CN102468721A - 百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法，用于加工内径为φ220mm，深度不大于3000mm的百万千瓦发电机转子的中心盲孔，包括以下步骤：第一步，在转子工件的端面加工导向孔；第二步，转子工件上深孔钻镗床，进行中心盲孔的套取中心试样棒加工；第三步，转子工件上深孔钻镗床，进行中心盲孔的逐步扩镗孔与球面底孔逐步成型相结合的加工；加工方式为：工件旋转，钻杆不转动，钻杆做轴向进给运动。本发明在球面底孔的加工过程中，采用多把成型刀片，多次换刀加工，逐步加工成球面底孔。本发明能够实现高精度低表面粗糙度的大直径中心孔球面底孔的加工，从而实现百万千瓦火电发电机转子的机械制造，能够提高大型发电设备的制造能力乃至重大装备的制造能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种百万千瓦发电机转子的加工方法，具体涉及一种百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法。
背景技术
大型铸锻件是国家重大技术装备和重大工程建设所必需的重要基础部件，大型铸锻件的制造能力和水平直接决定着国家重大技术装备制造业的能力和水平。
随着电力需求量的迅猛增长，对发电设备能力的要求也越来越高，百万千瓦及以上大型发电设备在中国正逐渐建设并投入运营。其中，转子是发电机组的重要组成零件，是发电设备的关键核心零件，也是能量转换的桥梁。火力发电机组通过火电转子的高速旋转运动而将热能通过机械能转化为电能，实现能量的转换，完成电能的生成及传输工作。
百万千瓦发电机转子的材料属于高强度合金钢，内部各项性能指标要求较高，切削性能困难；另外，百万千瓦发电机转子的形状特殊，不仅吨位重(达120吨)，而且其中心盲孔的长度较长(近3000mm)，中心盲孔直径较大(达φ220mm)，中心盲孔的底孔为球面状；并且百万千瓦发电机转子的中心盲孔及其球面底孔的形位公差及精度要求也较高。
1000MW火电发电机转子的结构如图1、图2所示，其主要技术指标如下表所示：
| 转子的总长 | 13785mm |
| 中心盲孔的直径 | Φ220 |
| 中心盲孔的内孔公差 | +0.4/-0.2mm |
| 中心盲孔的表面粗糙度 | Ra1.6 |
| 中心盲孔的直线度公差 | 0.5mm/m |
| 中心盲孔的球面底孔表面粗糙度 | Ra3.2 |
| 中心盲孔的圆度 | 0.12mm |
| 中心盲孔的全长 | 2725mm |
表1
采用现有的大型铸锻件的制造工艺方法，只能加工底孔为锥形或平底的中心盲孔，无法加工高精度、低表面粗糙度、大直径的中心孔，因此无法进行百万千瓦发电机转子的中心盲孔加工。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法，它可以实现中心盲孔为球面底孔的百万千瓦发电机转子的制造。
为解决上述技术问题，本发明百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法的技术解决方案为，用于加工内径为φ220mm，深度不大于3000mm的百万千瓦发电机转子的中心盲孔，包括以下步骤：
第一步，在转子工件的端面加工导向孔；
第二步，转子工件上深孔钻镗床，进行中心盲孔的套取中心试样棒加工；
加工出内径为φ120mm的中心孔；中心孔的加工方式为：工件不转动，钻杆旋转并做轴向进给运动；
内径为φ120mm的中心孔加工之后，采用超声波测厚仪测定中心孔轴线的偏斜方向和偏斜量的大小，通过调整转子，使转子偏斜量均布在中心轴周围。
第三步，转子工件上深孔钻镗床，进行中心盲孔的逐步扩镗孔与球面底孔逐步成型相结合的加工；加工方式为：工件旋转，钻杆不转动，钻杆做轴向进给运动；加工工序如下：
工序一、深孔钻镗床装镗头体和R59mm板钻刀片，镗头体上设置木圈作为导向套，加工尺寸为SR59mm的球面底孔；
工序二、深孔钻镗床装镗刀，逐次粗镗内孔至φ172mm；
粗镗内孔至φ172mm之后采用测厚仪检测中心孔轴线的偏斜方向和偏斜量，调整中心。
工序三、深孔钻镗床装镗头体和R86mm板钻刀片，镗头体上设置树脂导向套，扩镗球面底孔至SR86mm，深度不再加深，只扩周边；
工序四、深孔钻镗床装镗头和扩孔刀片，逐次粗镗内孔至φ210mm；
粗镗内孔至φ210mm之后采用测厚仪检测中心孔轴线的偏斜方向和偏斜量，调整中心。
工序五、深孔钻镗床装镗头和R104mm板钻刀片，扩镗球面底孔至SR104mm，深度不再加深，只扩周边；
工序六、深孔钻镗床装镗头和浮动镗刀，镗头上设置木导向条，半精、精镗孔至φ219.3mm，表面粗糙度为Ra3.2；
工序七、深孔钻镗床装板钻和R109.5mm板钻刀片，扩镗球面底孔至SR109.5mm，深度不再加深，只扩周边，表面粗糙度为Ra6.3；
工序八、深孔钻镗床装裹纱布磨头，裹上砂纸，分三次粗精抛光，使内径达φ220(+0.4/-0.2)mm。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明在球面底孔的加工过程中，采用多把成型刀片，多次换刀加工，逐步加工成球面底孔。
本发明能够实现高精度低表面粗糙度的φ220mm大直径中心孔球面底孔的加工，从而实现百万千瓦火电发电机转子的机械制造，能够提高大型发电设备的制造能力乃至重大装备的制造能力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是百万千瓦火电发电机转子的结构示意图；
图2是图1中A-A的局部剖面图；
图3至图8是采用本发明进行中心盲孔球面底孔的加工过程示意图。
具体实施方式
本发明百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法，用于加工表1所示的百万千瓦发电机转子的中心盲孔，包括以下步骤：
第一步，转子工件上数控车床，加工转子工件的各节外圆；
留精加工余量，各节外圆全部一刀落、精车砂光两节拖轮档，在端面打一导向孔；
本发明在中心盲孔加工之前，先在端面打一导向孔，能够便于深孔加工时的找正，防止内孔的偏斜量过大，减少修正内孔的次数，尽可能实现精基准圆柱度的最佳效果。
第二步，转子工件上深孔钻镗床，进行中心盲孔的套取中心试样棒加工；
工件在深孔钻镗床上找正加紧，采用套料工具，套取出中心试样棒，加工出内径为φ120mm的中心孔；中心孔的加工方式为：工件不转动，钻杆旋转并做轴向进给运动；
采用超声波测厚仪测定中心孔轴线的偏斜方向和偏斜量的大小，通过调整转子，使转子偏斜量均布在中心轴周围。
第三步，转子工件上深孔钻镗床，进行中心盲孔的逐步扩镗孔与球面底孔逐步成型相结合的加工；加工方式为：工件旋转，钻杆不转动，钻杆做轴向进给运动；加工工序如下：
工序一、球面底孔的粗加工；
1、深孔钻镗床装镗头体和R59mm板钻刀片，镗头体上设置木圈作为导向套，加工尺寸为SR59mm的球面底孔；
由于内孔粗糙度很低，本发明采用木圈作为镗头体的导向套，即可满足球面底孔的粗加工要求。
2、深孔钻镗床装镗刀，逐次粗镗内孔至φ172mm，此时深孔形状如图3所示；然后采用测厚仪检测中心孔轴线的偏斜方向和偏斜量，调整中心，从而能够最大限度地减少中心孔的径向偏斜量并保证中心孔的公差；
本发明利用外圆余量，以中心孔实际偏斜量为工艺基准，借正转子并重新加工转子各节外圆及肩面，总长两端面，能够保证中心孔与外圆的同轴度小于0.1mm。
3、深孔钻镗床装镗头体和R86mm板钻刀片，镗头体上设置树脂导向套，扩镗球面底孔至SR86mm，深度不再加深，只扩周边，加工后形状如图4所示，
4、深孔钻镗床装镗头和扩孔刀片，逐次粗镗内孔至φ210mm，此时深孔形状如图5所示；然后采用测厚仪检测中心孔轴线的偏斜方向和偏斜量，调整中心；
5、深孔钻镗床装镗头和R104mm板钻刀片，扩镗球面底孔至SR104mm，深度不再加深，只扩周边，加工后底孔形状如图6所示；
工序二、球面底孔的半精加工；
1、深孔钻镗床装镗头和浮动镗刀、端盖及木导向条，半精、精镗孔至φ219.3mm，表面粗糙度为Ra3.2，此时底孔形状如图7所示；
2、深孔钻镗床装板钻和R109.5mm板钻刀片，扩镗球面底孔至SR109.5mm，深度不再加深，只扩周边，表面粗糙度为Ra6.3，加工后底孔形状如图8所示；
工序三、球面底孔的精加工；
此时中心孔球面底孔基本成型，只留有磨量，深孔钻镗床装裹纱布磨头，裹上砂纸，分三次粗精抛光达到图纸要求。
本发明采用裹纱布磨头装上砂纸，反复珩磨内孔及球面底孔，能够保证较低的粗糙度数值。
Claims (4)
1.一种百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法，用于加工内径为φ220mm，深度不大于3000mm的百万千瓦发电机转子的中心盲孔，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，在转子工件的端面加工导向孔；
第二步，转子工件上深孔钻镗床，进行中心盲孔的套取中心试样棒加工；
加工出内径为φ120mm的中心孔；中心孔的加工方式为：工件不转动，钻杆旋转并做轴向进给运动；
第三步，转子工件上深孔钻镗床，进行中心盲孔的逐步扩镗孔与球面底孔逐步成型相结合的加工；加工方式为：工件旋转，钻杆不转动，钻杆做轴向进给运动；加工工序如下：
工序一、深孔钻镗床装镗头体和R59mm板钻刀片，镗头体上设置木圈作为导向套，加工尺寸为SR59mm的球面底孔；
工序二、深孔钻镗床装镗刀，逐次粗镗内孔至φ172mm；
工序三、深孔钻镗床装镗头体和R86mm板钻刀片，镗头体上设置树脂导向套，扩镗球面底孔至SR86mm，深度不再加深，只扩周边；
工序四、深孔钻镗床装镗头和扩孔刀片，逐次粗镗内孔至φ210mm；
工序五、深孔钻镗床装镗头和R104mm板钻刀片，扩镗球面底孔至SR104mm，深度不再加深，只扩周边；
工序六、深孔钻镗床装镗头和浮动镗刀，镗头上设置木导向条，半精、精镗孔至φ219.3mm，表面粗糙度为Ra3.2；
工序七、深孔钻镗床装板钻和R109.5mm板钻刀片，扩镗球面底孔至SR109.5mm，深度不再加深，只扩周边，表面粗糙度为Ra6.3；
工序八、深孔钻镗床装裹纱布磨头，裹上砂纸，分三次粗精抛光，使内径达φ220(+0.4/-0.2)mm。
2.根据权利要求1所述的百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法，其特征在于：所述第二步内径为φ120mm的中心孔加工之后，采用超声波测厚仪测定中心孔轴线的偏斜方向和偏斜量的大小，通过调整转子，使转子偏斜量均布在中心轴周围。
3.根据权利要求1所述的百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法，其特征在于：所述第三步的工序二粗镗内孔至φ172mm之后采用测厚仪检测中心孔轴线的偏斜方向和偏斜量，调整中心。
4.根据权利要求1所述的百万千瓦发电机转子的中心盲孔的加工方法，其特征在于：所述第三步的工序四粗镗内孔至φ210mm之后采用测厚仪检测中心孔轴线的偏斜方向和偏斜量，调整中心。
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