百万核电汽轮机高压外缸深孔数控技术加工工艺改进

1 引言

　　随着社会的发展进步，电力需求的不断攀升，电站设备制造业也由此取得了长足进步，其中汽轮机体现的更为突出，从常规汽轮机到600Mw超临界汽轮机，再到1000MW超超临界汽轮机，超重超大型发展，各部件相应的加工难度也日益加大，这就需要采用更先进的工艺解决制造难题。

2 加工难点及存在的问题分析

　　随着汽轮机高压外缸缸壁的不断增厚，中分面法兰的厚度也屡创新高。使其紧固的螺栓孔也相应加深，给数控技术加工增加了难度。百万核电汽轮机(H03.012F)的高压外缸水平中分面螺栓孔最深为1400mm左右。近几年由于数控技术工艺改进，汽轮机高压外缸毛坯来料不加工预钻孔，为防止上下半错牙。加工这种深孔口主要有以下几方面不利因素和加工难点：

　　难点一：因为汽轮机高压外缸是上下两半缸体通过螺栓把紧连接，钻头太长则刚性低，定位不准确，就会造成加工位置与数控机床的加工程序的定位点有误差，如果高压外缸的上下半孔的位置误差大，合缸就会造成螺栓装配膨胀，间隙不合格，热紧时螺栓与孔壁贴死等问题；

　　难点二：由于钻头太长，摆动过大，初始切削时主切削刃易磨损；

　　难点三：深孔钻削CYCLE83子程序(如图1)是深度递减程序(又名啄深孔程序)，顾名思义，是指钻头像啄木鸟啄树干一样，啄一下，把喙拿出来吐出嘴里的木屑，再重复进行，直到啄到位置。当钻头因磨损需要更换时，更换后重新执行此程序必须从头重复一遍刚刚加工过的过程。例如钻一个1400mm深的孔需6h，钻到700mm深时用了3h，此时钻头磨损需更换，更换后用原先的循环程序需重复前面的3h，这样加工一个孔需要9h，既耗费时间又做无用功。

3 解决方案

　　难点一的解决方案：先用同样直径的短钻头钻中心定位孔，因为短钻头长度短，与机床主轴的同轴度好，可保证定位点准确，然后再换长钻头正常加工。

　　难点二的解决方案：合理选择切削参数，采用低转速，慢走刀，先定位，待钻头尖全部没入后再正常转速、进给走刀加工，并注意刃磨钻头横刃及刃倾角，使钻头的两主刃夹角为118°。

　　难点三的解决方案：解决cYcLE83固定循环程，将第一次钻孔深度不做递减的加工方法。当遇到中途换新钻头和需要刃磨时，不需要从头加工以减少返屑次数，提高加工效率节省时间。这样必须得优化固定循环子程序，做到简单、方便、快捷。改进后的加工程序如下：

　　N5 G54 G90 G00z0 w0 (z轴、w轴定位零位)　　N10 X0 Y0 (X轴、Y轴定位零位)　　N15 G17 (确定加工平面)　　N20 M41 s200 M3 F100 (主轴转速、进给赋值)　　N25 R1=-20 (第一次钻孔深度)　　R2=100 (最终孔深度)　　R3=2 (孔底定位安全值)　　R4=5 (每次返屑值)　　N30 GOl Z=R1 (第一次深)　　N40 GO z=0(返回安全平面)　　N50 aaa跳转标示符　　N55 GO z=R1十R3 (快速至孔底安全距离)　　N60 G1 z=R1一R4 (钻到返屑值)　　N65 GO Z=0 (返回平面)　　N70 R1=R1-R4　　N75 IF R1>R2 GOT0 B aaa (循环判断)　　N80G0z0 (返回z轴零点)　　N85 M30 (程序结束)

　　改进后过程：第一次钻100深一第二次可直接做正常的返屑加工，不用递减往返加工一中途可以停止程序更换钻头。这样啄木鸟就变成了智能鸟，不做无用功。

4 结语

　　通过对百万核电汽轮机高压外缸深孔加工工艺的改进，可以解决深孔加工过程中定位不准和深度往返加工繁琐、耗费时间的难题，同时也解决了刀具更新及刃磨给加工带来的不便因素，此方法提高了产品质量．缩短了加工周期。