低压转子枞树型轮槽加工工艺改进研究

1 前言

汽轮机低压转子末级和次末级轮槽都采用枞树型轮槽结构,目前公司的主导产品300MW等级如N17、ZK17、NC17。改造200MW机组如G20B，改造13.5MW等级如N25等机组末级和次末级轮槽均采用这种结构，设计此种结构的优点有很多。但这种轮槽加工却是要求很高，需要专用数控镗铣床及相应的装夹设备，专用的加工刀具和量具等。这种转子加工一直是汽机制造部的重点与难点。由于枞树型轮槽具有结构复杂、精度要求极高的特点，对枞树型轮槽加工的刀具设计与型线加工带来极大的困难。同时，现有的加工刀具生产效率比较低，占用大型设备的时间比较长，为生产的排产工作带来很大困难。

汽机技术部本着解决转子铣槽加工周期长的生产瓶颈。提高英格索尔数控镗铣床设备的利用律率，降低机组制造成本为出发点，应用先进的制造技术，采用先进的刀具，优化工艺方法来解决转子铣槽的问题。

2 目前低压转子轮槽加工工艺过程

目前低压转子轮槽加工工艺过程为：

转子：为N17低压转子

加工设备：美国进口英格索尔数控镗铣床

轮槽加工工艺方案：①粗铣②铣槽底③半精铣Ⅰ④半精铣Ⅱ⑤精铣共五道工序

工艺特点：

粗铣为钟罩型铣刀，加工效率极高，这种加工方法在国内独此我们这一家使用，这与转子结构和设备有关。

铣槽底为普通铣刀。

半精铣Ⅰ、半精铣Ⅱ、精铣为M42材料的型线铣刀，此三种铣刀结构相同，只是大小有区别，设计结构为0°前角，采用0°前角是为了保证刀具刃磨后型线不发生变化，刃磨方法简单，刀具重磨次数多，但0°前角的刀具，加工效率低，切削阻力大，非常容易断刀。

3 改进后低压转子轮槽加工工艺过程

改进后的转子轮槽加工工艺特点情况

转子：为N17低压转子

使用设备：美国进口英格索尔数控镗铣床

轮槽加工工艺方案：①粗铣②半精铣③精铣共三道工序

4 两种加工工艺比较

与原工艺方案比较，新工艺特点如下：

粗加工与原工艺方法一样，没有改变；

新工艺取消了铣槽底工序和半精铣Ⅱ工序,节约了两道工序的加工时间；

型线铣刀设计结构和刀具材料发生了重大改变，刀具材料采用世界上最先进的硬质合金粉末冶金，经特殊热处理工艺后，红硬性和韧性都非常好。刀具前角由原来的0°改为了6°正前角，使刀具锋利，减小了切削阻力，提高了刀具的耐用度，提高了切削性能，并且切削性能稳定，不断刀；同时半精铣刀还采用了波刃结构，有利于断屑且前刀面有2°斜角，并在端部设计有端齿，可同时进行槽底铣削，刀具表面进行了涂层处理等。

末级

说明：由于刀具跳动较大，没有继续加工，根据刀具磨损情况，可加工15个槽

此结构刀完全能够满足加工要求5 试验结论

综合试验情况，以及保证转子加工质量和刀具安全的情况下，每根转子需要刀具的数量

减轻操作者的劳动强度

节省164次换刀次数，大大减轻了操作者的劳动强度，同时减少了事故发生次数。