發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁端盲孔的加工工藝

張琳琳，王 俊

(撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械與電子工程系，遼寧撫順113122)

近年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)也持續(xù)穩(wěn)步增長(zhǎng)，因此對(duì)能源的需求在不斷地?cái)U(kuò)大，其中對(duì)電力的需求增長(zhǎng)尤其快速.為了滿足用電量增長(zhǎng)的需要，發(fā)電機(jī)的額定功率較之前有了很大的提升，進(jìn)而對(duì)大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的加工制造精度要求也逐步提高.無(wú)論是歐美的進(jìn)口發(fā)電機(jī)組，還是我國(guó)自主生產(chǎn)的大型發(fā)電機(jī)組，在實(shí)際使用中都涉及安全性問題，包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的材料選擇、機(jī)械性能和加工精度保證、工藝設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中的抗疲勞能力強(qiáng)弱等，都是企業(yè)普遍關(guān)心和高度重視的.本文將針對(duì)工藝設(shè)計(jì)和加工制造精度這些方面存在的問題給出一些行之有效的辦法.

1 加工任務(wù)

4 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加工圖紙如圖1所示，右端內(nèi)孔是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子成品尺寸，其他是半精車尺寸，內(nèi)孔用于安裝導(dǎo)電桿[1]，工件質(zhì)量14.2 kg.

加工要求：內(nèi)孔直徑公差0.1 mm,粗糙度 Ra1.6 μm；孔底設(shè)計(jì)成SR52.5 mm圓弧底，粗糙度Ra1.6 μm，孔底表面不允許有刀痕，端面距離成品有5.0 mm余量. 圓弧孔底的設(shè)計(jì)是為了避免應(yīng)力集中，確保轉(zhuǎn)子正常平穩(wěn)地工作，進(jìn)而保證整個(gè)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全.

2 加工工藝

4 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁端盲孔的加工選用深孔加工機(jī)床(C61200X8)，工件最大回轉(zhuǎn)直徑2.0 m，最大加工工件長(zhǎng)度8.0 m.具體加工工藝如下：

2.1 托輥架位加工

在臥車上加工出用于深孔加工的架位，在轉(zhuǎn)子右端直徑d=505 mm軸頸處，軸向長(zhǎng)度200 mm，直徑510 mm，直徑公差在0～0.02 mm以內(nèi)，表面粗糙度Ra1.6 μm；轉(zhuǎn)子左端外圓處加工寬10 mm的找正帶，橢圓度在0.02 mm以內(nèi)[2].

2.2 鉆孔加工

工件上深孔加工機(jī)床，卡盤端按找正帶找正，找正精度在0.02 mm以內(nèi)，托輥處按架位找正，找正精度在0.02 mm以內(nèi)；安裝直徑d=104 mm深孔鉆頭(BTA結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)排屑)，鉆孔深度2614.5 mm；主軸轉(zhuǎn)速S=25 r/min，鉆桿轉(zhuǎn)速S=160 r/min，進(jìn)給速度Vf=11.0 mm/min[3].

鉆孔時(shí)注意事項(xiàng)：(1)根據(jù)鉆頭直徑加工導(dǎo)向套，公差在0.02～0.05 mm之間，導(dǎo)向套長(zhǎng)度160 mm；(2)導(dǎo)向套前端面上加工出密封槽用于密封住冷卻液，選用油性冷卻液；(3)剛開始鉆入工件時(shí)，進(jìn)給速度要減少至正常進(jìn)給值的1/3.

2.3 浮鏜刀的兩次鏜孔

(1)一次鏜孔.主軸轉(zhuǎn)速S=25 r/min，切深ap=0.3 mm，進(jìn)給速度Vf=5.0 mm/min[4]，浮鏜刀刀體如圖2所示[5].

(2)二次鏜孔.主軸轉(zhuǎn)速S=30 r/min，切深ap=0.2 mm，進(jìn)給速度Vf=5.0 mm/min，浮鏜刀刀夾、刀片如圖3所示[6].

2.4 孔底圓弧的兩次加工

(1)一次加工.采用R=52.5 mm粗加工刀具，圓弧底鏟刀刀體如圖4所示[7](見 86頁(yè))，粗加工鏟刀如圖5所示，主軸轉(zhuǎn)速S=20 r/min，進(jìn)給速度Vf=10.0 mm/min，加工注意事項(xiàng)：要根據(jù)鏟刀片直徑加工導(dǎo)向鍵，公差在0.02～0.05 mm之間，導(dǎo)向套長(zhǎng)度120 mm；粗加工時(shí)要注意鐵屑排出是否順暢，使用油性切削液，孔底進(jìn)給量減少至正常進(jìn)給值的1/3.

(2)二次加工.采用R=52.5 mm精加工刀具，精加工鏟刀如圖6所示，主軸轉(zhuǎn)速S=20 r/min，進(jìn)給速度Vf=10.0 mm/min[8].圖7所示是勵(lì)磁端盲孔加工后的效果，圖8顯示粗糙度測(cè)量值是Ra 0.828 μm，達(dá)到了精度要求.

3 加工結(jié)果分析

(1)工件找正：按照半精車加工出來(lái)的找正帶和架位將工件找正，然后在深孔車床上空轉(zhuǎn)20 min左右，期間觀察轉(zhuǎn)子是否有軸向竄動(dòng)，可在轉(zhuǎn)子端面壓一塊百分表來(lái)觀察竄動(dòng)量.

(2)排屑處理：鉆孔過(guò)程中要注意觀察，根據(jù)鐵屑形狀和排屑通暢程度來(lái)調(diào)整切削參數(shù).

(3)尺寸測(cè)量：目前使用內(nèi)孔表只能測(cè)量到距端面600 mm處的孔徑，再深處測(cè)量不到，圓弧孔底的尺寸只能用成型刀具的尺寸來(lái)保證，粗糙度用內(nèi)窺鏡來(lái)查看，其他直接測(cè)量和檢測(cè)的方法還在探討中.

(4)粗糙度處理：通過(guò)對(duì)比多種處理方法，決定采用拋光方式處理孔和孔底的粗糙度，這樣會(huì)提高加工效率，更好地保證加工質(zhì)量.

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上述大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)孔的加工實(shí)驗(yàn)，特別是對(duì)圓弧孔底設(shè)計(jì)和粗糙度要求的反復(fù)深入研究，摸索出一條工藝路線，提高了勵(lì)磁端盲孔加工尺寸的精度，進(jìn)而保證了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的裝配精度，尤其是內(nèi)孔粗糙度的改善提升了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在工作中的抗疲勞能力，確保了發(fā)電機(jī)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)安全，延長(zhǎng)了發(fā)電機(jī)的使用壽命.