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《機電技術雜志》2014年第二期

1新型同鏜專用設備的結構組成

1.1結構組成福建南電股份有限公司在吸取軸伸貫流式制造經驗的基礎上，自行設計制造了專用加工裝置，該同鏜專用設備由數控鏜車頭、轉位裝置、數控滑臺支承部件及電氣裝置組成。根據導水機構軸孔的加工要求，設計采用如圖2所示的加工裝置。

1.2性能及參數1）同鏜專用設備的性能①數控鏜車頭：可完成鏜孔和車端面的動作，這兩個軸均為數控座標。以滿足導葉孔鏜削及其端面的車削。數控鏜床頭ϕ500mm大刀盤內設有齒輪齒條結構，通過進給伺服電機帶動車削端面。數控鏜車頭的主軸手柄變速為三級，三對變換齒輪共九級，通過變速以適應鏜軸孔大小、粗精加工變化的轉速選擇。在鏜車頭ϕ500mm大刀盤中設置有齒輪齒條裝置，實現車削軸孔端面的運動。②轉位裝置：轉位裝置安裝于滑臺上，用于轉動鏜車頭。當加工完外配水環導葉軸孔，車削軸孔端面后，把鏜車頭沿數控滑臺退至合適位置，再松開鏜車頭，拔出轉位裝置與鏜車頭之間的定位銷，手動轉動轉位裝置到180°死擋鐵后，插入定位銷，再鎖緊鏜車頭。從而實現了鏜車頭鏜削內配水環導葉軸孔的換位要求，以保證內外配水環軸孔同軸度的加工要求。③數控滑臺：驅動鏜車頭前后進給。對于不同型號和規格的貫流機水輪機導水機構大型殼體的導葉軸孔加工，根據內外配水環所形成內腔空間尺寸，通過更換不同長度的數控滑臺，以適應不同型號規格的導水機構軸孔加工，滿足加工需要，減少數控鏜車頭懸伸長度，增強剛度。④支承部件：由底座和斜墊組成，使鏜車頭與水平夾角25°，從而實現鏜削的導葉軸孔與軸線成65°角。⑤電氣控制裝置：控制電機主運動和進給運動的電氣控制屏。2）主要參數①數控鏜車頭：主電機功率7.5kW；主軸轉速范圍50~320r/min；刀盤直徑ϕ500mm；橫向行程120mm；橫向最大進給力7600N；加工直徑ϕ80~500mm。②轉位裝置：手動蝸輪蝸桿180°。③數控滑臺：臺寬400mm；行程320mm；進給伺服電機N=3.5kW。④外形尺寸：鏜車頭軸向總長（含刀具輔具）1475mm；鏜車頭寬度400mm；鏜車頭高度（在斜墊以上）1132mm。

2應用加工工藝

1）定位①內配水環端面定位：在加工平臺上放置電動回轉盤，回轉盤上放置內配水環定位支架。把內配水環定位于支架上。要求：支架平面水平，工件的回轉中心與回轉工作臺同心。②外配水環定位：在加工平臺上放置若干個等高墊塊，在墊塊上各放置一個定位套，把外配水環端面定位于墊套上，調整測量外配水環，使其球面與內配水環同心。要求：外配水環小端平面水平，兩球面之間的距離相等。同時在外配水環下端面上設置了若干個浮動支承，支承位采用滾動輪，以減輕外配水環與內配水環聯接后回轉盤轉動的力矩。③專用加工設備定位：調整專用加工設備的回轉中心線在回轉工作臺中心的射線上，并調整支承部件在徑向上的位置，以保證鏜車頭大刀盤回轉中心線通過兩工件的球心。2）壓緊與聯接①分別壓緊內外配水環于定位點上。②用“內外配水環聯接工具”把兩工作鎖緊聯接成一體，并在適當位置上進行點焊加固。加固后還需復核兩球心的各點的距離尺寸相等。3）加工工藝①鏜孔及車端面時應注意留有足夠的精加工余量（由于毛坯上各孔端面的加工余量不同，故應全面測量各端面的加工余量，以確定端面軸向的最終加工尺寸）以確保精加工尺寸及表面質量。②加工一個孔及端面后，把鏜車頭沿數控滑臺退至合適位置，松開鏜車頭，拔出轉位裝置與鏜車頭之間的定位銷，手動轉動轉位裝置到180°死擋鐵后，插入定位銷，再鎖緊鏜車頭再鏜另一端孔并車端面。③松開外配水環壓緊點，以浮動支承支撐工件，轉動電動回轉盤帶動內外配水環整體轉動，按16等分分度后，重新壓緊外配水環，依次加工其余各導葉孔及端面。

3結語

由于采用了軸孔加工裝置，并在加工工藝方法上進行了多次反復的研究。公司在上杭澗頭電站、內蒙古電站等大中型燈泡貫流式水輪機導水機構的內外配水環導葉軸孔的生產加工中，效率提高了1.5倍以上，用專用的同軸度測量裝置測試，內外配水環的導葉軸孔完全滿足裝配要求，其導水機構轉動靈活，空間結構的導葉棱形錐面密封間隙完全達到技術要求。采用專用設備不必長期占用普通大型鏜床的生產，減輕了大型鏜床負荷，且專用設備只需配備少量規格的數控滑臺就可滿足加工不同型號和規格的燈泡貫流式機組導水機構導葉孔的加工要求。

作者：陳玉宇單位：福建南電股份有限公司