燃气轮机点火器滚压工艺研究

康彦文

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046）

1 引言

燃气轮机的制造复合了多项高精尖技术，涉及了机械制造、热能动力、表面处理、材料、特种加工等多学科、多领域的交叉。燃气轮机产品和产业的技术水平，是这个国家制造业发展水平的标志。本文介绍的产品是燃气轮机核心部件燃烧室中的点火器。点火器是燃烧室的关键零部件，点火器的好坏，直接关系到燃烧室能否点火燃烧。因此点火器的制造也是极其关键。

2 燃气轮机点火器结构及滚压中存在的问题

燃气轮机点火器结构如图1所示。

图1

该点火器制造的主要难度在于件1与件5之间的滚压。

（1）工件上部形状比较特殊，采用什么设备、如何装夹？

（2）件1和件5未滚压前没有固定，件1前后移动，不固定则无法滚压。

（3）采用什么样的滚压工具，如何进行滚压？

（4）滚压会不会出现裂纹以及褶皱等？

3 确定加工方案

（1）工件的滚压采用卧式车床，卧式车床装夹工件时采用三爪夹盘，此工件无装夹部位，因此特设计一个工装（见图2），既能起到装夹作用，又能起到固定零件的作用。工装由芯轴、法兰、螺帽构成，芯轴穿过工件，起到定中心作用，法兰通过螺帽压紧工件，使工件在轴向、径向不能移动，车床三爪夹盘夹住工装芯轴，经过装夹工装装夹后，工件被牢固固定在卧式车床上，件1与件5不能产生相对移动，为滚压做了良好的准备。

图2 装夹工装

（2）针对碾压工具进行专门设计（见图3），碾压工具重点在于滚压头的设计样式。滚压头选用具有较高硬度的特殊材质制成。滚压头表面进行涂层，涂层光滑，做到不粘铁屑等杂质，避免滚压头黏贴杂质在滚压时压入工件表面或使滚压头表面产生凸凹不平，从而影响表面质量。滚压头的头部为球面，球面为R2.5，滚压时滚压头与工件是线接触，这样滚压时压力才能够连续、均匀，滚压出来的效果才能理想。滚压时把滚压工装装夹到卧式车床的刀排上，使滚压工具替代常规加工刀具，让滚压工具的滚轮与工件进行接触滚压，通过刀排及刀架的轴向、径向移动进给，带动滚压工具进给。通过不同的进给方式进行几次试验，效果都不是很理想，试验件均产生裂纹（见图4），我们进行分析，认为滚压参数及滚压工具没有问题，应该是工件自身材质对滚压产生了影响。为此我们选择其它材质进行试验，试验结果令人满意。因此，我们对这种材质产生的裂纹进行深入分析，原因在于工件来料状态是未热处理状态交货，机械加工的应力以及材料本身的应力叠加在一起，滚压时应力过大，产生裂纹不可难免。针对这一问题，我们又对试验件进行回火热处理，经过几次热处理试验效果，最终将其温度设定到1050℃。再经过滚压，试验件达到图纸要求（见图5），结果令人满意。

图3 滚压工具

图4

图5

4 结语

新型的滚压方式与以前常规制造业所采用的方式不同，新型滚压方式采用的滚压装置既能象车刀一样选择调节进给量、走刀速度，又能不进行余量去除，仅通过金属塑性变形就能达到设计要求。这种新型滚压方式不仅能大大地提高生产效率，还能控制常规生产加工过程中所不能控制的问题。由于滚压工具能够选择进给量，就能有效地控制变形尺寸，这样生产出来的产品表面厚度均匀，光滑度好，能更好地满足设计要求。又由于设计的滚压工具为持续进给，所以金属各处尺寸变形量均匀一致，保证了产品质量，增加了企业效益。