330MW汽轮机低压转子车削加工.docx
通过改用不同材料的刀片并对专用刀具进行改进，设计了一种可行的加工工艺方法,完成了低压转子的精密加工，有效保证低压转子的加工尺寸精度，同时大大缩短转子的加工周期，提高转子的加工效率。Ol序言笔者公司生产的330MW汽轮机组是根据目前较为先进的三维设计理论设计出来的高效节能电站设备。转子是汽轮机的心脏，其作用是将蒸汽动能转换为机械能，带动发电机产生电能。330MW汽轮机低压转子在加工过程中存在的超重、超长和轮槽精度要求非常高等难题，是在公司的制造历史上前所未有的。本文介绍了一种新的汽轮机低压转子加工方法，不仅提高了低压转子的加工效率，同时还保证了转子的加工质量和安全性能，满足了客户的需求。02加工难点分析首先根据330MW低压转子的结构（见图1）,来分析其工艺技术难点。可以看出，此根转子面临的首要问题是车削加工。从车间目前的车削加工能力来看，此根转子车削加工的主要难点在于：由于此根转子自重是目前车间所加工转子中最重的，所以对于目前设备来说，其自重偏重；此根转子的长度（8144mm）同时也是车间所加工的转子中最长的，加工起来振动偏大，要保证车削加工精度非常困难。图1低压转子轮廓18级、19级、24级和25级叶轮轮槽如图2所示，各部位公差要求很高；轮槽肩宽公差要求在0.015mm之内，轮槽口宽公差要求在0.04mm之内，且轮槽形状很复杂，因此要保证轮槽各项加工要求有非常大的难度。图2叶轮轮槽03试加工及问题研究低压转子的自身价值太高，考虑到在工艺流程分析中的各项难点，车间工作人员认为应该利用现有加工手段首先进行试加工，通过实践的试加工发现问题、解决问题。对于转子的整体表面粗糙度和加工精度问题，利用转子的毛坯留有较多加工余量的特点，在毛坯转子上按精加工要求进行了试加工。对于叶轮的轮槽加工，制作了两个试验加工用轮盘，进行试加工。3.1试加工的问题总结在进行了部分重要加工内容的试加工后，对加工结果进行了细致的检测，检验结果统计见表Io表1检验结果统计尺寸公差/mm一工求加要所在主要部位数量/个合格数量/个合格率（%）±0.015叶轮叶根槽和叶轮363391.7±0.03叶轮及各档轴颈外例10410096.20.05各档叶轮厚度尺寸787292.3±0.10各档叶轮开梏尺寸353497.1±0.20主轴轴颈的台阶尺寸433888.4面糙值Hm表粗度R0.4转子支承轴颈551000.8转子叶根槽181266.71.6叶轮外圆、转子各档轴颈442761.43.2叶轮端面383694.7从检验结果来看，主要的问题为以下几点。1）叶轮外圆、转子各档轴颈的尺寸和表面粗糙度不能完全达到设计的要求。2）叶轮端面表面粗糙度达不到设计要求。3）叶轮轮槽的加工效率很低且表面粗糙度达不到要求。3.2产生问题的原因1）工件材料为30Cr2Ni4MoV,属于难切削耐高温合金材料。目前所使用的刀片不能很好地与之相匹配，加工一段时间后，刀尖产生磨损，影响工件的表面粗糙度。2）专用刀具在设计上存在缺陷，影响加工性能。3）数控程序的步骤设计不合理，过于繁琐，影响切削效率。04对策和实施4.1 刀片的改用首先，针对转子材料的特殊性，会同刀具专业人员研究发现，由于先前所采用的刀片（PTGHL3230-022外圆车刀、PTFHL3230-022端面车刀）虽然是从某公司引进的优质进口刀具，加工硬度较高的材料时性能较为优越，但是加工具有一定韧性的材料时，散热性能较差，长时间后会产生磨损。所以，重新选择了另一种牌号的刀具，PTGNL3232-P22（外圆刀）和PTFNL3232-P22（端面刀）。这种刀具基材与先前的刀片是相同的，为碳化铝硬质合金。但是后一种刀片采用了特殊的碳化钛涂层，使得其性能更适合对此根转子进行长时间的切削，散热性能更加优越，刀尖不易磨损S4.2 专用刀具改进在加工转子上18级、19级、24级和25级叶轮的轮槽时发现，原先设计的专用刀具存在一定的缺陷。双T形叶根槽如图3所示。图3双T形叶根槽在加工图3中的力、6两面时，原先的专用刀具刀头部分都是?Imm的割刀,在进行试加工时发现，使用这种刀具所加工出来的平面，内外尺寸不一致，有().0Imm左右的斜度。而尺寸2和夕的公差要求都是0.015mm,这样就很难保证合格的尺寸。经过分析认为，©mm的刀头在小量切削时，切削阻力偏大，容易产生微量的刀头磨损，对其进行改进，将原先的©mm改进为a)2mm,刀尖部分的宽度尺寸也相应进行了减小小。经过切削试验，效果很好。改进前后的割刀对比如图4所示。图4改进前后的割刀对比4.3 加工程序改进在加工双T形叶根槽的Z?两个斜面时，原工艺文件所编制的程序过于复杂，分5道台阶进行斜面粗加工，根据经验认为这样加工太过费时。通过与相关技术人员协商，对原工艺程序进行了修改。原工艺文件的程序如下。NlG91G95SM42LFN2M03LFN3GOlX-47.5F4LFN4Z-0.6F0.15LFN5Z0.6FlLFN6XlLFN7Z-1.6F0.15LFN8Z1.6F1LFN9XlLFN10Z-2.6F0.15LFNilZ2.6FlLFN12XlLFN13Z-3.6F0.15LFN14Z3.6F1LFN15XlLFN16Z-4.6F0.15LFN18X43.5F4LFN19M17LF经修改过后的程序如下。NlG91G95SM42LFN2M03LFN3GOlX-34.3F4LFN4Z-6.4F0.15LFN5Z6.4FlLFN6X-2.5LFN7Z-3F0.15LFN8Z3FlLFN9X2.5LFNlOM30从上述两个程序的对比来看，程序步骤减少了将近1/2,这样可节约时间约50%,取得了很好的效果。程序改进前后的对比如图5所示。5个台阶05结束语经过上述改进后，在试加工中，各项尺寸和表面粗糙度的合格率达到了98%以上，在正式加工中，合格率更是达到了100%。圆满完成了330MW低压转子的车削加工任务，为我公司330MW汽轮机组的顺利投产作出了贡献。
