高壓汽缸精細化工藝研究

劉濱

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司工藝處，哈爾濱150046）

0 引言

高壓汽缸是汽輪機機組的重要組成部分之一，當今汽輪機行業(yè)的飛速發(fā)展，各種機型的高壓汽缸在結(jié)構(gòu)和形狀方面也變得多樣化，隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的進步，設備變化較大，數(shù)控機床已占據(jù)主導地位，舊的加工工藝已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)的需求，因此研究高壓汽缸新的工藝方法具有重要的意義。

合理安排加工工藝，優(yōu)化數(shù)控加工程序，研究設計裝卡找正方案以及相應工裝設備，可使高壓汽缸加工精度進一步提高。

1 工藝方案的研究

高壓汽缸分上、下半結(jié)構(gòu)，即高壓汽缸上半和高壓汽缸下半，加工過程中兩部分相互獨立，但又彼此聯(lián)系。為此確定其加工工藝由兩個部分組成。

1.1 加工工藝過程

高壓汽缸加工重點為立車加工工序，為此將立車加工工序安排在數(shù)控立車上進行加工。

1）確定高壓汽缸上半加工方案：毛坯進廠劃線檢查→粗加工（車序與下半合并）→劃線復查→焊接、熱處理→精加工前劃線檢查→精加工（車序與下半合并）→轉(zhuǎn)出。

2）確定高壓汽缸下半加工方案：毛坯進廠劃線檢查→粗加工→劃線復查→焊接、熱處理→精加工前劃線檢查→精加工→轉(zhuǎn)出。

3）數(shù)控程序的編制。數(shù)控加工程序主要是指立車加工程序，采取手動編程以及計算機輔助模擬的手段進行數(shù)控程序的編制與優(yōu)化模擬。

1.2 實時監(jiān)控系統(tǒng)的應用

大型立車加工汽缸內(nèi)部時，因車刀大多在工件內(nèi)壁加工，立車操作者無法在工件外完成對刀，從安全方面禁止操作者到汽缸內(nèi)部觀察加工情況，這就給汽缸加工質(zhì)量的提升帶來了一定的困難，一旦出現(xiàn)加工質(zhì)量問題，無法及時發(fā)現(xiàn)。為此選用一套實時監(jiān)控系統(tǒng)，對高壓汽缸加工質(zhì)量的提升會起到很大的作用。

實時監(jiān)控系統(tǒng)主要由目鏡、防護目鏡、攝像機、監(jiān)視器、云臺、安裝支架構(gòu)成。攝像頭選用高速高分辨率工業(yè)攝像機。攝像機在完成高速采集時，可以對局部圖像細化放大，配套開發(fā)有顯示軟件，可以動態(tài)調(diào)整顯示區(qū)域，以及屏幕坐標刻度。防止加工時鐵屑劃傷攝像頭。用陶瓷玻璃制成防護目鏡防污、防劃、耐熱、耐震，便于清理。

高壓汽缸立車加工采用數(shù)控機床進行加工，同時采用實時監(jiān)控系統(tǒng)后，高壓汽缸的加工全過程均在實時檢測范圍內(nèi)，能夠使操作人員及時了解加工情況，及時調(diào)整加工參數(shù)。

1.3 裝卡找正方案

汽缸類零件在立車上加工多存在變形問題，其主要原因為汽缸外形結(jié)構(gòu)較復雜，原裝卡方法為采用焊接壓板搭子，使用千斤頂、壓板等工具進行壓牢固定。由于本汽缸輪廓尺寸較小，為了達到較低的表面粗糙度，需要提高花盤轉(zhuǎn)速，因此汽缸裝卡時，為保證裝卡的安全性，由于裝卡力很大，內(nèi)部應力過大，必然使加工后的汽缸產(chǎn)生變形，導致加工精度降低，這是造成加工后的結(jié)果與下機床后的結(jié)果不一致的原因。為此研究應用汽缸負荷分配檢查方法，設計制造理想的裝卡用工裝，對提高高壓汽缸整體加工精度具有積極作用。

新研究的加工裝卡工裝過程如下：首先將專用角鐵放于工作臺上，使用千分表找正角鐵，壓牢角鐵，汽缸法蘭大端向上，貓爪（中分面?zhèn)龋┛烤o角鐵，保證0.03 mm塞尺不入，貓爪前端面靠近花盤平面，使用千分表打找正圓一周，跳動不大于0.03 mm，即確定汽缸找正至理想狀態(tài)。裝卡方案如圖1所示。

圖1

高壓汽缸貓爪壓牢在角鐵2上，在高壓汽缸中分面位置搭壓板，將彎板1、3壓牢在汽缸左右，然后再將彎板壓牢在工作臺上，再使用卡盤爪將整個結(jié)構(gòu)卡緊。蒸汽室處輔以千斤頂和壓板輔助裝卡。

圖2

為了保證裝卡的可靠性，進行汽缸實體建模，使用計算機進行裝卡分析，再對上述裝卡方案進行優(yōu)化改進。

2 結(jié)語

高壓汽缸精細化工藝的研究，有針對性地對工藝方法、工裝及生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行了優(yōu)化，有效地提高了產(chǎn)品的制造質(zhì)量，對研究數(shù)控機床的高效加工有著重要的意義，使汽輪機加工行業(yè)上升了一個新的臺階。