CN112605404B - 超大风力发电机组主轴的车削加工工艺 - Google Patents

超大风力发电机组主轴的车削加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，属于风力发电机组技术领域。车床卡爪分别卡于工件大端内孔和小端内孔中，校正工件外圆尺寸；粗车工件小端外圆D0、外圆D1和轴身外圆，光出，测量壁厚，校正工件外圆尺寸；粗车工件法兰正面端面、法兰背面端面、台阶面C、H基准面；以车好的端面为基准，按图纸尺寸分别粗车小端外圆D0、外圆D1和台阶面外圆D2；粗车法兰背面与轴身过渡的圆弧；精车法兰背面与轴身过渡圆弧；半精车法兰背面端面。本申请采用的重型数控卧式车床对工件进行车削，工件大端和小端分别设置堵头，便于工件加工。本申请不仅便于加工超大直径、超长主轴，且满足了其加工精度要求。

Description

超大风力发电机组主轴的车削加工工艺
技术领域
本发明涉及一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，属于风力发电机组技术领域。
背景技术
随着全球能源短缺和环境污染等问题日益严峻，寻找可再生能源已成为世界各国面临的重大课题。而自然界风能与其它能源相比，不仅蕴藏量大、分布广泛，而且还具有建设周期短、比水电站建设的基础投入少、灵活性强、能有效遏制温室效应和沙尘暴灾害、绿色环保等特点。因此，利用风能发电作为新能源开发已成为全球未来能源发展战略的重要组成部分而受到了各国的高度重视和大力支持。
风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机主轴的重量大，对加工精度要求高，故风电主轴的精加工多在大型数控卧车、数控镗床等加工精度高、工作平台大、承重能力大的设备上进行加工。超大直径、超长的主轴则需要在超大重型数控卧式车床加工，但现有的工艺方案已不能满足超大直径、超长主轴的加工精度要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，加工便捷，且满足超大直径、超长主轴的加工精度要求。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，所述加工工艺包括如下步骤：
步骤一：通过重型数控卧式车床的两处卡爪分别卡于工件大端内孔和小端内孔中，对工件外圆的尺寸进行校正；
步骤二：粗车工件小端外圆D0、外圆D1和轴身外圆，光出，测量壁厚，再次对工件外圆的尺寸进行校正；
步骤三：粗车工件法兰正面端面、法兰背面端面、台阶面C、H基准面；
步骤四：以车好的端面为基准，按图纸尺寸分别粗车小端外圆D0、外圆D1和台阶面外圆D2；
步骤五：粗车法兰背面与轴身过渡的圆弧；
步骤六：检查重型数控卧式车床两个卡爪的松紧情况，调整工件并对工件外圆的尺寸进行校正；
步骤七：精车法兰背面与轴身过渡圆弧；半精车法兰背面端面；
步骤八：对法兰正面端面、外圆D0’、小端外圆D0和小端端面光出，以便镗床校正和中心基准用；
步骤九：卡爪松开小端内孔，后用滚轮架托起小端外圆D0；粗车小端内止口d2，并延伸小端内止口d2的深度；半精车小端内孔d0、小端内侧端面；半精车小端内孔d1，并延伸小端内孔d1的深度；
步骤十：调整工件位置，工件两端分别根据对应的闷盖外圆进行校正，并对工件外圆尺寸进行校正；
步骤十一：对法兰背面平面度进行检查，满足加工要求；
步骤十二：以法兰背面为基准面，按要求精车并抛光各个外圆、轴身、端面、小端内止口和大端内止口；
步骤十三：精车小端密封槽、油槽；
步骤十四：再次精车轴身，使得轴身达到最终尺寸，完成风力发电机组主轴的加工。
所述步骤三中各个面的单边均留2～3mm的余量。
所述步骤四中的小端外圆D0单边留4～6mm的余量，外圆D1和台阶面外圆D2单边分别留2～3mm的余量。
所述步骤五中单边留2～3mm的余量。
所述步骤九中粗车小端内止口时，单边留2～3mm的余量。
所述步骤七、步骤九中半精车时分别留0.2～0.3mm的余量。
所述步骤十中分别在工件大端设置大端堵头，小端设置小端堵头，通过所述重型数控卧式车床两端的顶尖顶于大端堵头和小端堵头上。
所述步骤十一中法兰背面平面度小于0.2mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，本申请采用的重型数控卧式车床对工件进行车削，在精车过程中，工件大端设置大端堵头、小端设置小端堵头，使得重型数控卧式车床两端的顶针顶于大端堵头和小端堵头中，使得工件固定于重型数控卧式车床，便于工件加工。本申请不仅便于加工超大直径、超长主轴，且满足了其加工精度要求。
附图说明
图1为本发明实施例一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺中主轴的示意图；
图2为本发明实施例的工件安装于重型数控卧式车床的示意图；
图3为图2中大端堵头的示意图；
图4为图2中小端堵头的示意图；
图5为工件穿设于芯轴的示意图；
图中1卡爪、2大端顶针、3大端堵头、4小端顶针、5小端堵头。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，主轴的直径为2.8m，长度为9m，且跳动(即平面度)小于0.05mm，轴挡圆柱度小于0.05mm。结合市购的重型数控卧式车床，其加工工艺包括如下步骤：
步骤一：利用重型数控卧式车床的两个卡盘的卡爪1分别卡于工件大端内孔和小端内孔中，固定卡盘的卡爪卡于大端内孔，活动卡盘的卡爪卡于小端内孔，并对工件的外圆尺寸分别进行校正；
步骤二：粗车工件的小端外圆D0、外圆D1和轴身的外圆，光出(车掉各个外圆的外皮)，测量各个外圆的壁厚，再次对各个外圆的尺寸分别进行校正；
步骤三：粗车工件法兰正面端面、法兰背面端面、台阶面C、H基准面，单边留余量为2.5mm；
步骤四：以车好的端面为基准，按图纸尺寸分别粗车小端外圆D0、外圆D1和台阶面外圆D2，且小端外圆D0的单边留4～6mm余量，外圆D1和台阶面外圆D2的单边分别留2～3mm余量；
步骤五：粗车法兰背面与轴身过渡圆弧，单边留有2.5mm的余量；
步骤六：检查重型数控卧式车床两卡爪1的松紧，调整工件并重新对工件外圆尺寸进行校正；
步骤七：精车法兰背面与轴身过渡圆弧，半精车法兰背面端面，法兰背面端面单边留有0.2mm的余量；
步骤八：对法兰正面端面、外圆D0’、小端外圆D0和小端端面光出(车掉各个外圆和端面上的外皮)，以便镗床校正和中心基准用；
步骤九：卡爪1松开小端内孔，后用滚轮架托起小端外圆D0，另一卡爪1仍卡于大端内孔中，粗车深为27mm的小端内止口d2，单边留有2.5mm的余量；半精车小端内孔d0、小端内侧端面，单边留有0.25mm的余量；粗车小端内孔d1，并延伸小端内孔d1的深度，深度为40mm，形成工艺闷头孔，且单边留有0.3mm的余量；
步骤十：如图2、3、4所示，调整工件，使得工件法兰侧朝向卡爪，并在工件大端设置大端堵头3，工件小端设置小端堵头5，重型数控卧式车床上大端顶针2顶紧大端堵头3，小端顶针4顶紧小端堵头5，使得工件固定于重型数控卧式车床，工件两端分别根据闷盖外圆进行位置校正并对工件外圆尺寸进行校正；
步骤十一：对法兰背面平面度进行检查并满足其平面度小于0.2mm，若超过0.2mm则需对法兰背面再次进行半精车；
步骤十二：以法兰背面为基准面，按图纸要求精车并抛光各个外圆、轴身、端面和小端内止口、大端内止口；
步骤十三：精车小端密封槽、油槽，
步骤十四：如图5所示，将工件穿设于芯轴上，重型数控卧式车床两端的顶针分别顶紧芯轴两端，后再一次精车轴身，使得轴身至最终尺寸，完成风力发电机组主轴的加工。
本申请采用的重型数控卧式车床适用于高速钢、硬质合金及陶瓷刀具，对黑色金属、有色金属及部分非金属零件的粗、精加工，可车削圆柱面、圆锥面、端面、切槽、螺纹及回转曲面。重型数控卧式车床的主轴采用进口高精度轴承支承，回转精度高、寿命长，通过双齿轮、齿条传动副完成大刀架纵向的移动，具有机械磨损小、摩擦力小、传动刚度高、传动平稳、传动效率高等特点。在精车过程中，工件大端设置大端堵头、小端设置小端堵头，使得重型数控卧式车床两端的顶针顶于大端堵头和小端堵头中，使得工件固定于重型数控卧式车床，便于工件加工。本申请不仅便于加工超大直径、超长主轴，且满足了其加工精度要求。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，其特征在于：所述加工工艺包括如下步骤：
步骤一：通过重型数控卧式车床的两处卡爪分别卡于工件大端内孔和小端内孔中，对工件外圆的尺寸进行校正；
步骤二：粗车工件小端外圆D0、外圆D1和轴身外圆，光出，测量壁厚，再次对工件外圆的尺寸进行校正；
步骤三：粗车工件法兰正面端面、法兰背面端面、台阶面C、H基准面；
步骤四：以车好的端面为基准，按图纸尺寸分别粗车小端外圆D0、外圆D1和台阶面外圆D2；
步骤五：粗车法兰背面与轴身过渡的圆弧；
步骤六：检查重型数控卧式车床两个卡爪的松紧情况，调整工件并对工件外圆的尺寸进行校正；
步骤七：精车法兰背面与轴身过渡圆弧；半精车法兰背面端面；
步骤八：对法兰正面端面、外圆D0’、小端外圆D0和小端端面光出，以便镗床校正和中心基准用；
步骤九：卡爪松开小端内孔，后用滚轮架托起小端外圆D0；粗车小端内止口d2，并延伸小端内止口d2的深度；半精车小端内孔d0、小端内侧端面；半精车小端内孔d1，并延伸小端内孔d1的深度；
步骤十：调整工件位置，工件两端分别根据对应的闷盖外圆进行校正，并对工件外圆尺寸进行校正；
步骤十一：对法兰背面平面度进行检查，满足加工要求；
步骤十二：以法兰背面为基准面，按要求精车并抛光各个外圆、轴身、端面、小端内止口和大端内止口；
步骤十三：精车小端密封槽、油槽；
步骤十四：再次精车轴身，使得轴身达到最终尺寸，完成风力发电机组主轴的加工。
2.根据权利要求1所述的一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，其特征在于：所述步骤三中各个面的单边均留2～3mm的余量。
3.根据权利要求1所述的一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，其特征在于：所述步骤四中的小端外圆D0单边留4～6mm的余量，外圆D1和台阶面外圆D2单边分别留2～3mm的余量。
4.根据权利要求1所述的一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，其特征在于：所述步骤五中单边留2～3mm的余量。
5.根据权利要求1所述的一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，其特征在于：所述步骤九中粗车小端内止口时，单边留2～3mm的余量。
6.根据权利要求1所述的一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，其特征在于：所述步骤七、步骤九中半精车时分别留0.2～0.3mm的余量。
7.根据权利要求1所述的一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，其特征在于：所述步骤十中分别在工件大端设置大端堵头，小端设置小端堵头，通过所述重型数控卧式车床两端的顶尖顶于大端堵头和小端堵头上。
8.根据权利要求1所述的一种超大风力发电机组主轴的车削加工工艺，其特征在于：所述步骤十一中法兰背面平面度小于0.2mm。
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