该处必须将机床的性能发挥到极致,采取合适的加工方法及刀具也是解决该难点的关键。
如图10所示, 先将前端φ270mm内圆按工艺要求公差控制在0~+0.05mm车出,车出后再用内径千分尺测出实际尺寸。以该内圆的实际尺寸作为基准对刀,保证0.02mm塞尺不通过,以此标准完成对刀。然后用6mm割刀(大前角、小后角、刀尖半径小的防振割刀)在φ 285mm内圆处车一段退刀槽,槽底留0.05~0.1mm余量,再用某款进口35° 菱形车刀将轴承档槽底加工出来,最后留0.05~0.1mm余量将整个槽反车出来,该刀片的刀尖圆弧为R0.4mm,有精加工的断屑槽,切削力小,振动小,能保证加工的稳定性,从而使工件尺寸精度、表面粗糙度值达到设计要求。
最终汽封档及轴承档加工效果如图11所示,各档尺寸经过检验都符合图样设计要求。