隔板体机械加工工艺规程及刀具设计

隔板体机械加工工艺规程及刀具设计

摘要

旋转隔板主要是利用隔板的静叶片来调节汽轮机的高、中压级的进汽量和出汽量，从而控制汽轮机的负荷及转速，使汽轮机能满足生产或生活中发电或者供热的要求。但是旋转隔板结构相对较复杂，加工工序繁多，加工质量很难保证。本文以某汽轮机组的旋转隔板为例，说明其主要部件隔板体的加工工艺，及加工过程中需要注意的问题，从工艺上着力提升隔板体的加工技术水平，发展旋转隔板的工艺技术，降低生产成本，提高隔板的工作效率，这对其它机轮机组旋转隔板的制造加工工艺有一定的指导意义。

关键词：隔板体；工艺；刀具；质量控制

摘要 1

1.1 概述 2

1.2 汽轮机 2

1.3 旋转隔板 2

1.4 选题背景 3

2 隔板体结构与工艺分析 4

2.1 隔板体的结构特点分析 4

2.2 隔板体的主要加工特点分析 5

3 毛坯选择 6

3.1 “隔板体”零件毛坯类型 6

3.2 确定毛坯尺寸及公差 6

4 隔板体加工工艺路线确定 8

4.1 基准的选择 8

4.2拟定隔板体的加工工艺路线 8

5 主要加工设备参数 10

6 “T型槽”加工刀具设计 13

6.1设计任务 13

6.2设计步骤 13

7 “T型槽”加工切削用量及工时定额确定 20

7.1 切槽深 20

7.2 切左右槽 21

总结与体会 22

致谢 23

参考文献 24

1 前言

1.1 概述

汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，主要用作发电机的原动机，同时可以通过汽轮机中的旋转隔板来调节汽轮机的排汽或中间抽汽来满足生产和生活中供热的需要[1]。旋转隔板是由隔板体、转动环、上下罩环等四十余零部件装配而成，其中的隔板体的结构较复杂，加工工序多，加工质量不易保证。在具体说明了旋转隔板的主要部件隔板体的加工后，本文将探讨隔板体会遇到的加工难题及如何控制加工质量。

1.2 汽轮机

汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，又称为蒸汽透平[2]。主要用作发电机的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。为满足生产、生活上的供热需求，还可用汽轮机的排气或中间抽气装置来达到目的。其原理是运用来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能[3]。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。汽轮机按其工作原理分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机[4]。二者区别在于冲动式汽轮机的蒸汽主要在静叶栅中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀；二反动式汽轮机蒸汽在静叶和动叶中膨胀，且膨胀程度相同。大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向，研究提高发热效率是汽轮机发展的另一方向，具有特别深远的意义。

1.3 旋转隔板

隔板是冲动式汽轮机静体的导向装置。它将汽轮机内部分割成各个压力级，蒸汽通过隔板上的导向叶片使势能转变为动能，并使汽流以一定的方向射向动叶片。隔板一般由板体、喷嘴（或汽叶）和外环三部分组成。

蒸汽进入汽轮机内，冲动一级叶片做功后，经隔板上的喷嘴进入下一级叶片，然后再经隔板喷嘴进入后一级，如此往复做功，最后乏汽排入凝汽器内[5]。调整抽汽机组，在机组前面的某一级固定隔板处，多加了一个可以旋转的隔板，其上也有喷嘴，只不过该隔板由抽汽油动机控制，可以旋转。当旋转隔板全开状态时，喷嘴没有被遮挡，该级做功后的蒸汽可以全部通过喷嘴进入下一级继续做功。当抽汽油动机工作，带动旋转隔板旋转时，固定隔板的喷嘴有部分就被旋转隔板所遮挡。对于汽轮机来说，此时该级向后排汽的通流部分减少，隔板前的汽压升高，此时抽汽压力就会提高，随之抽汽流量也会升高，这样就达到了调整抽汽的目的。而旋转隔板的进、出汽量可通过旋转转动环达到调节进、出汽量的目的。目前我国中、小型抽汽式汽轮机多采用旋转隔板来调节汽阀[6]。它适用于抽汽量变化大或通过容积流量大而又要求发出额定功率的汽轮机。

1.4 选题背景

由于旋转隔板的零件种类繁多，装配要求的精度高，如：隔板体与转动环的间隙要求为0.03～0.05mm，且旋转隔板制造工艺流程较长，工步繁多、所涉及工种及设备多，其中还包括渗氮等特殊工艺方法，整个制造过程较复杂。由于转动环和隔板体已经过渗氮处理，返修会面临成本高，返修难度大，且返修周期长等问题[7]。因此从工艺上着力提升隔板的加工技术水平，发展旋转隔板的工艺技术，降低生产成本，提高隔板的工作效率，这对相同结构的机轮机组旋转隔板的制造加工有一定的借鉴和指导性。本文将以旋转隔板的主要部件隔板体为例，说明具体的加工工艺及重要工序T型槽加工的刀具设计。

【参考文献】

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[5]杨潇. 基于磷虾群算法的汽轮机初压优化研究[D].燕山大学,2015.

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