采用折向鉆加工T型葉根末葉鎖口

董生權

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046）

1 問題的提出

某重點演示項目XY機組低壓轉子葉根形式為“T型”結構，如圖1所示，此種結構為汽輪機行業的常規結構。T型結構結構簡單、制造成本低，適用于強度不高的轉子上。

T型結構需要加工末葉鎖口、末葉銷孔，用銷釘將末葉片固定在葉輪上，才能保證葉片安全穩定地運行。XY型演示機組設計者為了保證有限空間，縮短了機組的整體長度，將轉子軸向長度縮短，葉輪間的距離也相應縮短，兩側葉輪間距53和51mm，葉輪厚度45mm。其末葉銷孔直徑為φ8mm。這就給加工末葉銷孔帶來極大難度。加工這樣末葉銷孔僅能用折向鉆加工，并且最后一檔鉆頭的長度應該是45mm+鉆柄長度＜53mm。

圖1 T型結構轉子頁根

2 末葉銷孔的加工

若要完成末葉銷孔的加工有如下幾種方式：（1）采用不同長度的鉆頭進行加工，即先用短鉆頭、再換長鉆頭、鉆頭逐漸增長的加工。（2）采用兩截鉆頭加工。（3）在葉輪兩側對向加工銷孔。（4）采用薄壁折向鉆加工。

第（1）種方式加工至一定程度后就不能再加工，因為53mm的葉輪間距能放入的最大鉆頭長度為56.8mm（傾斜放入），見圖2。也就是說折向鉆的鉆臂厚度需要56.8-45=11.8mm，但這樣的折向鉆鉆臂根本無法制作（剛性強度不夠），無法承受鉆頭鉆削時的切削力，因此這種方式并不適合。

第（2）種方式采用兩截鉆頭加工，即將鉆頭分為兩體。先用短鉆頭預鉆一個孔（事先算好長度），再將兩截鉆頭的前部放入預鉆孔中（見圖3），這樣相當于將鉆頭縮短，節約了空間，常規轉子都適用，但是由于此型轉子銷孔為φ8mm，兩截鉆頭中間能選擇的連接螺紋最大為M4，定位圓直徑最大為φ6mm，承受不了鉆頭在加工時的剪切力，在M4螺紋處發生折斷，無法使用。

圖2

圖3

第（3）種方式為兩側對向加工銷孔，此種方式理論上能夠實現，但實際上很難做到。因為銷孔要求同心度為0.02mm，從兩側加工根本無法保證同心度，加工出來的銷孔兩側錯牙，無法使用。

第（4）種方式為薄折向鉆，根據齒輪模數、齒數以及齒輪直徑大小等相關要求，再加上此工件的葉輪間距離（53mm）僅比葉輪厚（45mm）大8mm，常規的折向鉆鉆臂太厚（35mm），占用空間太大，常規折向鉆都是短莫式2號尾柄，為此我們將折向鉆鉆臂厚度改為能設計制造的最小厚度18mm（厚度再小齒輪強度小，無法工作），將鉆頭鉆柄短莫式柄更改為圓柱式帶有定位鍵槽形式。這種定位方式要求鉆柄與鉆臂要有很高的圓柱度、光潔度才能保證定位準確。為此在鉆柄、鉆臂制造時進行研磨，確保了高精度。這樣加工出葉輪銷孔仍需鉆頭長度為（葉輪厚度45mm+鉆臂厚度 18mm）63mm，大于葉輪間距 53mm，鉆頭（53mm）仍然放不進去。為此我們又將鉆頭鉆柄上的定位鍵槽進行改制，更改為兩個定位鍵槽，一個長18mm，另一個長7mm（53-7=44mm，經過計算7mm鍵槽傳遞的扭矩足以保證鉆頭切削力，不會使鉆頭打滑）。同時增加了鉆頭的有效長度，切實地解決了生產實際問題，滿足了圖紙設計要求。

3 結語

經過大量的工裝改進，滿足了生產加工需要。在同一鉆頭上加工出兩個鍵槽，將兩個鉆頭能夠完成的工作改用一個鉆頭來完成，節約了生產成本。由于是同一鉆頭在加工，不用將刀具退出，直接將刀具轉換一個角度就可重新加工。節約了更換鉆頭、重新對刀、重新進給的時間，大大提高了生產效率。加工一個末葉銷孔需要鉆、擴、鉸、三遍工序，每次節約5min，三檔就節約15min，一根轉子末葉銷孔有20個就節約5h。生產效益、經濟效益顯著。