大直径汽封弧段内孔斜齿制造技术- .pdf

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1、Cin拦旦圭持．i燕垩害大直径汽封弧段内孔斜齿制造技术j●●■^；Il=东方汽轮机有限公司(四川德阳618000)刘家顺彭熙熙随着汽轮机组汽封装置不断更新，现有一种特案和切削参数，保证尺寸要求。殊的汽封部件，该零件结构特殊，在常规零件基础(4)通过上述分析可以得出：该斜齿的最大上增加了靠近端面处内孔本体圆周上的斜齿结构要加工难点为如何实现对斜齿部分高效、高质的加素，其结构如图l所示，该斜齿制造难度大，如何工。制定合适的工艺方案。解决该类零件斜齿的制造难3．制造方案题。根据对该零部件斜齿的结构难点分析，针对斜齿的加工，制定了多种工艺方案，并且对各种方案

2、B向的优缺点进行了详细分析，如附表所示。4．方案实施根据附表对比分析，并结合目前公司的实际情¨川沿直径方向展开展开况，通过开展铣削加工中三种方案的对比切削试巴ZZ2验：最终确定了成形铣刀铣削方案，及上述表格中方案l，同时对方案l进行了创新优化。图1斜尚结构简图常规大直径零件进行径向分度加_T，均需选用1．结构特征大干该零件直径的旋转_r作台，通过工作台旋转中该汽封属于整圈结构，由多个弧段结构组成，心，进行分度加工。但针对该弧段内孔斜齿结构加零件外径≥700mm，在常规汽封零件基础上，I：，存在如下问题：增加了靠近端面处内孔本体整个圆周上的斜齿结(1)

3、零件直径较大，单弧段加工，要求旋转构。该斜齿与轴线成45。倾斜角度，沿内孔圆周齿工作台较大，即机床规格较大；但实际零件弧段较距间隔≥2。，齿数超过1O0个，斜齿齿尖宽度<短，从机床选择来说，零件和机床不匹配。1．5ram，齿高≥4mm，且轴向方向上斜齿结构与邻(2)根据该零件斜齿结构，需从内孔加IT．，近零件部分间距很小。这样刀具或主轴需悬伸较长进行加工，刀具及机床2．难点分析刚性变差，导致加工发颤，影响斜齿加工质量。通过分析，该零件斜齿的加工主要有如下难为解决以上问题，经过数学分析及利用数控机点：床特点，探索r一种新方案：使用工作台尺寸相对(1)圆

4、周方向斜齿数量较多，保证各斜齿的较小的卧式加工中心实现对斜齿的加工。角度有一定难度。该方案为：利用较小工作台旋转后各加工点的(2)斜齿齿形特殊，加工难度较大，制定何数学计算位置建立浮动坐标系，数控程序编制基本种加工方案以高效完成齿形。循环为分度、铣削、分度、铣削⋯⋯，因此，用于(3)斜齿齿尖比较薄，需制定合适的加工方分度定位的工件坐标系与用于单个齿槽铣削的浮动42参露⋯斜齿齿形加工工艺方案优缺点对比分析加工方法具体方案优点缺点普通立铣刀粗铣，齿铣削加工方案1：单个弧段上卧侧、齿根圆留量，3mm铣削时刀具刚性相对较加工效率低式机床，刀轴沿内孔法向刀具精

5、铣好，铣削效果较好注：斜齿沿周铣削加工铣削效率相对较高质向2．5。均分，成形刀铣削量较好，专用刀具费用相对较高因此常规3轴铣削加工设备需具方案2：整圈上镗床，普通立铣刀粗铣，齿整圈铣削，零件装夹造加工效率低；有圆周分度功上角铣头，刀轴沿内孔斜侧、齿根圆留量，3mm成辅助时间减小刀具悬伸较长能，工作台尺寸齿偏角，用侧刃铣削加工刀具精铣，刚性很差也需达到零件径普通立铣刀和3mm球采用五轴机床，切削参向尺寸要求方案3：五轴铣削头刀分粗精铣削加工数优化后加工效率较高，五轴机床制造成本较高加工精度很高数控电火花成形机床加电极制作成本较高，效率较工采用成形电极多

6、齿加工设备使用成本相对较低低；无类似电火花成形加工经验电火花加工采用带分度和摆头功能加工操作简单数控线切割机床加工的线切割机床，经济高目前公司内设备功能无法满足，沿斜齿方效要求向切割齿间槽坐标系需在程序中交叉使用，其坐标系换算示意变量实现程序的柔性使用，能完美地解决此类大直如图2所示。图2a是初始装夹状态：工作台回转至径零件的加工问题，该程序框架示意如图3所示。0。，工件装夹后图示OA0三点连线与Z车由平行。图2b表示，工作台回转后：工作台回转角度，工件相应加工位置P点、z值发生变化。H工位置V＼／·i：,J-f、图3卧式加工中心铣削程序框架示意列齿

7、顶＼一心点)＼／为提高加工效率，设计了如图4所示的成形铣刀，即单个斜齿槽的两侧面通过成形铣刀侧刃直接0AX铣削成形。(a)(b)图2卧式加工中心铣削坐标系换算示意图4斜齿成形铣刀其计算公式如下：AX=(R斗)sin5．试验结果AZ=一+D)(1一COS)通过方案优化以及实际加工试验验证，制定的根据该创新方案，此零件在卧式加工中心工艺方案加工过程中刀具无发颤现象，齿形各面(MDH80)上的数控加工程序编制方法也迎刃而加工后表面粗糙度值达到尺=3．2m，满足图样要解。通过加工试验验证，该工艺方案加工的斜齿满求；同时单个齿槽加工时间为2rain，整圈工件加

8、工足要求；同时根据不同工件的规格尺寸，用宏程序只需6h左右，加工效率比较高。参蔼冷加工—43燕尾盘铣刀加工管