汽封環(huán)車削優(yōu)化加工研究應(yīng)用

哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司 （黑龍江 150046） 孫述軍 顧祖慰

汽封環(huán)通常是各種型號(hào)汽輪機(jī)組成部件之一，每圈汽封環(huán)由多個(gè)弧段組成（見圖1），汽封環(huán)弧段的端面間隙設(shè)計(jì)要求m，該精度要求是個(gè)加工難點(diǎn)，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(gè)值得研究的課題。

難點(diǎn)：①汽封環(huán)弧段加工中的應(yīng)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(rèn)真分析汽封環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對(duì)汽封環(huán)部件的3個(gè)加工難點(diǎn)，改進(jìn)工藝方案，由整圈車削→切為單個(gè)弧段，改進(jìn)為單個(gè)弧段下料→車削的加工方式，從而大大減小了應(yīng)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(nèi)孔及汽封槽的車削加工，該夾具具有兩大突出優(yōu)點(diǎn)：①利用定位環(huán)形凸臺(tái)可快速找正汽封環(huán)弧段的外圓及內(nèi)孔，提高找正精度及加工效率。②定位環(huán)形凸臺(tái)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(zhì)量。

（1）原工藝方案（見圖4a）。氣割下料（長(zhǎng)方形板料）→滾壓、焊接成圓筒、復(fù)滾圓筒→回火去應(yīng)力→粗車外圓內(nèi)孔放量2～2.5mm→車為單件、厚度放量0.3～0.4mm→劃內(nèi)外圓線及兩端輻射線→線切割為單個(gè)弧段→回火去應(yīng)力→平磨磨兩平面準(zhǔn)→劃內(nèi)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(nèi)外圓及汽封槽準(zhǔn)、打印每圈汽封環(huán)連接序號(hào)→配磨兩端輻射線面準(zhǔn)→鏜臺(tái)階孔準(zhǔn)→標(biāo)記圖號(hào)、入庫(kù)，加工完畢。

該工藝方案缺點(diǎn)：工序多、需焊接、滾壓成圓，并進(jìn)行焊后去應(yīng)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(yīng)力→平磨磨兩平面準(zhǔn)→粗車內(nèi)孔外圓、單面留量2～2.5mm→劃內(nèi)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(nèi)外圓及汽封槽準(zhǔn)（見圖6）、打印每圈汽封環(huán)連接序號(hào)→鏜臺(tái)階孔準(zhǔn)→標(biāo)記圖號(hào)、入庫(kù)，加工完畢。

該工藝方案優(yōu)點(diǎn)：由于改進(jìn)了下料方式，改進(jìn)為下料弧形板料，去除了滾筒、去應(yīng)力工序和工件的周轉(zhuǎn)，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(shí)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(nèi)孔、外圓及汽封槽圖

2. 結(jié)語

通過汽封環(huán)車削加工優(yōu)化研究，按設(shè)計(jì)精度要求完成該部件的加工。改進(jìn)原加工方案，一方面大大減小了加工中的應(yīng)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(fù)滾筒及去應(yīng)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(shí)間30h以上。