燃气轮机火焰筒密封槽加工工艺研究

康彦文

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046）

1 引言

燃气轮机的火焰筒是燃气轮机的核心部件，关系到燃气轮机的热耗、性能以及排放等众多燃气轮机的指标。如果火焰筒一旦损坏将导致危险后果而停机，因此对火焰筒的制造提出了很高的要求。

2 结构组成

火焰筒主要是由进口锥、8 节锥筒、混合器、座圈等构成（见图1）。锥筒、混合器均是由2mm 厚的高温合金板拼焊而成。

图1

在座圈两侧有两个密封槽（图2），相邻两个火焰筒的密封槽相对，在其中插入密封片，其作用是阻止空气在安装火焰筒的密闭型腔内外串动。

图2

由于密封槽宽度较窄，并且座圈的材质为热强高温合金，难于加工。同时由于火焰筒形状不够规则，并且主体零件壁厚较薄，装夹性能差。上述两点造成了火焰筒难加工。

3 工艺方案确定

（1）由于座圈材质为热强高温合金，键槽较窄，使用的刀具直径必须要小于键槽宽度才能进行生产，为此我们对不同材质的刀具进行了大量的、不同参数的工艺试验。如高速钢的铣刀、硬质合金的铣刀、涂层的高速钢铣刀、涂层的硬质合金铣刀等。通过试验发现高速钢铣刀加工时刀具磨损量较大，普通的硬质合金刀具磨损量也比较大，经过涂层的硬质合金刀具磨损程度要远好于其他刀具，并且不易折断。经过一些参数调整，其加工出键槽的表面质量也能满足图纸要求，因此我们选用涂层硬质合金刀具直径为φ2.6，分3 次加工即可满足要求。

（2）对于形状不规则、壁厚较薄的零件，我们设计一个专用工装进行装夹固定，具体结构如图3。

图3

此工装原理是通过理论计算，计算好工装各单件尺寸，通过工装组装将零件固定牢固。支撑板3 上面定位止口插入零件头部进口锥处，竖板6 圆弧定位尺寸与零件尾部座圈圆弧处贴合，这样将零件的倾斜角度确定，达到每件零件安装都不会出现偏差。通过挡铁9 把紧将零件的轴向方向固定，防止在生产加工中零件前后移动影响加工精度。再通过固定块8 安装到零件座圈上的方搭子上，限制了零件圆周方向旋转以及左右移动。通过工装的各方向固定，限制了竖板6 各方向的自由度，确保零件在生产时不会出现移动。由于工装是由足够厚度的钢板制造而成，其刚性、强度能够满足生产需求，加工时切削力通过零件传递到工装上，确保零件不会因壁薄发生振动现象，保证了生产制造要求。

4 结语

通过对热强高温合金窄槽加工参数的深入摸索，已经完全掌握了小直径铣刀加工热强高温合金的技术，可为同行业提供技术参考，同时针对工件特点制造的工装操作简单，方便装夹，有效地解决了燃气轮机薄壁件在生产制造过程的振动问题，通过工装设计，保证了同种产品多个零件在生产制造中的一致性，保证了制造质量、降低了制造成本，适合燃机批量生产的特点，降低了操作者的劳动强度，提高了生产效率，增加了企业效益。