邱興渺 熊運(yùn)龍 王 強(qiáng)

（東方汽輪機(jī)有限公司，四川 德陽(yáng)618000）

1 產(chǎn)品概述

汽輪機(jī)作為發(fā)電廠的主要設(shè)備，也被廣泛的運(yùn)用于冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、艦船動(dòng)力裝置中。其中汽輪機(jī)的機(jī)殼部分——通常稱作為：汽缸，它是汽輪機(jī)的靜止密封器，是汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)中最大的零件，按照蒸汽參數(shù)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(jié)構(gòu)，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(gòu)成。

2 高中壓外缸加工工序及作業(yè)時(shí)間

以35 萬(wàn)機(jī)組的高中壓外缸加工工序及作業(yè)時(shí)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(kāi)檔、內(nèi)圓，內(nèi)腔及背部搭子等（24 天）、鉆床加工內(nèi)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(yàn)（7 天）、鏜床加工管口坡口（8 天）、鉆上、下半背部各測(cè)溫孔（1 天）、鉗工清理汽缸上、下半（2 天）。總共作業(yè)時(shí)間67 天，其中銑削工序24 天，占總時(shí)間約36%，可以看出，銑削工序是高中壓外缸加工過(guò)程中的關(guān)鍵工序，本文就從高中壓外缸的銑削工序進(jìn)行研究。

3 高中壓外缸銑削工序介紹及分析

3.1 高中壓外缸銑削工序介紹

高中壓外缸上半銑削工序：

（1）中分面半精銑：上龍門(mén)銑，半精銑水平中分面，留1mm 余量，進(jìn)行探傷。

（2）內(nèi)腔半精銑：按龍門(mén)鉆基準(zhǔn)分別設(shè)置零點(diǎn)，換直角銑頭，裝槽銑刀，對(duì)汽缸內(nèi)腔的內(nèi)圓和開(kāi)檔進(jìn)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(zhǔn)汽缸水平中分面。

（4）內(nèi)腔預(yù)加工：轉(zhuǎn)換直角銑頭，裝槽銑刀，對(duì)汽缸上半內(nèi)腔的內(nèi)圓和開(kāi)檔進(jìn)行分別精銑，汽封檔留約0.3mm 配作余量。轉(zhuǎn)換延伸銑頭，裝鏜刀，對(duì)內(nèi)腔管口、鍵槽、定位環(huán)缺口等部位進(jìn)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(zhǔn)。

預(yù)合缸工序：汽缸下半內(nèi)圓開(kāi)檔加工準(zhǔn)后，將汽缸上半翻身中分面朝下扣在下半上，測(cè)出汽缸上半汽封檔錯(cuò)位量，做好標(biāo)記，記錄數(shù)據(jù)。

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(mén)銑機(jī)床上，轉(zhuǎn)換角銑頭，裝槽銑刀，根據(jù)錯(cuò)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(jī)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(nèi)缸各開(kāi)檔、汽封等部位的有無(wú)錯(cuò)位數(shù)據(jù)，滿足技術(shù)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(mén)銑機(jī)床，轉(zhuǎn)換延伸銑頭，裝面銑刀，加工汽缸背部搭子凸臺(tái)，換鉆頭進(jìn)行點(diǎn)孔。

3.2 高中壓外缸銑削工序分析

銑削工序分析：半精銑內(nèi)圓時(shí)更換附件4 次、換刀片6 次，用時(shí)4 小時(shí)，半精銑中分面時(shí)更換附件2 次，換刀片2 次，用時(shí)2 小時(shí)，精銑中分面、精銑內(nèi)圓精銑開(kāi)襠、各開(kāi)襠倒角時(shí)更換附件4 次，換刀片14 次，用時(shí)8 小時(shí)，汽封點(diǎn)孔、汽封窩殼毛坯、內(nèi)缸搭子側(cè)面時(shí)更換附件2 次，換刀8 次，用時(shí)4 小時(shí)，高壓、中壓進(jìn)汽管、定位環(huán)缺口、中分面密封槽等內(nèi)容時(shí)更換附件2 次、換刀片70 次，用時(shí)22 小時(shí)，預(yù)合缸、測(cè)量錯(cuò)位，用時(shí)8 小時(shí)，上半重新上活找正,配準(zhǔn)汽封時(shí)更換附件2 次、換刀4 次、4 小時(shí)，二次合缸檢查錯(cuò)位，6小時(shí)，背部工步更換附件2 次，換刀40 次，用時(shí)16 小時(shí)?？梢钥闯觯?/p>

（1）機(jī)床設(shè)備附件、加工刀片的轉(zhuǎn)換次數(shù)多，用時(shí)長(zhǎng)。高中壓外缸上、下半整個(gè)銑削工序加工過(guò)程中轉(zhuǎn)換的設(shè)備附件、刀片次數(shù)有157 次，用時(shí)55 小時(shí)。

（2）高中壓外缸上、下半合缸有2 次，占用機(jī)床時(shí)間14 小時(shí)，造成機(jī)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(duì)汽缸上半翻身2 次，裝卡、找正，用時(shí)12 小時(shí)。

（4）由于高中壓外缸上、下半單獨(dú)分開(kāi)加工，汽缸的內(nèi)腔、開(kāi)檔等部位在合缸時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)位，需要合缸后返修，再次合缸檢查確認(rèn)，不利于汽缸加工質(zhì)量的控制。

4 高中壓外缸銑削工序優(yōu)化

4.1 銑削工序優(yōu)化的原理

根據(jù)高中壓外缸的銑削工序過(guò)程分析，有以下兩個(gè)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(nèi)圓開(kāi)檔加工、管口及鍵等，可以采用相同附件、刀具。而實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中，上、下半分開(kāi)加工，相同工序未并行，導(dǎo)致重復(fù)更換附件、刀具，增加了輔助時(shí)間。

（2）汽缸上半汽封留量，預(yù)合缸測(cè)錯(cuò)位，配銑，再次合缸檢查。存在數(shù)據(jù)測(cè)量、汽缸上半重新上活找正的作業(yè)時(shí)間的浪費(fèi)。

針對(duì)這些主要影響因素，從以下兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化：

（1）為了減少設(shè)備附件、加工刀具的多次更換，降低輔助時(shí)間浪費(fèi)，高中壓外缸上、下半同時(shí)上機(jī)床，使用相同的設(shè)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(shù)、汽缸翻身后配銑準(zhǔn)汽封檔尺寸，高中壓外缸上、下半汽封檔部位進(jìn)行合鏜加工。

4.2 銑削工序的優(yōu)化方案

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(shí)上龍門(mén)銑機(jī)床，半精銑上、下半水平中分面，留1mm余量，進(jìn)行探傷。

汽缸上、下半內(nèi)腔加工：設(shè)置零點(diǎn)，轉(zhuǎn)換直角銑頭，裝面槽銑刀，對(duì)上半、下半內(nèi)腔開(kāi)檔進(jìn)行半精加工，再更換延伸銑頭，合格后精銑準(zhǔn)汽缸上、下半水平中分面，然后轉(zhuǎn)換直角銑頭，裝槽銑刀，對(duì)汽缸上、下半內(nèi)腔的內(nèi)圓和開(kāi)檔進(jìn)行精銑，上、下半汽封留量，轉(zhuǎn)換延伸銑頭，裝鏜刀，對(duì)汽缸上、下半內(nèi)腔管口、鍵槽、定位環(huán)缺口等部位進(jìn)行加工。

汽缸上、下半汽封合鏜：汽缸上半內(nèi)腔加工完后，吊下機(jī)床，將汽缸翻身至中分面朝下，同時(shí)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(pán)，對(duì)汽缸上、下半汽封檔進(jìn)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(mén)銑機(jī)床，轉(zhuǎn)換延伸銑頭，裝面銑刀，加工汽缸貓爪、背部搭子凸臺(tái)，換鉆頭進(jìn)行點(diǎn)孔。

4.3 銑削工序優(yōu)化前后對(duì)比

銑削工序優(yōu)化后分析：半精銑內(nèi)圓時(shí)更換附件2 次、換刀片3次，用時(shí)2 小時(shí)，半精銑中分面時(shí)更換附件1 次，換刀片1 次，用時(shí)1 小時(shí)，精銑中分面、精銑內(nèi)圓精銑開(kāi)襠、各開(kāi)襠倒角時(shí)更換附件2次，換刀片7 次，用時(shí)4 小時(shí)，汽封點(diǎn)孔、汽封窩殼毛坯、內(nèi)缸搭子側(cè)面時(shí)更換附件1 次，換刀4 次，用時(shí)2 小時(shí)，高壓、中壓進(jìn)汽管、定位環(huán)缺口、中分面密封槽等內(nèi)容時(shí)更換附件1 次、換刀片35 次，用時(shí)12 小時(shí)，合缸后合鏜時(shí)更換附件1 次，背部工步時(shí)更換附件1 次，換刀20 次，用時(shí)10 小時(shí)?？梢钥闯觯?/p>

（1）工序作業(yè)時(shí)間方面。工序優(yōu)化后在設(shè)備附件、刀具的轉(zhuǎn)換次數(shù)減少68 次，節(jié)約時(shí)間25 小時(shí)，減少合缸1 次，節(jié)約時(shí)間6 小時(shí)，減少汽缸上半翻身重新上活找正1 次，節(jié)約時(shí)間2 小時(shí)，共計(jì)節(jié)約33 小時(shí)，整個(gè)汽缸效率提升10%。

（2）工序質(zhì)量控制方面。工序優(yōu)化后，高中壓外缸上、下半同時(shí)上機(jī)床，使用相同的設(shè)備附件及刀具加工汽缸上、下半的相同部位，零點(diǎn)基準(zhǔn)一致，有效的控制了上、下半汽缸的內(nèi)腔開(kāi)檔及內(nèi)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(shù)要求，不再需要合缸返修，有利于汽缸加工質(zhì)量的控制。

4.4 優(yōu)化后的銑削工序應(yīng)用

將優(yōu)化后的銑削工序應(yīng)用到不同類型機(jī)組的高壓外缸銑削工序上，優(yōu)化前、后的作業(yè)時(shí)間對(duì)比：66 萬(wàn)機(jī)組高中壓外缸的銑削序作業(yè)時(shí)間縮短3 天，35 萬(wàn)機(jī)組高中壓外缸的銑削序作業(yè)時(shí)間縮短2.5 天，20 萬(wàn)機(jī)組高中壓外缸的銑削序作業(yè)時(shí)間縮短2 天。可以看出，銑削工序優(yōu)化后，不同類型機(jī)組的高中壓外缸在銑削序作業(yè)時(shí)間上都有縮短，提升了高中壓外缸的制造效率。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)高中壓外缸銑削工序的詳細(xì)敘述，記錄并分析了銑削工序的過(guò)程，找出了銑削現(xiàn)有工序的問(wèn)題，并對(duì)銑削工序進(jìn)行優(yōu)化，制定了減少更換設(shè)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(shí)踐中進(jìn)行了驗(yàn)證和應(yīng)用，縮短了銑削作業(yè)時(shí)間，提高了高壓外缸制造效率，同時(shí)也為同類型工件的加工提供了一種方法和參考。