改进切削工艺 实现技术攻关与降本双目标(2)

国内发电机制造技术发展经历了三个阶段，制造工艺也从手工、机械、数显加工为主，逐步发展到数控智能化加工，转子嵌线槽内鸠尾槽的加工刀具从之前高速钢材质演变到可转位刀片刀具。起初，SEPC和原来合作的刀具供应商也已将部分方案做成了硬质合金可转位刀片方案。但其中一款刀具从定方案到制造、试加工、修改方案，几次反复试加工总共花了近两年的时间，最终仍然不符合技术要求，最主要的原因在于整体加工性能不好，工件的表面质量无法保证。了解到相关发电行业的一些成功案例后，具有较丰富经验的瓦尔特进入了SEPC的备选名单。

应用在300MW等级上的粗齿型粗铣盘铣刀是瓦尔特和SEPC的首个合作成果。因为转子槽粗加工加工余量大，要求良好的排屑功能，此外关键还不能出现拉铁圈、磨痕。300MW的嵌线槽槽宽38mm,粗铣刀选用的切宽是36mm，单边留1个毫米左右精铣余量。常规的加工工艺是：第一步盘铣刀粗铣后鸠尾槽粗铣，接着盘铣刀第二、三…刀粗铣，结束后再进行盘铣刀精铣，一般都是整槽形一刀到底，然后再进行鸠尾精铣。这其中所使用的粗铣盘铣刀就是瓦尔特牌号为WF341-6092000的盘铣刀，它采用卡口式刀座设计，极适合用于电机转子槽粗/精加工，刀体刚性极好，加工效率高，特别是在精加工时，表面无明显刀痕，粗糙度非常好。

改变看得见

现在看起来一切都很顺利，但实际上双方在设计这款刀具时，也是一波三折。

由于转子槽底比较大，因此刀具加工时受到的阻力比较大，刀盘的抗震性也会差一点。瓦尔特定制的刀具最初被设计成波浪形，效果并不理想，前后实验了3次：第一次把刀座做了调整，第二次是把刀具运回到德国改进，但还有小缺陷，第三次又重新订做了一套新的刀座。但是双方都有着“不达目的不罢休的劲头”，数次在加工现场商讨试验，最终提供出几近完美的解决方案。现在瓦尔特刀具在SEPC的应用已经越来越多，只要有新的产品设计都会在第一时间看到瓦尔特资深技术人员的参与。

同时，降本增效也是SEPC选择刀具的重要条件。比如600MW鸠尾槽由高速钢刀具更换为瓦尔特的刀具后粗糙度由原先的Ra6.3提高至不大于Ra3.2，加工效率由原先使用高速钢刀具加工每个槽需90分钟，提高到使用硬质合金刀具后只需30分钟。虽然刀片消耗成本略高于高速钢刀具方案，但由于加工工时减少，且加工进给量由于比原先提高不少：可以从原来的不足100mm/min提高到240～280mm/min，综合计算下来，实际加工成本的降低依然可观。

目前，1000MW水氢冷、600MW水氢冷III型、300MW水氢冷是SEPC订单最多的拳头产品，年产台份数在25～35台，每年总的产品制造容量稳定在2000~3000万千瓦(3000万千瓦机组一年发电量可达2400亿度)。此外水冷机组也是SEPC另一项引以为傲的自主开发产品，至今已累积制造的水冷机组台份数超过650台。目前，SEPC也已经在研发世界660MW最大水冷发电机组及1200MW等级世界最大二极发电机机组。

随着中国装备制造业的发展，未来生产企业对机床和刀具的要求也越来越高。金属切削机床和刀具作为切削加工的基础工艺装备，被称为 “孪生兄弟”，机床依靠优良的“牙齿”才能发挥最佳作用。可以说刀具性能和质量直接影响到整体生产效率的高低、加工质量的好坏，以及生产技术水平和经济效益，所以国外企业才有“企业的红利在刀刃上”的说法。SEPC正致力于此。
 

发电设备中典型关键零部件如转子轮槽以及转子嵌线鸠尾槽，属于耐热高强度合金钢、不锈钢等难加工材料，切削量大、切削负荷重，对数控刀具的切削性能有很高的要求

对1000MW及以上的二级发电机转子来说，整体静态挠度大，其本体嵌线槽由于槽深深度大,槽壁薄，刚性差，易引起加工变形，加工困难

 

典型转子槽型加工步骤

卫洁忠，上海发电机厂工艺处主任工程师

 

应用在300MW等级转子上的粗齿型粗铣盘铣刀是瓦尔特和SEPC的首个合作成果

现在瓦尔特刀具在SEPC的应用已经越来越多，只要有新的产品设计，都会在第一时间看到瓦尔特资深技术人员的参与