邱興渺 熊運龍 王 強
(東方汽輪機有限公司,四川 德陽618000)
汽輪機作為發(fā)電廠的主要設備,也被廣泛的運用于冶金工業(yè)、化學工業(yè)、艦船動力裝置中。其中汽輪機的機殼部分——通常稱作為:汽缸,它是汽輪機的靜止密封器,是汽輪機結構中最大的零件,按照蒸汽參數分為:高、中壓汽缸和低壓汽缸。其中高中壓汽缸一般采用合金鋼結構,有單層缸和雙層缸兩種形式,本文研究的高中壓汽缸為雙層缸中的外缸,由上、下半構成。
以35 萬機組的高中壓外缸加工工序及作業(yè)時間為例:劃汽缸上、下半各余量線(1 天)、鉆汽缸上、下半通孔(9 天)、銑汽缸上半中分面通孔刮面(5 天)、銑汽缸下半中分面螺孔螺紋(2 天)、銑削汽缸上、下半中分面,開檔、內圓,內腔及背部搭子等(24 天)、鉆床加工內腔、背部的孔(6 天)、鉗工把合上下半,鉆床合鉸銷孔(2天)、水壓試驗(7 天)、鏜床加工管口坡口(8 天)、鉆上、下半背部各測溫孔(1 天)、鉗工清理汽缸上、下半(2 天)。總共作業(yè)時間67 天,其中銑削工序24 天,占總時間約36%,可以看出,銑削工序是高中壓外缸加工過程中的關鍵工序,本文就從高中壓外缸的銑削工序進行研究。
高中壓外缸上半銑削工序:
(1)中分面半精銑:上龍門銑,半精銑水平中分面,留1mm 余量,進行探傷。
(2)內腔半精銑:按龍門鉆基準分別設置零點,換直角銑頭,裝槽銑刀,對汽缸內腔的內圓和開檔進行半精銑,單邊留量1mm。
(3)中分面精銑:更換延伸銑頭,裝面銑刀,精銑準汽缸水平中分面。
(4)內腔預加工:轉換直角銑頭,裝槽銑刀,對汽缸上半內腔的內圓和開檔進行分別精銑,汽封檔留約0.3mm 配作余量。轉換延伸銑頭,裝鏜刀,對內腔管口、鍵槽、定位環(huán)缺口等部位進行加工。
高中壓外缸下半銑削工序與上半一致。不同的是,高中壓外缸下半汽封檔尺寸是按圖加工準。
預合缸工序:汽缸下半內圓開檔加工準后,將汽缸上半翻身中分面朝下扣在下半上,測出汽缸上半汽封檔錯位量,做好標記,記錄數據。
汽缸上半汽封檔配銑:將汽缸上半吊下后翻身至中分面朝上,吊至龍門銑機床上,轉換角銑頭,裝槽銑刀,根據錯位量,配銑汽缸的汽封檔。
再次合缸檢查:汽缸上半汽封檔加工后,再次吊下機床翻至中分面朝下,扣在汽缸下半上,檢查汽缸中分面間隙、內缸各開檔、汽封等部位的有無錯位數據,滿足技術要求。
汽缸上、下半背部工序:汽缸上半、下半中分面朝下,上龍門銑機床,轉換延伸銑頭,裝面銑刀,加工汽缸背部搭子凸臺,換鉆頭進行點孔。
銑削工序分析:半精銑內圓時更換附件4 次、換刀片6 次,用時4 小時,半精銑中分面時更換附件2 次,換刀片2 次,用時2 小時,精銑中分面、精銑內圓精銑開襠、各開襠倒角時更換附件4 次,換刀片14 次,用時8 小時,汽封點孔、汽封窩殼毛坯、內缸搭子側面時更換附件2 次,換刀8 次,用時4 小時,高壓、中壓進汽管、定位環(huán)缺口、中分面密封槽等內容時更換附件2 次、換刀片70 次,用時22 小時,預合缸、測量錯位,用時8 小時,上半重新上活找正,配準汽封時更換附件2 次、換刀4 次、4 小時,二次合缸檢查錯位,6小時,背部工步更換附件2 次,換刀40 次,用時16 小時??梢钥闯觯?/p>
(1)機床設備附件、加工刀片的轉換次數多,用時長。高中壓外缸上、下半整個銑削工序加工過程中轉換的設備附件、刀片次數有157 次,用時55 小時。
(2)高中壓外缸上、下半合缸有2 次,占用機床時間14 小時,造成機床等待。
(3)高中壓外缸上半汽封檔尺寸的配銑、再次合缸檢查,需要對汽缸上半翻身2 次,裝卡、找正,用時12 小時。
(4)由于高中壓外缸上、下半單獨分開加工,汽缸的內腔、開檔等部位在合缸時出現錯位,需要合缸后返修,再次合缸檢查確認,不利于汽缸加工質量的控制。
根據高中壓外缸的銑削工序過程分析,有以下兩個主要影響因素:
(1)汽缸上、下半存在類似部位加工,如中分面銑削、內圓開檔加工、管口及鍵等,可以采用相同附件、刀具。而實際執(zhí)行過程中,上、下半分開加工,相同工序未并行,導致重復更換附件、刀具,增加了輔助時間。
(2)汽缸上半汽封留量,預合缸測錯位,配銑,再次合缸檢查。存在數據測量、汽缸上半重新上活找正的作業(yè)時間的浪費。
針對這些主要影響因素,從以下兩個方面進行優(yōu)化:
(1)為了減少設備附件、加工刀具的多次更換,降低輔助時間浪費,高中壓外缸上、下半同時上機床,使用相同的設備附件及刀具可以將汽缸上、下半的相同部位一起加工。
(2)為了減少合缸次數、汽缸翻身后配銑準汽封檔尺寸,高中壓外缸上、下半汽封檔部位進行合鏜加工。
汽缸上、下半裝夾及中分面半精加工:高中壓外缸上半、下半水平中分面朝上同時上龍門銑機床,半精銑上、下半水平中分面,留1mm余量,進行探傷。
汽缸上、下半內腔加工:設置零點,轉換直角銑頭,裝面槽銑刀,對上半、下半內腔開檔進行半精加工,再更換延伸銑頭,合格后精銑準汽缸上、下半水平中分面,然后轉換直角銑頭,裝槽銑刀,對汽缸上、下半內腔的內圓和開檔進行精銑,上、下半汽封留量,轉換延伸銑頭,裝鏜刀,對汽缸上、下半內腔管口、鍵槽、定位環(huán)缺口等部位進行加工。
汽缸上、下半汽封合鏜:汽缸上半內腔加工完后,吊下機床,將汽缸翻身至中分面朝下,同時將上、下半汽缸合缸用的中分面等部位清理完毛刺,然后將汽缸上半扣在下半汽缸中分面上,推正上、下半汽缸,裝好銷子,把緊靠近汽封檔處的螺栓。更換平旋盤,對汽缸上、下半汽封檔進行合鏜加工。
汽缸上、下半背部工序:將汽缸上半、下半中分面朝下上龍門銑機床,轉換延伸銑頭,裝面銑刀,加工汽缸貓爪、背部搭子凸臺,換鉆頭進行點孔。
銑削工序優(yōu)化后分析:半精銑內圓時更換附件2 次、換刀片3次,用時2 小時,半精銑中分面時更換附件1 次,換刀片1 次,用時1 小時,精銑中分面、精銑內圓精銑開襠、各開襠倒角時更換附件2次,換刀片7 次,用時4 小時,汽封點孔、汽封窩殼毛坯、內缸搭子側面時更換附件1 次,換刀4 次,用時2 小時,高壓、中壓進汽管、定位環(huán)缺口、中分面密封槽等內容時更換附件1 次、換刀片35 次,用時12 小時,合缸后合鏜時更換附件1 次,背部工步時更換附件1 次,換刀20 次,用時10 小時??梢钥闯觯?/p>
(1)工序作業(yè)時間方面。工序優(yōu)化后在設備附件、刀具的轉換次數減少68 次,節(jié)約時間25 小時,減少合缸1 次,節(jié)約時間6 小時,減少汽缸上半翻身重新上活找正1 次,節(jié)約時間2 小時,共計節(jié)約33 小時,整個汽缸效率提升10%。
(2)工序質量控制方面。工序優(yōu)化后,高中壓外缸上、下半同時上機床,使用相同的設備附件及刀具加工汽缸上、下半的相同部位,零點基準一致,有效的控制了上、下半汽缸的內腔開檔及內圓尺寸,汽缸的汽封檔部位采用合鏜方式加工,保證了上、下半汽缸的汽封檔尺寸受控,這樣一次加工就能滿足圖紙技術要求,不再需要合缸返修,有利于汽缸加工質量的控制。
將優(yōu)化后的銑削工序應用到不同類型機組的高壓外缸銑削工序上,優(yōu)化前、后的作業(yè)時間對比:66 萬機組高中壓外缸的銑削序作業(yè)時間縮短3 天,35 萬機組高中壓外缸的銑削序作業(yè)時間縮短2.5 天,20 萬機組高中壓外缸的銑削序作業(yè)時間縮短2 天??梢钥闯?,銑削工序優(yōu)化后,不同類型機組的高中壓外缸在銑削序作業(yè)時間上都有縮短,提升了高中壓外缸的制造效率。
通過對高中壓外缸銑削工序的詳細敘述,記錄并分析了銑削工序的過程,找出了銑削現有工序的問題,并對銑削工序進行優(yōu)化,制定了減少更換設備附件、合缸、上半重新上活找正的方案,編制了新的銑削工序,在實踐中進行了驗證和應用,縮短了銑削作業(yè)時間,提高了高壓外缸制造效率,同時也為同類型工件的加工提供了一種方法和參考。