汽封環(huán)車削優(yōu)化加工研究應用

哈爾濱汽輪機廠有限責任公司 （黑龍江 150046） 孫述軍 顧祖慰

汽封環(huán)通常是各種型號汽輪機組成部件之一，每圈汽封環(huán)由多個弧段組成（見圖1），汽封環(huán)弧段的端面間隙設計要求m，該精度要求是個加工難點，研制合理的工藝方案，高效、高精度地完成汽封環(huán)部件的加工，是一個值得研究的課題。

難點：①汽封環(huán)弧段加工中的應力變形。②保證汽封環(huán)弧段端面間隙m尺寸精度。③研制最佳工藝方案，縮短汽封環(huán)部件加工制造周期。

圖1 汽封環(huán)外形

圖2 磨削汽封環(huán)弧段端面夾具

1. 加工過程

認真分析汽封環(huán)的結構特點，針對汽封環(huán)部件的3個加工難點，改進工藝方案，由整圈車削→切為單個弧段，改進為單個弧段下料→車削的加工方式，從而大大減小了應力變形，采用最佳工藝方案保證該部件的加工精度；自行研制了專用磨削汽封環(huán)弧段端面夾具和車削汽封環(huán)專用夾具，利用磨削汽封環(huán)弧段端面夾具（見圖2），可將汽封環(huán)弧段端面精確定位到輻射線位置，保證磨削后汽封環(huán)弧段端面間隙m的尺寸精度。利用車削汽封環(huán)專用夾具（見圖3），高效、高精度地完成汽封環(huán)部件外圓、內孔及汽封槽的車削加工，該夾具具有兩大突出優(yōu)點：①利用定位環(huán)形凸臺可快速找正汽封環(huán)弧段的外圓及內孔，提高找正精度及加工效率。②定位環(huán)形凸臺可將汽封環(huán)弧段托起，使得切屑下排，避免了切屑刮傷已加工表面，保證加工質量。

（1）原工藝方案（見圖4a）。氣割下料（長方形板料）→滾壓、焊接成圓筒、復滾圓筒→回火去應力→粗車外圓內孔放量2～2.5mm→車為單件、厚度放量0.3～0.4mm→劃內外圓線及兩端輻射線→線切割為單個弧段→回火去應力→平磨磨兩平面準→劃內外圓線及兩端輻射線→銑兩端輻射線面→磨兩端輻射線面→車內外圓及汽封槽準、打印每圈汽封環(huán)連接序號→配磨兩端輻射線面準→鏜臺階孔準→標記圖號、入庫，加工完畢。

該工藝方案缺點：工序多、需焊接、滾壓成圓，并進行焊后去應力。

（2）現(xiàn)工藝方案（見圖4b）。氣割下料（見圖5）→銑兩平面放量0.3～0.4mm→回火去應力→平磨磨兩平面準→粗車內孔外圓、單面留量2～2.5mm→劃內外圓線及兩端輻射線→銑兩端輻射線面→磨兩端輻射線面→車內外圓及汽封槽準（見圖6）、打印每圈汽封環(huán)連接序號→鏜臺階孔準→標記圖號、入庫，加工完畢。

該工藝方案優(yōu)點：由于改進了下料方式，改進為下料弧形板料，去除了滾筒、去應力工序和工件的周轉，縮短了該部件的加工周期，一般采用新工藝，每圈汽封環(huán)節(jié)省加工時間30h以上。

圖3 車削汽封環(huán)專用夾具

圖5 氣割下料圖

圖6 精車汽封環(huán)內孔、外圓及汽封槽圖

2. 結語

通過汽封環(huán)車削加工優(yōu)化研究，按設計精度要求完成該部件的加工。改進原加工方案，一方面大大減小了加工中的應力變形，提高了該部件加工精度；另一方面減少了滾筒、焊接、復滾筒及去應力工序，縮短了該部件的加工周期。采用新工藝每圈汽封環(huán)節(jié)省加工時間30h以上。