（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046）
摘要：汽轮机部件的装配需要更加精确的操作，而中压隔板是其中最重要的部件之一。其加工精度对装配精度有着重要的影响。由于中压隔板加工过程容易变形，加工功能差。为了保证其精度，需要通过合理的加工工艺，解决加工精度差的问题。
关键词：汽轮机；中压隔板；加工
前言
隔板是汽轮机密的重要零部件，存在着加工性差，易变形等不利加工因素，在加工中难以满足设计的精度等特点，对加工方式方法的选用有较高的要求。550MW汽轮机反动式中压隔板分别安装在中压内缸和隔板套中，共有32级，其主要作用是蒸汽通过各级，使压力降低，速度提高，并按一定的方向喷射出来，进入到动叶片做功，即将蒸汽的热能转变为动能。因此，其加工质量将直接影响整个机组的运行效率。
1专用装夹工装的设计
首先以各级隔板叶片出汽侧端面为定位基准，放在磁性工作台上，再以定位板的内圆作为叶片外圆的定位基准，而首末定位块是为了在组装叶片时，能够快速确定首叶片的位置，从而按顺序安装叶片，保证组装精度和组装效率。利用等高定位块的高度差，控制叶片出汽侧为台阶式的高低差在公差范围内，从而保证工件出汽侧在同一基准面上。为了增加工装的整体装夹刚性，使切削平稳进行，在隔板的内环端面处垫上盖板，盖板上各点处搭上压板，使隔板整体均匀压紧。材料的分析：工件的材料为2Cr12NiMo1W1V，是高强度耐热不锈钢，与45钢做了个比较：①2Cr12NiMo1W1V塑性、韧性略低于45钢，但硬度和强度远远高于45钢，强度、硬度越高，切削力就越大，切削温度也就越高，刀具磨损就越快，材料的加工性能就越差。②2Cr12NiMo1W1V的导热系数λ远低于45钢，导热系数小，热传导性能差，就意味着切削热不易被切屑带走，容易集中在刀尖处加快刀具的磨损。③含有少量的Ni元素，热强性高，会存在一定的加工硬化现象。
2刀具材料的选择与结构设计
由于工件硬度、强度高，切削时产生温度高且不易散热，因此决定提高刀片的强度和硬度，并具有一定的耐磨和耐冲击性能，因此选择了粉末冶金高速钢涂层。根据工件的槽型，选择了自行设计的直槽与勾槽刀，通过对槽型的确定和材料的选择，确定了刀具的结构。
3加工方法
3.1切割方法的选择
分隔板所用的NC30Fe镍基板材从国外采购，由于回厂的NC30Fe合金钢板尺寸较大，如果直接用机床进行加工的话，量比较大，容易造成成本浪费。现考虑先通过切割加工的方式去除大部分的余量，这个过程也可以看作为粗加工。金属材料的切割方法有很多，常采用手工气割、半自动小车切割、等离子切割、超高压水切割4种。本次需要切割的钢板材料是具有硬度高，耐腐蚀，耐高温等特性的镍基合金，同时又要求分隔板切割阶段整板的平面度公差以及机加阶段坡口面的平面度公差不大于3mm，这给切割工作带来了困难。由于本次切割加工的尺寸较大，形状较为复杂，我们发现手工气割和只能走直线，不能进行不规则图形切割的半自动小车切割两种切割方式显然无法满足本次切割的要求。所以只能采用超高压水切割或者数控等离子切割的方法来达到目的。超高压水切割（又称水刀）是利用高压发生器将普通的过滤水加压到100～300MPa，然后再通过内孔直径0.15～0.35mm的喷嘴喷射形成速度为800～1000m/s的高速射流，同时在高速通过的水射流中加入适量的磨料产生高速的摩擦，对切割物产生磨削力从而进行切割。等离子切割是一种以高温高速等离子弧为热源，将切割金属局部熔化，同时利用高速气流将熔化的金属吹走形成狭窄切口的一个过程。数控等离子切割在切割普通碳素钢薄板时具有较大优势，而在切割厚度较大的镍基材料时容易造成割缝过大、割面不整、切口有挂渣等现象。与等离子切割相比，超高压水切割作为冷态切割，不存在热影响区的问题，不会造成热变形，轻易地保证尺寸精度，而且切缝比较窄、切割后表面光滑，使零件可以留有较少的加工余量，方便后续的加工。因此，本次钢板的切割加工采用超高压水切割。
3.2分隔板的加工工艺流程
划线—上机床复检余量及自由状态平面度—留量加工各部尺寸—留量加工圆周方向双面坡口—自然时效7天—复检加工余量及平面度—精加工各部尺寸符图—打磨交检探伤—清洗封存。
4过程质量的控制
4.1加工质量的控制
为保证加工质量，一般从以下几点进行控制：
（1）对机床进行检定，确保其精度能够满足加工要求；
（2）对机床操作人员进行培训，使其对工件及工件的加工过程有充分的了解；
（3）确保图纸、加工工艺、数控编程工艺等技术文件的准确性、有效性；
（4）确认工件的来料状态，包括表面质量、炉卡号、前序执行情况等；
（5）准备合适的工装辅具；
镍基合金的加工特点有以下几点：
①切削力较大：与普通的合金钢材相比，其切削力可达2～5倍；
②切削温度高：高温不但会加剧刀具的损耗，也会使工件产生较大的热变形，使得形状和尺寸精度不易控制；
③加工硬化严重：切削塑性变形区的晶格畸变现象严重，使已加工表面产生加工硬化。
④刀具易磨损：由于加工时产生大量的切削热、加工硬化严重以及高温合金中含有
微观硬点等原因，使刀具磨损严重。因此，选用PVD-(Ti-Al)N涂层刀具、采用合适的乳化切削液、选择匹配的切削参数（进给量、切削速度、切深）是提高加工效率，保证产品质量的有效手段。
4.2清洁度的控制
对于不锈钢及镍基材料来说，清洁度的好坏直接关系到产品质量的好坏，无论在加工前、加工过程中还是加工后都应对其清洁度进行控制。根据大量的实际经验，清洁度的控制主要从以下几方面来进行：
（1）制造过程中必须与不相容的其它材料或环境进行隔离。工作区及周边不允许存在碳钢打磨、焊接等。
（2）镍基钢板切割下料过程中，如需在钢板上活动，操作者必须穿上鞋套。
（3）镍基表面印记及划线不得使用油漆等有污染的物件进行书写，使用不锈钢工具接触表面。
（4）加工成型直接接触的工具、胎具、吊具等，须经过清洁清理，避免在材料表面产生油污、杂质、碳钢等污染，各种辅具不允许直接接触精加工表面，与零件间要有干净棉布、毛毡、木板等隔离。
（5）加工前检查机床是否存在漏油，检查切削液等是否需要更换，确保不会对工件造成污染。
（6）加工中对于设备溅落、渗漏到零件上的油污、切削液、铁屑等，每班次结束前要清理干净。
（7）加工完成后，采用铝基无铁砂轮进行打磨，去除毛刺并防止局部过热。
（8）工序完成后要进行全面的清洗并密封保存。
结束语
通过上述准备措施，我们成功地完成了对该缠绳器缠绳槽的数控切削加工，有效地保证了该产品的机械加工质量，首次实现以旋转后的球头铣刀解决刀具因长径比过大无法切削加工的难题，为今后加工类似工件提出了新的加工工艺方案，开拓了新的机械加工思路。
参考文献：
[1]宋云.复杂曲面数控加工相关技术[M].北京：知识产权出版社，2017.
[2]陈宇.加工中心操作工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2016.