高效硬質合金加工導葉分半鍵銷孔

李萃， 馬鳳， 宮玉龍， 智連瑋

（哈爾濱電機廠有限責任公司，哈爾濱150040）

1 引 言

水輪機導葉分半鍵銷孔是水輪發(fā)電機組中的傳遞扭矩的關鍵部件。是每個機組中必備的，一般為成套（根據機組形式不同，一般一臺機組24、48 或96 個），精度要求高，且為異種材質，加工難度大，周期長，質量較難保證。導葉分半鍵銷孔加工長期以來一直是困擾水輪機產品質量的一個重大難點，在加工過程中經常出現(xiàn)鉸孔不圓、光潔度低、需補焊重新加工的現(xiàn)象，達不到圖紙技術要求，費時費力，加工難度非常大。

經過論證和調研，決定采用最新一代的高效機夾硬質合金鉸刀提高轉臂側的光潔度，高效的模塊式鏜刀對粗鏜孔進行糾偏，以解決鉸孔精度低、鉸孔不圓、偏差較大、加工周期長、加工尺寸無法保證等加工難題。

2 具體解決工藝方案

特殊高效硬質合金刀具加工水輪機導葉分半鍵銷孔，采用高效的模塊式鏜刀對粗鏜孔進行糾偏和采用最新一代的高效機夾硬質合金鉸刀降低轉臂側的粗糙度，選擇新型加工刀具、合理的應用切削參數(shù)、優(yōu)化加工方法，獲取了基本參數(shù)并在推廣中不斷地優(yōu)化，形成了一套比較完整的加工工藝方法，并在生產實踐中取得了良好的效果，水輪機導葉銷孔加工的產品質量和效率顯著提高，并獲得了較大的經濟效益。

高效硬質合金鉸刀是目前世界上最新一代鉸刀，具有效率高、粗糙度低、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點。采用模塊式鏜刀代替?zhèn)鹘y(tǒng)的擴孔鉆，可以有效地控制由于異種鋼加工所產生的偏置，有效地解決了鉸孔不圓的難點，而且還使上述工序的效率提高2～3 倍，并獲得了顯著的經濟效益。具體工藝工序措施如下：

圖1 加工導葉分半鍵銷孔裝配原理圖

（1）如圖1，將同鉆鉸分半鍵工具放在鏜床工作臺的平臺上，與機床主軸垂直；將導葉3 與導葉臂1 及連接板2 整體吊放在工具上，導葉臂與連接板固定好（定位銷裝配在一起）。其刀具原理如圖2。

（2）如圖3，機床按導葉端面平線大致找平，按導葉中下軸頸精找正（水平與垂直），誤差在0.05mm 之內。找正導葉連接板的角度α，根據圖紙的α 角度，工藝計算出高度值H1，誤差控制在±0.05mm 范圍內，找正合格后，進行下序。

（3）找正合格后將工件與平臺固定牢固。再次復查找正結果，防止工件加工時位移。

（4）加工銷孔。以圖紙要求深度為準鉆孔，選取合適的切削參數(shù)（轉速及進給量等）。

（5）粗鏜銷孔。根據孔的大小可以進行分段鏜孔，選取合適的切削參數(shù)。

（6）半精鏜、精鏜。采用模塊式鏜刀桿、瓦爾特刀片、陶瓷刀片等高效硬質合金刀具。

（7）鉸孔。深度以鉸刀前端面為基準，用高效機夾硬質合金鉸刀加工銷孔（控制鉸孔的單邊鉸量），首次鉸孔鉸深10mm 后，旋轉退出。檢查尺寸、粗糙度。到達鉸孔深度后，停止進給，降低轉速退出，保證銷孔的技術要求。

圖2 刀具原理圖

圖3 工件裝夾找正

圖4 加工導葉分半鍵銷孔

3 結 語

采用上述工藝方法，有效地解決了傳統(tǒng)的刀具加工導葉分半鍵銷孔的不圓、精度低、加工周期長等難題，大大提高了工件的加工效率，比傳統(tǒng)的加工工藝加工效率提高了2～3 倍，縮短了加工周期。加工完成后加工精度較高，單機組的銷孔偏差在0.01～0.02mm 之間，近似于無偏差，滿足了機組的后續(xù)裝配要求，為機組工地安裝運行穩(wěn)定性提供了可靠的基礎。該工藝方法已在機組生產制造中廣泛使用，如巨型水電機組三峽、溪洛渡、向家壩等已全部采用此工藝方案進行加工，效果非常理想，加工后各項尺寸均符合設計圖紙要求，保證了機組安裝使用要求。