CN101844241B - 汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置及方法，包括ABS刀杆、铜套、刮刀杆和镗头，刮刀杆一端与刀杆连接，另一端设有镗头，镗头为微调可转位镗刀头，刮刀杆上安装有铜套。方法为：①将连接成整体的刮刀杆和ABS刀杆装配在刀柄上，并联接到数控机床的主轴端面；②在刮刀杆上安装铜套；③开动机床，将刀杆穿入被加工工件的通孔中，并露出刮刀杆上安装镗头的位置；④安装镗头，根据沉孔直径调整镗头；⑤试切沉孔侧面，光出测量沉孔直径的位置；⑥测量孔径，根据加工要求再次调整镗头；⑦根据加工要求选用切削参数，进行加工；⑧根据加工要求测量孔径及侧面表面粗糙度是否达标，不达标继续加工，达标结束加工。它加工精度高、劳动强度低、效率高、成本低。

Description

汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置及方法

技术领域：

本发明属于工件沉孔加工技术领域，具体涉及一种汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置，以及用该装置进行沉孔侧面加工的方法。它特别适用于对沉孔侧面技术要求特别高的燃气轮机联接孔的沉孔侧面加工，也可适用于火电、核电汽轮机联接孔的沉孔侧面加工。 

背景技术：

燃气轮机透平叶轮是转子中的一部分，透平叶轮之间的联接靠10余根销螺栓联接把紧，销螺栓承受巨大的冲击力，销螺栓须与联接孔孔壁精密配合，故对透平叶轮联接孔沉孔的侧面(孔壁)要求相当高，要求该联接孔的沉孔孔径精度为ΦA+0.03mm，表面粗糙度为Ra1.6um，燃气轮机工作温度达1200℃，转子转速3000转/分钟，燃气轮机材料是高温不锈钢材料，该材料为难加工材料，它的硬度高达HB＝350，该孔又是深孔，故加工难度非常大。 

对于沉孔侧面的粗加工，普通的镗铣工具及工艺即可实现，然而对于沉孔侧面的精加工，常规加工工艺和工具则不能满足要求。 

目前，对燃气轮机联接孔的沉孔侧面加工采用的工具结构是：刮刀杆上分别安装刮刀杆头和铜套，刮刀片装在刮刀杆头上，刮刀片为高速钢刀片或硬质合金刀片。加工时：根据沉孔加工要求，调整刮刀片的加工直径，调整好切削参数，精刮侧面，各单边留研磨余量。精刮后的沉孔侧面由钳工手工把持研磨工具，进行研磨。这种加工工具及方式需要依靠钳工精湛的手艺才能实现高精度的精加工要求，它不仅加工效率低，而且费时费力、劳动强度大。况且，较好的加工工具(尤其是刀具)国内目前无法生产，需要依靠进 口，价格非常昂贵；再者，进口刀具的直径无法调整，加工完主体后剩余的还需钳工手工研磨，通用性差。 

发明内容：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种同样能满足沉孔侧面高精度精加工要求，但能减轻劳动强度、提高加工效率的汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置，以及用该装置进行沉孔侧面加工的方法。 

本发明的目的是采用下述技术方案实现的： 

一种汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置，包括ABS刀杆、铜套、刮刀杆和镗头，所述刮刀杆一端与ABS刀杆连接，另一端设有镗头，该镗头为微调可转位镗刀头，刮刀杆上安装有铜套。 

所述刮刀杆为带莫氏锥柄刮刀杆，刮刀杆的锥柄是带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄。 

所述ABS刀杆的一端设有与刮刀杆的带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄相适配的扁尾莫氏锥孔，刮刀杆的带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄装入ABS刀杆的扁尾莫氏锥孔内。 

所述ABS刀杆与刮刀杆的连接采用点焊方式固定。 

所述ABS刀杆为带扁尾莫氏锥柄ABS模块。 

所述镗头通过刮刀杆上径向设置的通孔安装在刮刀杆上。 

一种用上述汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置对沉孔侧面进行加工的方法，包括步骤： 

①.将连接成整体的刮刀杆和ABS刀杆装配在刀柄上，并联接到数控机床的主轴端面； 

②.在刮刀杆上安装铜套； 

③.开动机床，将刀杆穿入被加工工件的通孔中，并露出刮刀杆上安装镗头的位置； 

④.安装镗头，根据沉孔直径，调整镗头位置； 

⑤.试切沉孔侧面，至沉孔侧面光滑，留出测量沉孔直径的位置； 

⑥.测量沉孔孔径，根据沉孔加工要求，再次调整镗头； 

⑦.根据沉孔加工要求，选用切削参数，进行加工； 

⑧.根据沉孔加工要求，测量沉孔的直径及侧面表面粗糙度是否达标，不达标继续加工，达标结束加工。 

步骤⑥所述测量是用内径百分表进行测量。 

本发明的有益效果是： 

本发明满足了被加工汽轮机转子联接孔沉孔的高精度加工技术要求，特别是在像高温不锈钢材料的燃气轮机等难加工工件上加工精度要求相当高的联接孔沉孔，它不仅减轻了工人的劳动强度、提高了加工效率，而且能适应任何不同规格的沉孔侧面高精度加工，通用性好。它的结构简单，选用国内材料，相比进口工具，成本得到了大幅度的降低，具有很好的推广应用价值。它既能适用于对沉孔侧面技术要求特别高的燃气轮机联接孔的沉孔侧面加工，又能适用于火电、核电汽轮机的联接孔高精度沉孔侧面加工。 

附图说明：

图1是本发明的一种结构示意图。 

图2是图1的部件--带扁尾莫氏锥柄ABS模块结构示意图。 

图3是图1的部件--带莫氏锥柄刮刀杆结构示意图。 

图4是图1的部件--带莫氏锥柄刮刀杆与铜套装配结构示意图。 

图5是图1的部件--微调镗头结构示意图。 

图中代号含义：1-ABS刀杆；2-ABS刀杆与刮刀杆的焊接固定点；3-铜套；4-刮刀杆；5-镗头；6-带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄。 

具体实施方式：

参见图1至图5：本发明加工装置包括ABS刀杆1、铜套3、刮刀杆4和镗头5，该镗头5为微调可转位镗刀头。刮刀杆4为带莫氏锥柄刮刀杆，带莫氏锥柄刮刀杆，根据燃气轮机通孔的直径、深度及沉孔的长度，同时考虑刮刀杆上镗头的直径而设计。刮刀杆4的锥柄是带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄6。ABS刀杆1为带扁尾莫氏锥柄ABS模块，ABS刀杆1的一端设有与刮刀杆4的带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄6相适配的扁尾莫氏锥孔，刮刀杆4的带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄6装入ABS刀杆1的扁尾莫氏锥孔内，由于燃气轮机通孔(即联接孔)的长径(通孔的深度)比较大，为了减轻刀杆加工时的震动，需要将装入带莫氏锥柄刮刀杆和带扁尾莫氏锥柄ABS模块拧紧外，还需要在带扁尾莫氏锥柄ABS模块与带莫氏锥柄刮刀杆连接的内端面上以点焊的方式固定，即ABS刀杆与刮刀杆的焊接固定点2。带扁尾莫氏锥柄ABS模块的选用根据燃气轮机通孔的长度及带莫氏锥柄刮刀杆的规格而定，基于国外带扁尾莫氏锥柄ABS模块的价格昂贵(它是国内带扁尾莫氏锥柄ABS模块价格的好几倍)，选用国内品牌即可满足加工要求。刮刀杆4的另一端径向设有通孔，镗头5安装在刮刀杆4上的通孔中，通过螺钉将其固定。刮刀杆4上安装有铜套3，铜套3是穿入燃气轮机通孔内的，因此，考虑铜套外径与通孔内径之间的间隙，需要铜套外径的大小与燃气轮机通孔内径的大小相适配，它们之间的间隙过大，会影响沉孔侧面的加工精度，间隙过小，则会影响已精加工完的通孔精度，因而需要在它们之间保留间隙，但该间隙不宜过大和过小。 

 用上述装置对汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工的方法(以燃气轮机为例)，包括步骤：①.将连接成整体的刮刀杆4和ABS刀杆1装配在刀柄上，并联接到数控机床的主轴端面；②.在刮刀杆4上安装铜套3；③.开动机床，将刀杆穿入被加工燃气轮机的通孔中，并在通孔的另一端露出刮刀杆4上安装镗头5的位置，镗头的大小规格根据反镗孔的直径而选，具有很高的通用性，微调精度直径上0.02mm的镗头即可，为了降低刀具成本，可以选用国内品牌，有时因被加工工件的切削材料不同而需要选用合适材质的刀片，例如高速钢刀片或硬质合金刀片等；④.根据选用的微调镗头直径，在刮刀杆侧面镗一个安装镗头5的通孔，并根据微调镗头的削平柄位置，钻一个螺钉孔，由把紧螺钉将镗头5安装在刮刀杆4上，调整镗头5位置；⑤.试切沉孔侧面，至沉孔侧面光滑，留出测量沉孔直径的位置；⑥.用内径百分表测量沉孔孔径，根据沉孔加工要求，再次调整镗头；⑦.根据沉孔加工要求，选用切削参数，进行加工；⑧.根据沉孔加工要求，测量沉孔的直径及侧面表面粗糙度是否达标，如果沉孔侧面粗糙度已达到设定的高精度技术要求，那么就结束对燃气轮机该通孔的沉孔加工，进行下一个通孔的沉孔加工；如果沉孔侧面粗糙度还没有达到设定的高精度技术要求，那么对燃气轮机的该通孔沉孔继续进行加工，直至达标。 

本发明采用机加工的方式进行高精度的沉孔侧面加工，它不仅满足了被加工工件沉孔的高精度加工技术要求，而且取消了人工研磨工序，使加工效率大大提高，大幅度减轻钳工的劳动强度，生产成本也低，镗头规格根据沉孔的直径而选，具有很高的通用性，它的推广应用价值高。它不仅适用于对沉孔侧面技术要求特别高的燃气轮机联接孔的沉孔侧面加工，也可适用于火电、核电汽轮机的联接孔高精度沉孔侧面加工。 

Claims (7)

1.一种用汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置对所述沉孔侧面进行加工的方法，所述加工装置包括ABS刀杆(1)、铜套(3)、刮刀杆(4)和镗头(5)，所述刮刀杆(4)一端与ABS刀杆连接，另一端设有镗头(5)，该镗头为微调可转位镗刀头，刮刀杆(4)上安装有铜套(3)，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

①.将连接成整体的刮刀杆和ABS刀杆装配在刀柄上，并联接到数控机床的主轴端面；

②.在刮刀杆上安装铜套；

③.开动机床，将刀杆穿入被加工工件的通孔中，并露出刮刀杆上安装镗头的位置；

④.安装镗头，根据沉孔直径，调整镗头位置；

⑤.试切沉孔侧面，光出测量沉孔直径的位置；

⑥.测量沉孔孔径，根据沉孔加工要求，再次调整镗头；

⑦.根据沉孔加工要求，选用切削参数，进行加工；

⑧.根据沉孔加工要求，测量沉孔的直径及侧面表面粗糙度是否达标，不达标继续加工，达标结束加工。

2.根据权利要求1所述用汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置对所述沉孔侧面进行加工的方法，其特征在于：所述刮刀杆(4)为带莫氏锥柄刮刀杆，刮刀杆(4)的锥柄是带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄(6)。

3.根据权利要求1所述用汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置对所述沉孔侧面进行加工的方法，其特征在于：所述ABS刀杆(1)的一端设有与刮刀杆(4)的带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄(6)相适配的扁尾莫氏锥孔，刮刀杆(4)的带扁尾的外圆锥标准莫氏锥柄(6)装入ABS刀杆(1)的扁尾莫氏锥孔内。

4.根据权利要求3所述用汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置对所述沉孔侧面进行加工的方法，其特征在于：所述ABS刀杆(1)与刮刀杆(4)的连接采用点焊方式固定。

5.根据权利要求1所述用汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置对所述沉孔侧面进行加工的方法，其特征在于：所述ABS刀杆(1)为带扁尾莫氏锥柄ABS模块。

6.根据权利要求1所述用汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置对所述沉孔侧面进行加工的方法，其特征在于：所述镗头(5)通过刮刀杆(4)上径向设置的通孔安装在刮刀杆(4)上。

7.根据权利要求1所述用汽轮机转子联接孔沉孔侧面加工装置对所述沉孔侧面进行加工的方法，其特征在于：步骤⑥所述测量是用内径百分表进行测量。

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