CN100418686C - 汽轮机隔板叶栅围带型孔加工方法以及该方法中使用的专用夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可保证型孔精度和叶栅焊接质量且不需要大量的专用工装，制造成本低的汽轮机隔板叶栅围带型孔加工方法。其是在平板上按节距尺寸钻穿丝孔后，将平板卷成内外环；将内外环在线切割机床上夹紧，夹紧后的内外环轴线重合且内外环上的穿丝孔在同一个径向方向上；将钼丝穿过在同一个径向方向的内外环上的穿丝孔；然后以线切割机床同时加工内、外围带上的型孔。由于叶栅内、外围带上的型孔同时由相同的线切割程序切出，被切出的内、外围带上的型孔完全相同。装焊时，便能轻松地将叶片插入内、外围带的型孔之中，降低了叶栅装焊难度，叶栅装焊质量也得到了可靠的保证。

Description

汽轮机隔板叶栅围带型孔加工方法以及该方法中使用的专用夹具

技术领域

本发明涉及汽轮机隔板叶栅围带型孔加工方法，以及该方法中将内外环在线切割机床上夹紧的专用夹具。

背景技术

汽轮机隔板叶栅是汽轮机中的一个重要部件，叶栅加工的质量高低将直接影响到机组的效率。从汽轮机制造的角度来看，叶栅内、外围带中的型孔加工是叶栅制造的关键工序之一，其误差将直接影响汽轮机通流部分的面积，从而导致汽轮机效率的降低。以往加工叶栅内、外围带的型孔时所用的工艺方案为：首先在剪板机上将1Cr13不锈钢围带的宽度裁好，然后在冲床上用围带冲孔模冲出围带上的一个个型孔，最后将冲好型孔的围带在卷圆机上卷圆。该方案虽可以加工围带型孔，但存在以下缺点：

(1)此工艺方案需要设计、制造大量的专用工装，制造成本高，生产周期长。以南京汽轮电机(集团)有限责任公司生产的Z557产品为例，该产品共有5种型线和7种节距，共需投制五付围带冲孔模和七根定位条。围带冲孔模是一种结构较为复杂的冷冲模，不但成本高(每付模具的造价为3万元)、模具的设计、制造周期长(通常一付模具的正常制造周期为2个月)，而且模具本身的精度要求高(模具刀口型线部分要求与型线检查样板的离缝为0.01mm，凸凹模上两种型线之间也有很高的相互位置要求)。此外，根据围带型孔节距尺寸的不同还需投制定位条，定位条上定位孔的孔距要求很高，必须由座标镗床进行加工，其成本昂贵(每根定位条的造价约为1万元)。

(2)此工艺方案作出的型孔精度不高，焊接在型孔内叶片的叶片安装角和喉部尺不得不到保证，使得叶栅焊接质量不稳定。由于是在围带上的型孔冷冲好之后再卷圆，所以卷圆后围带上的型孔会发生变化，其变化规律比较复杂。围带上的圆孔在围带卷圆后已不是卷圆前的圆孔，这样，在装焊叶片时就需要技术熟练工人先按叶片手工打磨型孔，才能使叶片插入内、外围带的型孔之中，之后再进行焊接，实际的结果是叶栅焊接后的叶片安装角和喉部尺寸要求得不到准确的和可靠的保证。从理论上说，不仅可以定性判断出围带上型孔卷圆前与卷圆后的变化趋势，而且还能定量地计算出其变化量，并且将计算出的量值反推到围带冲孔模的凸凹模上，以使型孔变形得以修正。但受模具制造中存在诸多的不确定性因素以及模具结构本身的制约，很难将型孔的变化趋势和准确的变化量补偿到凸凹模上。正是由于型孔卷圆前后变形的存在，使得叶栅焊接质量不稳定，最终使产品质量得不到稳定的保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种可保证型孔精度和叶栅焊接质量且不需要大量的专用工装，制造成本低的汽轮机隔板叶栅围带型孔加工方法。

该加工方法包括以下步骤：在用于卷成内外围带的平板上按节距尺寸钻穿丝孔后，将平板卷成内外环；将内外环在线切割机床上夹紧，夹紧后的内外环轴线重合且内外环上的穿丝孔在同一个径向方向上；将钼丝穿过在同一个径向方向的内外环上的穿丝孔；然后以线切割机床同时加工内、外围带上的型孔。

由于该工艺方案采用的是在围带卷圆后再加工型孔，对于现有工艺方案难以避免和修正的围带卷圆后的型孔变形问题，得到了根本的解决。由于叶栅内、外围带上的型孔同时由相同的线切割程序切出，被切出的内、外围带上的型孔完全相同。装焊时，普通工人便能轻松地将叶片插入内、外围带的型孔之中，而不是像以往那样还要人工打磨和修配。降低了叶栅装焊难度，减轻了工人劳动强度，叶栅装焊质量也得到了可靠的保证。

本发明还提供了将内外环在线切割机床上夹紧的专用夹具，它包括压板、端面开有同轴定位槽的夹具体、穿过压板连接在定位槽之间的螺杆以及相应的螺母、与夹具体相连的支架。

该专用夹具结构简单，制造成本低，生产周期短，使用该夹具可以使得内外环快速准确地在线切割机床上被定位夹具。

作为对上述专用夹具的进一步改进，定位槽数量为三个以上，这样只用一付夹具就可以加工多个品种的内、外围带上的型孔

作为对上述专用夹具的另一种改进，在夹具体端面上沿夹具体的周向开有销孔，在支架上开有相应的销孔，夹具体通过设置在销孔内的定位销连接在支架上。通过定位销将夹具体与支架连接，支架与线切割机床连接，可以保证定位精度；另外，当内外环上的一对型孔加工完毕之后，可以将定位销拔出，让夹具体相对于支架转动一定角度(即所谓分度)，再插入定位销，因销孔是开在夹具体的周向，所以夹具体转动一定角度后，内外环的轴线位置不变，这样就可以将钼丝穿过另一对在径向方向上的穿丝孔，进行下一对型孔的加工。

附图说明

图1是将内外环在本发明所述的专用夹具上夹紧的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

汽轮机隔板叶栅围带型孔加工方法包括以下步骤。首先，在用于卷成内外围带的平板上按节距尺寸在数控镗床上钻好φ3穿丝孔。再将图1中所示的夹具体1通过沿夹具体周向设置的定位销定位支架上，支架再固定在线切割机床上，并找正紧固。然后将卷圆后的同级且节距相同的内外环2、3一端插入夹具体端面的定位槽8、9中，如图1所示，使得内外环上的一对穿丝孔在同一个径向方向上，找准圆心辐射线和穿丝孔，并使得压板5与内外环2、3另一端接触，通过螺母6、螺杆7将与内外环2、3压紧在压板5与夹具体1之间。将线切割机床的钼丝4穿过在同一个径向方向的内外环上的一对穿丝孔；然后以线切割机床同时加工内、外围带上的型孔。

在上述方法中将内外环在线切割机床上夹紧的专用夹具，参见图1，它包括压板5、端面开有同轴定位槽的夹具体1、穿过压板连接在定位槽之间的螺杆7以及相应的螺母6、与夹具体相连的支架(未示出)。

只要夹具体结构上允许，可以在夹具体的一个端面或两个端面各车出2、3、4道或更多的定位槽(图1中所示为在一个端面车出2道定位槽)。这样只用一付夹具就可以加工多个品种的内、外围带上的型孔。各道围带定位槽均是与夹具体的外圆、端面一刀车出，各道槽的直径尺寸按产品图上围带的尺寸和围带卷圆后的伸缩量定出，槽宽按围带的厚度尺寸定出并选择合适的配合间隙，通常内围带定位槽应向外伸，外围带定位槽应向内缩，槽深可在5～8mm之间。在夹具体端面沿夹具体的周向开有的销孔10由数控镗铣床钻、扩、铰出，以满足与基准的位置度要求(销孔10分布在以定位槽轴线为中心的周向上)，完全达到围带型孔的分度要求。

对于该加工方法，由于叶栅内、外围带上的型孔同时由相同的线切割程序切出，被切出的内、外围带上的型孔完全相同，加之夹具体上定位销孔准确的分度定位，装焊时，普通工人便能轻松地将叶片插入内、外围带的型孔之中，而不是像以往那样还要人工打磨和修配，降低了叶栅装焊难度，减轻了工人劳动强度，叶栅装焊质量也得到了可靠的保证。对于专用夹具，其结构简单、成本较低、制造容易、生产周期较短。

Claims (7)

1. 汽轮机隔板叶栅围带型孔加工方法，其特征是：在用于卷成内外围带的平板上按节距尺寸钻穿丝孔后，将平板卷成内外环；将内外环在线切割机床上夹紧，夹紧后的内外环轴线重合且内外环上的穿丝孔在同一个径向方向上；将钼丝穿过在同一个径向方向的内外环上的穿丝孔；然后以线切割机床同时加工内、外围带上的型孔。

2. 根据权利要求1所述加工方法，其特征是：内外环通过夹具连接在线切割机床上；夹具包括支架、压板、端面开有同轴定位槽的夹具体、穿过压板连接在定位槽之间的螺杆以及相应的螺母；内外环一端设置在相应的定位槽内，另一端与压板接触；夹具体连接在支架上，支架连接在线切割机床上。

3. 根据权利要求2所述加工方法，其特征是：夹具体通过定位销连接在支架上。

4. 权利要求1所述方法中将内外环在线切割机床上夹紧的夹具，其特征是：它包括压板、端面开有同轴定位槽的夹具体、穿过压板连接在定位槽之间的螺杆以及相应的螺母、与夹具体相连的支架。

5. 根据权利要求4所述夹具，其特征是：定位槽数量为三个以上。

6. 根据权利要求4所述夹具，其特征是：定位槽的深度为5-8mm。

7. 根据权利要求4所述夹具，其特征是：在夹具体端面上沿夹具体的周向开有销孔，在支架上开有相应的销孔，夹具体通过设置在销孔内的定位销连接在支架上。

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