大型汽轮机转子轮面凹面加工工艺方法关震

关震

（哈尔滨汽轮机有限责任公司）

摘要：介绍了大型汽轮机转子叶轮端面处凹面的加工工艺方法，通过多次接刀完成整个型面的加工，采用AutoCAD通过1比1造型，比较刀具长度与轮面深度之间关系，完成整个型面的加工。

关键词：大型汽轮机；型面；工艺

1、问题提出

在我公司生产部分低压转子叶轮端面上，为了减重需要，经常会有一些凹面，如图1，这些凹面多是由多圆弧段组成的光滑过渡型面，这些凹面不但加工工艺很复杂，而且程序编制也十分困难，许多新人甚至完全无法编制出数控程序。本文将详细介绍这些叶轮端凹面加工工艺及数控程序的编制方法，相信问题也将迎刃而解。

图2

如图2，以某机组叶轮凹面为例，最终使用的刀具如图所示。其开档宽度为189mm，刀板宽度为100mm，凹面深度为122.5mm，计算求得大约至少需要122.5&pide;（189-100）=1.38≈2把刀具才能完成加工。而其中第一把刀的可加工深度约为0.5*122.5=61.25至122.5/1.38=88.77，第二把刀加工深度为122.5+。

根据计算结果，我们在刀具库中选择合适长度的刀具为：图2中③号刀具，其加工深度约为80mm，符合计算的61.25~88.77的要求；图2中⑤号刀具能够满足最深加工122.5mm的要求。

由于③号刀具为粗选加工第一档深度的刀具，因此该刀具总宽度要小于叶轮开档宽度减去端面余量才可以使用，否则就要新加一把更短的刀具。其刀具总宽度为188mm，而粗加工时叶轮端面一般单面留3mm余量，因此189-3-3=183<188，所以该刀具不能作为凹面加工的第一把刀具，必须选择一把更短的刀具作为加工的第一把刀具才行。

为此，我们在刀具库中选择比图2中③号刀具更短的刀具，如图2中②号刀具。将刀具放入叶轮间，检查刀具运动到图3中A、D点是否刀板会刮碰下一级叶轮进气侧轮面，检查刀具运动到B、C点是否刀板刮碰本级出气侧端面（注，每把刀具都要按照这个方法检查刀板是否刮碰轮面）。很遗憾如图3所示当②号刀具运动到D点时，刀板刮碰下一级进气侧轮面，因此只能再选择一把更短的刀具。

为此，我们选择图2中更短的①号刀具作为加工第一档深度的刀具，因其长度小于②号刀具，因此其刀具宽度必然小于开档宽度，符合要求。按②号刀具的方法检查①号刀具在A、B、C、D点是否刀板会刮碰两侧轮面，检查符合要求。

选择⑤号刀具按上述方法检查A、B、C、D四点是否刀板刮碰叶轮轮面，如图3所示，因此最好新加一把长度在⑤号刀具与③号刀具之间的刀具，为此我们从刀具库中选择图2中④号刀具。按A、B、C、D四点法检查④号刀具符合要求。

校核各档刀具长度，按如下方法计算：以①号刀和②号刀为例说明，如①号刀宽度为a，②号刀宽度为b，①号刀加工最大深度为A，实际开档宽度为M（去掉加工余量），则需至少满足M+A>b才可以，如不满足则需适当增加①号刀的选择长度，选择更长刀具后，重新按上面介绍的A、B、C、D四点法检查刀具是否符合要求，如不符合要求，则需要再新加一档更短的刀具了。依次按这个方法核算出①与②，②与③，③与④，④与⑤是否符合要求，如无问题，最终刀具选择完成，根据所选刀具画出刀具加工深度及排布图如图1所示。

4、结论

大型汽轮机转子轮面凹面工艺相对复杂，但只要掌握其工艺制造规律，问题也就会迎刃而解。