导水机构轴孔同镗设备应用范文

《机电技术杂志》2014年第二期

1新型同镗专用设备的结构组成

1.1结构组成福建南电股份有限公司在吸取轴伸贯流式制造经验的基础上，自行设计制造了专用加工装置，该同镗专用设备由数控镗车头、转位装置、数控滑台支承部件及电气装置组成。根据导水机构轴孔的加工要求，设计采用如图2所示的加工装置。

1.2性能及参数1）同镗专用设备的性能①数控镗车头：可完成镗孔和车端面的动作，这两个轴均为数控座标。以满足导叶孔镗削及其端面的车削。数控镗床头ϕ500mm大刀盘内设有齿轮齿条结构，通过进给伺服电机带动车削端面。数控镗车头的主轴手柄变速为三级，三对变换齿轮共九级，通过变速以适应镗轴孔大小、粗精加工变化的转速选择。在镗车头ϕ500mm大刀盘中设置有齿轮齿条装置，实现车削轴孔端面的运动。②转位装置：转位装置安装于滑台上，用于转动镗车头。当加工完外配水环导叶轴孔，车削轴孔端面后，把镗车头沿数控滑台退至合适位置，再松开镗车头，拔出转位装置与镗车头之间的定位销，手动转动转位装置到180°死挡铁后，插入定位销，再锁紧镗车头。从而实现了镗车头镗削内配水环导叶轴孔的换位要求，以保证内外配水环轴孔同轴度的加工要求。③数控滑台：驱动镗车头前后进给。对于不同型号和规格的贯流机水轮机导水机构大型壳体的导叶轴孔加工，根据内外配水环所形成内腔空间尺寸，通过更换不同长度的数控滑台，以适应不同型号规格的导水机构轴孔加工，满足加工需要，减少数控镗车头悬伸长度，增强刚度。④支承部件：由底座和斜垫组成，使镗车头与水平夹角25°，从而实现镗削的导叶轴孔与轴线成65°角。⑤电气控制装置：控制电机主运动和进给运动的电气控制屏。2）主要参数①数控镗车头：主电机功率7.5kW；主轴转速范围50~320r/min；刀盘直径ϕ500mm；横向行程120mm；横向最大进给力7600N；加工直径ϕ80~500mm。②转位装置：手动蜗轮蜗杆180°。③数控滑台：台宽400mm；行程320mm；进给伺服电机N=3.5kW。④外形尺寸：镗车头轴向总长（含刀具辅具）1475mm；镗车头宽度400mm；镗车头高度（在斜垫以上）1132mm。

2应用加工工艺

1）定位①内配水环端面定位：在加工平台上放置电动回转盘，回转盘上放置内配水环定位支架。把内配水环定位于支架上。要求：支架平面水平，工件的回转中心与回转工作台同心。②外配水环定位：在加工平台上放置若干个等高垫块，在垫块上各放置一个定位套，把外配水环端面定位于垫套上，调整测量外配水环，使其球面与内配水环同心。要求：外配水环小端平面水平，两球面之间的距离相等。同时在外配水环下端面上设置了若干个浮动支承，支承位采用滚动轮，以减轻外配水环与内配水环联接后回转盘转动的力矩。③专用加工设备定位：调整专用加工设备的回转中心线在回转工作台中心的射线上，并调整支承部件在径向上的位置，以保证镗车头大刀盘回转中心线通过两工件的球心。2）压紧与联接①分别压紧内外配水环于定位点上。②用“内外配水环联接工具”把两工作锁紧联接成一体，并在适当位置上进行点焊加固。加固后还需复核两球心的各点的距离尺寸相等。3）加工工艺①镗孔及车端面时应注意留有足够的精加工余量（由于毛坯上各孔端面的加工余量不同，故应全面测量各端面的加工余量，以确定端面轴向的最终加工尺寸）以确保精加工尺寸及表面质量。②加工一个孔及端面后，把镗车头沿数控滑台退至合适位置，松开镗车头，拔出转位装置与镗车头之间的定位销，手动转动转位装置到180°死挡铁后，插入定位销，再锁紧镗车头再镗另一端孔并车端面。③松开外配水环压紧点，以浮动支承支撑工件，转动电动回转盘带动内外配水环整体转动，按16等分分度后，重新压紧外配水环，依次加工其余各导叶孔及端面。

3结语

由于采用了轴孔加工装置，并在加工工艺方法上进行了多次反复的研究。公司在上杭涧头电站、内蒙古电站等大中型灯泡贯流式水轮机导水机构的内外配水环导叶轴孔的生产加工中，效率提高了1.5倍以上，用专用的同轴度测量装置测试，内外配水环的导叶轴孔完全满足装配要求，其导水机构转动灵活，空间结构的导叶棱形锥面密封间隙完全达到技术要求。采用专用设备不必长期占用普通大型镗床的生产，减轻了大型镗床负荷，且专用设备只需配备少量规格的数控滑台就可满足加工不同型号和规格的灯泡贯流式机组导水机构导叶孔的加工要求。

作者：陈玉宇单位：福建南电股份有限公司