P25转子叶根槽加工试验 - 文章

P25转子叶根槽加工试验

作者：哈尔滨汽轮机有限责任公司陈永亮由岫张萍

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0前言

由于设计图样的尺寸公差及粗糙度要求很高，型线复杂(图1、图2)，这样就要求对该转子的加工工艺进行研究，制定合理的方案，以满足设计要求。

图1

图2

1工艺试验

1) 试验材料

转子采用34CrNi3MoA整体锻件，经过调质处理，硬度HB=269～326。对于叶根型线加工，材质比较硬、粘，难以加工。

2) 试验方法

a. 装夹方式

整体转子左端垫薄铜片夹紧，右端用顶尖顶住，在叶轮及顶尖之间上中心架。车出直槽8.77^+0.08₀、对刀、紧固。在刀架上用两块百分表显示横向、纵向移动值。拧紧紧定螺钉，锁住纵溜板。

b. 型线车刀的制造

由于叶根槽型线非常复杂，尺寸公差要求多，很严格。经反复论证，采用左右全型线车刀比较合理，这样可以避免许多相关尺寸超差，影响产品质量。刀具材料选用W18Cr4V/40Cr，热处理后切削部分达HRC63～66，如图3所示。

图3

c. 切削方式及冷却液的试验

切削方式可以采用正切和反切两种，并从多种切削液中选用比较合适的方案，进行最终加工试验。

d. 切削参数的试验

在型线车刀强度和切削性能保持长时间不下降的条件下，反复试验切削速度v(m/s)及进给量s(mm/r)。由于

n= 60×1000v / πD

式中 n——主轴转速，r/min
D——工件切削部分最大直径

即总结n、s对切削性能的影响，保证良好的粗糙度Ra1.6，最终确定最佳方案。

2试验结果及分析

1) 型线车刀切削部分形状和角度对切削性能的影响

由于材质较粘、硬，难加工，为了使车刀易于切削，就要求其前角应较大，同时为了增加切削刃强度，应恰当选择后角、前角的大小。综合以上要求，前角、后角均取为10°±10'较为合理。

另外，型线长、切屑多，对前刀面的磨损严重，因此对刀具切削部分进行化学药水处理：“铁霸”化学药水冷浸48小时。实验结果，刀具使用寿命提高3～4倍。

2) 切削方式及切削液对切削性能的影响

经过现场加工实验，在相同的切削参数下，采用反切比正切有以下优越性：

·反切比正切能有效地提高叶根槽的表面粗糙度。由于反切的切屑是直接向下滑落，不能划伤已加工的工件表面，这是其切削性能较佳的主要原因。
·反切比正切能够减轻刀具、刀台、机床的振动。由于型线长，吃刀抗力大，振动值也相应增大。在现场加工中两块横向、纵向百分表显示，在相同的切削参数下，反切振动值能够得到有效地缓解。这样不仅防止加工表面出现裂纹，提高粗糙度，而且能够减小刀尖、切削刃的磨损，延长刀具的使用寿命。
·采用硫化油切削液，对提高加工表面粗糙度，减小对刀具前刀面的磨损效果很好。

3) 切削参数对加工性能及稳定性的影响

经过反复切削实验，随着主轴转速的提高，刀杆的颤动加大，加工表面易出现波纹。另外，随着切削深度的增大，吃刀抗力加大，同样，加工表面粗糙度降低。

4) 工艺可行性验证

为了验证上述工艺参数的可行性，进行整体转子叶根槽模拟切削实验，单侧型线切削过程用观察样板定时检测，并用单侧止通样板检验。双侧型线切削完毕，用双面止通样板检验，均满足图样的尺寸公差要求。用表面粗糙度检测仪显示，叶根槽型线部分粗糙度高于Ra1.6。

3 结论

对于34CrNi3MoA整体转子叶根槽的加工，实验得出一套完整的切削加工方案：

·切削方式：反切；
·刀具：采用左右型线车刀，前刀面经化学药水浸泡处理；
·切削液：硫化油；
·切削参数：n=(2～3)r/min；t=s=0.05mm；切削余量小于等于0.10mm时，n=1r/min，t=s=0.01mm。
·加工过程中观察手段：纵、横向百分表监测刀具的位移，半齿观察样板监测叶根槽型线；
·完工检验：单侧、全型线样板。

按以上规程，可以有效地完成P25转子叶根槽的加工，尺寸公差及粗糙度均能满足设计的技术要求。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/13/2005)


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