回转铣夹具制造工艺的改进.pdf

发电设备 2008 No 6 回转铣夹具制造工艺的改进 叶片工艺研究 回转铣夹具制造工艺的改进 贺 明 杨海东 无锡透平叶片有限公司 江苏 无锡214023 摘 要 原回转铣夹具制造精度较低 现在增加一处工艺基准面 大大提高了它的制造精度和可靠性 并 为夹具的使用提供了一处校对基准面 使得叶片型面铣加工更为可靠 关键词 能源与动力工程 汽轮机 叶片 回转铣夹具 制造工艺 中图分类号 TK266 文献标识码 A 文章编号 16712086X 2008 0620524203 I mprovement on Manufacturing Technology of RotaryM illing Jigs HEMing YANG Hai2dong Wuxi Turbine Blade Co Ltd Wuxi 214023 China Abstract In order to improve the manufacturing technology of rotarymilling jigs a datum plane was added so as to raise the manufacturing precision and reliability Simultaneously a correction datum plane for use of the milling jigs is also provided with which the milling quality of blade surfaces can be guaranteed Keywords energy and power engineering steam turbine blade rotarymilling jig manufacturing technology 收稿日期 2008207210 作者简介 贺 明 1983 男 助理工程师 主要从事机械设计制造及自动化 无锡透平时片有限公司在叶片机加工手段上 实现了五轴机床型面数控铣全面代替型面手工抛 磨 2006全年叶片型面数控铣的比重超过了 70 大大提高了生产效率和质量 创造了较好的 经济效益 但在应用新加工手段的初期 也遇到 很多问题 其中有2个问题最为突出 1 首件合 格产品生产周期过长 且期间叶片报废率很高 2 生产稳定性差 叶片合格率忽高忽低 对这 些问题进行了分析 确定了影响最大的4因素 加 工工艺参数设置 叶片装夹定位方式 回转铣夹具 制造精度和车间工人实际装夹作业和对机床的操 作 1 回转铣夹具的结构 回转铣夹具一般由两部分构成 回转盘和定 位夹紧装置 回转盘通过联接轴和定位销与机床 回转台联接 从而使夹具获得机床的回转中心 定位夹紧装置用于对叶片建立约束 并夹紧 使叶 片与定位夹紧装置在加工时保持固定的相对位 置 定位夹紧装置再固定在回转盘上 从而使叶 片与机床的回转中心建立起固定的相互位置 回 转铣夹具的结构见图1 2 回转铣夹具的精度 回转铣夹具的制造精度取决于三方面 回转 盘的制造精度 定位夹紧装置的制造精度和回转 盘与定位夹紧装置之间的装配联接精度 回转铣夹具的回转盘和定位夹紧装置的制造 精度是很高的 但回转盘和定位夹紧装置装配联 接精度却比较难控制 因此现实中应用的回转铣 夹具制造精度较低 3 回转铣夹具的制造工艺难点 根据夹具的设计原理 回转盘上的中心孔中 425 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 回转铣夹具制造工艺的改进发电设备 2008 No 6 图1 回转铣夹具的结构 心就是机床的回转中心 所以要求定位夹紧装置 必须与回转盘中心孔中心保持严格的相对位置关 系 但在按设计要求装配夹具时 有3个难点 1 由于条件的限制 钳工在通过孔找中心 时精度有限制 2 往往将主要定位件装上回转盘后 定位 件便将回转盘中心孔挡住 影响后续零件的定位 组装 3 将所有零件组装完毕后 在回转盘装配 面一侧的中心孔被重重遮挡 检验就很困难 4 回转铣夹具的制造工艺改进 4 1 基本方法 一种简单易行的方法是将回转盘外圆面做成 工艺基准面 即在回转盘制造中 以回转盘中心孔 为基准加工回转盘外圆 保证外圆与中心孔的同 轴度不超过0 01 mm 而在装配过程中 以外圆 中心为基准 组装定位夹紧装置 见图2 图 3 4 2 工艺改进后如何解决制造难点 1 首先加工基准外圆难度小 工序简单 附 加成本少 图2 回转盘 包括中心孔 图 图3 回转铣夹具的改进工艺 2 有了基准外圆后 在装配过程中用外圆 找中心 与由中心孔找中心相比更为精确 操作也 不存在遮挡的问题 使装配变得简单准确 3 使得夹具检验也变得方便 在组装好回转铣夹具后 利用联接轴将回转 525 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 发电设备 2008 No 6 回转铣夹具制造工艺的改进 铣夹具装到车床主轴上 开动车床 检查外圆的跳 动 若外圆在回转状态下其跳动小于回转铣夹具 设计回转中心跳动要求 并且取下夹具后 复测各 定位零件与回转盘相互位置不发生变化 就可以 证明定位夹紧装置与回转盘中心孔中心的相对关 系满足了设计要求 并且在运动 模拟使用状 况 下的检测 更证明了组装好的夹具的稳定可 靠 5 制造工艺的改进对回转铣夹具使 用的影响 5 1 改进前夹具使用中的问题 必须正确使用夹具 才能发挥夹具的作用 由于夹具在运转过程中的移动或碰擦会影响夹具 的精度 因此将夹具装到机床上时 必须校验夹 具 保证夹具的零件间相对位置的正确 以前的 回转铣夹具在装上机床后 由于中心孔用于联接 轴的联接 无法复测回转中心和定位夹紧装置间 的相对距离 往往在加工完首片后 通过检测发 现定位夹紧装置和回转中心间的实际距离与理论 值存在偏差 并需根据此偏差值调整加工程序中 心点位置 方能加工出合格的叶片 这样首片叶 片就被报废了 并且当此夹具换到另一台机床上 时 这样的调整还得再进行一遍 5 2 改进后对夹具使用带来的影响 在修改回转铣夹具加工工艺后 这种方法还 带来了额外的好处 即提供了一个极好的校对基 准面 有了以加工好的外圆作为校对基准面 在 夹具被安装在机床上以后 可通过检测外圆回转 跳动和夹具定位件到外圆中心的相对位置方法 得到回转中心和定位夹紧装置间的实际距离 并 用以修正程序中心点 或自动调整回转中心到定 位夹紧装置的距离 从而有效地降低了产品的报 废率 并提高了产品质量的稳定性 6 结 语 回转铣夹具制造工艺的这一改进 大大提高 了回转铣夹具的制造精度和可靠性 使得叶片型 面铣加工质量更为稳定 上接第515页 的几何结构 并使其优化 这种解析技术可将损 耗 流场和温度等的计算紧密结合起来 实现共轭 传热 不需要在热交换表面固定一个边界条件 而设定边界条件就要求给出表面温度及其热流 量 几台大型机组的实验研究结果见表1 表1 计算值与实测值的对比 电 站 总风量 m3 s 1 计算值实验值 通风损耗 kW 计算值实验值 三峡 右岸 316 8351 02 3002 460 龙滩304 0310 03 0152 870 小湾300 5324 03 1303 010 拉西瓦285 5298 92 9202 668 由表1可见 计算值与实验值基本吻合 同时 证明了计算方法的可行性 7 研发成果 哈尔滨电机厂有限责任公司开发成功的全空 冷大型水轮发电机组见表2 表2 全空冷水轮发电机组 电 站 台数 容量 MW备注 龙滩 7 700首台已于2007年5月21日投运 三峡 右岸 47 70026号机组已于2007年7月10日投运 拉西瓦 5 小湾 6 锦屏一级 6 官地 4 8 结 语 1 世界最大全空冷水轮发电机的开发投运 成功是自主创新所取得的重大成果 打破了外商 的高价垄