一种新型取料新工具的应用

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(哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150040)

0 引言

水轮机主轴是机组的关键部件，基本全部采用锻造结构，采用锻20SiMn材料，为保证产品质量，此工件全部需要套料，进行机械性能，材料分析等试验，确保产品的原材料质量。原来需要提供老式套料钻加工，周期非常长，占用大设备周期(大型镗床)。随着产品产量的越来越多，技术水平的不断发展，采用新型套料工具，效率大大提高，节省大型数控机床周期，质量好，效率高，现已经全部采用该种技术方法。

1 采取的主要措施

1.1 原工具使用的技术分析

水轮机主件主轴等部件由于采用外锻(外委厂家锻造)，因此返回公司需要套孔取料做试验；原工艺方法为在镗床用套料钻取料，该工具采用原始传统工具，加工工期长；占用大设备周期；原一个孔需要3～4个小时。从生产水轮机主轴一直到今，全部采用该工艺方法及工具。效率不高，工具相对很笨重，由于切削量大，成本高，周期长，操作者使用费力费时。因此急需一种新型工艺解决。

图1 老式套料钻及原主轴套料

水轮机和发电机大轴在法兰上套取试样进行材料性能试验，以前套取试样需用自制的套料钻在镗床上进行(见图1)套取1个试样需要自制套料钻1～2只，效率不高，因此长期配备大量套料钻，从下图可以看出此工具非常笨重，重量20kg左右，而且在使用过程中容易钻头打碎，占用大量时间敲打击碎部分(将其取出)，因此占用人力物力及大设备时间。由于该项产品属常规产品，使用频率高。

图2 新型取芯钻

从上图即可看出，新型合金套料工具，外径φ40mm，壁厚2.5mm，长度在140mm从重量上轻便，装夹简单，大大减轻工具的重量，装夹方便简洁。

1.2 改进措施(新工具试验和使用)

1.2.1 主轴用通用镗床和万能钻取料试验

图3 主轴采用取芯钻套料

通过上述试验，我们取得了非常明显的加工效率和质量。主轴采用外购合金取芯钻加工取料，效率高，效果好。尤其在主轴取料试验上，不但能用大型镗床，而且在万能机床上试验效果也非常好。只需要5～6分钟即可。包括辅助时间10～15分钟左右。该项工艺措施生产周期短，工具轻便。完全能取代传统的工具，能满足试验取料的要求。效率高，节省大型设备周期。目前已经推广应用。

1.2.2 各种材料取芯钻钻孔试验

使用取芯钻，分别通过不同的转速、走刀量对普通钢板，厚钢板及不锈钢板进行钻孔试验，检测孔的光洁度能达到的精度。

图4 试验钻孔

通过多次的试验，根据部件的不同精度要求可以选取不同的参数，推荐一般转数在260r/min，进给量0.12mm的加工参数，内孔的质量非常好。在实际应用中可以根据需要选取和借鉴使用。

1.2.3 新旧工具试验

由于该工具成本高，对新工具和使用过程中损坏的工具也分别进行了试验。通过该项试验我们在实际生产中根据使用性质不同，可以节约成本使用。

图5 新旧工具试验对比

2 结语

通过新技术的推广，改变了一直以来的传统套料加工模式，新型工具具有重量轻便，加工快捷，加工质量高，加工效率高等诸多优点，并通过大量的试验，对切削参数和加工效果有了对比。大大节省工件的生产制造周期，节约大量的制造成本。目前已经在主轴取料及薄板部件上全部推广使用。