專利名稱：一種汽輪機(jī)高壓噴嘴組的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)高壓噴嘴組的加工方法。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)高壓噴嘴組(參見圖1)是使蒸汽室的熱能有效地轉(zhuǎn)換為動(dòng)能并對(duì)汽流起到一定導(dǎo)向作用的重要部件。同時(shí)由于高壓噴嘴組是汽輪機(jī)通流部分中承受汽溫最高的部件，也是汽輪機(jī)做功的主要部件，這將對(duì)汽輪機(jī)高壓噴嘴組汽流通道面積的要求特別高，高壓噴嘴組的密封要求也特別高。本汽輪機(jī)高壓噴嘴組是驅(qū)動(dòng)給水泵用變速凝汽式汽輪機(jī)中全新結(jié)構(gòu)形式的噴嘴組。其結(jié)構(gòu)的特別之處在于高壓噴嘴組的外形結(jié)構(gòu)為一扇形環(huán)，在靠近高壓噴嘴組兩端的出汽端的表面2上分別徑向開設(shè)ー密封槽3，在該兩密封槽3之間均布地設(shè)有十二組汽流通道。每組汽流通道的型腔結(jié)構(gòu)有多段構(gòu)成，即在噴嘴組的進(jìn)汽端的表面1上開設(shè)的是直盲孔10，該直盲孔10的深度、節(jié)圓角及底部倒角的要求都非常高，在噴嘴組的出汽端的表面2上開設(shè)的是斜盲孔20，該斜盲孔20的軸線與出汽端2表面的夾角為 α，整個(gè)斜盲孔20由三段孔構(gòu)成，即由沉孔21、錐形孔22、連接圓弧23組成，孔徑公差、節(jié)圓角等分要求特別高；進(jìn)汽端的直盲孔10尾部與出汽端的斜盲孔20的尾部接通，形成一組汽流通道；相鄰兩組汽流通道在直盲孔10與斜盲孔20的連接處的最小間距僅為2. 48mm, 不得鉆穿。因此有一定的加工難度?，F(xiàn)有的高壓噴嘴組的汽流通道的型腔結(jié)構(gòu)為整體結(jié)構(gòu)，可以采用電脈沖的方法來加工，而本高壓噴嘴組的汽流通道的結(jié)構(gòu)完全不同于現(xiàn)有的高壓噴嘴組的汽流通道的結(jié)構(gòu)，不能采用電脈沖的方法加工。因此亟待研制一種適應(yīng)本高壓噴嘴組的加工方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種汽輪機(jī)高壓噴嘴組的加工方法，它能使高壓噴嘴組的加工質(zhì)量得到可靠保證。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種汽輪機(jī)高壓噴嘴組的加工方法，所述高壓噴嘴組的外形結(jié)構(gòu)為ー內(nèi)圓半徑為r、外圓半徑為R、弧角為θ的扇形環(huán)，在靠近高壓噴嘴組兩端的出汽端的表面上分別與兩端面平行地開設(shè)ー密封槽，在該兩密封槽之間均布地設(shè)有十二組汽流通道，每組汽流通道的型腔結(jié)構(gòu)為在噴嘴組的進(jìn)汽端開設(shè)的是直盲孔，在噴嘴組的出汽端開設(shè)的是斜盲孔，該斜盲孔的中心線與所述出汽端的表面的夾角為α，整個(gè)斜盲孔由頭尾連接的沉孔、錐形孔、連接圓弧構(gòu)成，所述直盲孔的尾部與所述斜盲孔的尾部接通。所述加工方法包括下列步驟步驟一，噴嘴組外形的粗加工，包括a.在ー個(gè)扇形坯件上粗加工噴嘴組的內(nèi)、外圓面、兩端面、進(jìn)汽端的表面及出汽端的表面，在加工外圓面、進(jìn)汽端的表面和出汽端的表面時(shí)放出精加工余量即可，在加工內(nèi)圓面時(shí)徑向放出一有效寬度為ε的扇形余量環(huán)，在加工兩端面吋，分別向外擴(kuò)放出一有效弧角為δ的余量弧段，形成ー內(nèi)圓半徑為r-ε、外圓半徑為R、弧角為θ+2 δ的噴嘴組的預(yù)成型坯件；b.在所述預(yù)成型坯件的進(jìn)汽端的表面上按照設(shè)計(jì)圖紙劃出十二根等分角度的直盲孔輻射線，該十二根直盲孔輻射線的節(jié)圓角等于兩相鄰直盲孔之間的節(jié)圓角，在所述余量環(huán)的表面上刻出一定位孔節(jié)圓線，在進(jìn)汽端的表面刻出一直盲孔節(jié)圓線，在出汽端的表面上按照設(shè)計(jì)圖紙劃出十二根等分角度的斜盲孔輻射線及一根斜盲孔節(jié)圓線，該十二根斜盲孔輻射線的節(jié)圓角等于兩相鄰斜盲孔之間的節(jié)圓角；C.在所述定位孔節(jié)圓線與十二根直盲孔輻射線的相交點(diǎn)上分別鉆出一定位孔，并在所述預(yù)成型坯件的兩端面與內(nèi)圓面相交的角上分別銑削一段與所述預(yù)成型坯件的角平分線垂直的校調(diào)平面，以形成一噴嘴組的次成型坯件；步驟二，進(jìn)汽端直盲孔的加工，包括a.把所述次成型坯件豎立安裝在一具有定位銷孔的專用工裝中，用銷子分別插入所述次成型坯件上的定位孔與所述專用工裝的定位銷孔中安裝定位，必須保證加工機(jī)床的主軸與所述次成型坯件的進(jìn)汽端的表面的夾角為90° ；b.在所述直盲孔節(jié)圓線與一根所述直盲孔輻射線的相交點(diǎn)偏移一有效距離L后鉆一小直盲孔，該小直盲孔的直徑是所述直盲孔的直徑的三分之二而深度比所述直盲孔的深度深h ；C.在所述直盲孔節(jié)圓線與所述直盲孔輻射線的相交點(diǎn)上按所述直盲孔的直徑鉆、鉸所述直盲孔，該直盲孔應(yīng)內(nèi)切于所述小直盲孔，以完成一個(gè)直盲孔；d.將完成上述加工步驟的次成型坯件旋轉(zhuǎn)一個(gè)節(jié)圓角，再重復(fù)步驟二 a至步驟二c加工下一個(gè)直盲孔，直至完成十二個(gè)直盲孔的加工；步驟三，出汽端斜盲孔的加工，包括a.先將已完成直盲孔加工的次成型坯件翻面并重新豎立安裝在所述專用工裝中裝夾定位；b.旋轉(zhuǎn)加工機(jī)床的工作臺(tái)面，使加工機(jī)床的主軸與所述次成型坯件的出汽端的表面的夾角為α ；C.在所述斜盲孔節(jié)圓線與所述斜盲孔輻射線的相交點(diǎn)上銑出所述斜盲孔的沉孔；d.鉆、擴(kuò)所述斜盲孔的錐形孔，放出0. 2mm的余量；e.倒刮準(zhǔn)所述沉孔及所述斜盲孔的連接圓弧，使進(jìn)汽端的所述直盲孔的尾部側(cè)面與出汽端的連接圓弧的尾部接通并光滑連接；f.鉸準(zhǔn)所述斜盲孔的錐形孔，形成完整的一組汽流通道；g.將完成上述加工步驟的次成型坯件旋轉(zhuǎn)一個(gè)節(jié)圓角，再重復(fù)步驟三c至步驟三f加工下一個(gè)斜盲孔，直至完成十二個(gè)斜盲孔的加工，并完成十二組汽流通道的加工；步驟四，進(jìn)汽端的密封槽的加工，在已完成十二組汽流通道加工的次成型坯件上按圖紙要求在出汽端的表面上銑準(zhǔn)兩條密封槽，以形成一噴嘴組的再成型坯件；步驟五，噴嘴組外形的精加工，包括a.以所述再成型坯件的進(jìn)汽端的表面為基準(zhǔn)，磨準(zhǔn)進(jìn)汽端的表面和出汽端的表面，以保證進(jìn)汽端的表面和出汽端的表面之間平行度的要求；b.精削所述噴嘴組的內(nèi)、外圓及兩端面。
本發(fā)明的汽輪機(jī)高壓噴嘴組的加工方法的技術(shù)方案，適用于所有噴嘴型腔的制造定位、節(jié)圓角等分高要求、分別從兩端面加工直盲孔和斜盲孔并且外形為扇形結(jié)構(gòu)的零件制造。完全保證每個(gè)噴嘴型腔的加工精確定位在孔中心線、孔節(jié)圓線、通過圓心的輻射線等三線交點(diǎn)上，成功地解決了該類高壓噴嘴組零件的工藝制造精度和制造質(zhì)量。本發(fā)明的加工方法，完全具有合理性、可操作性和創(chuàng)新性，是一種非常實(shí)用的加工方法，能使高壓噴嘴組的加工質(zhì)量得到可靠保證，并能有效地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。


圖1為汽輪機(jī)高壓噴嘴組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為汽輪機(jī)高壓噴嘴組中汽流通道的放大圖；圖3為汽輪機(jī)高壓噴嘴組中汽流通道的型腔剖面圖；圖4為圖1中的F-F向視圖；圖fe為汽輪機(jī)高壓噴嘴組再成型坯件進(jìn)汽端的表面結(jié)構(gòu)示意圖；圖恥為汽輪機(jī)高壓噴嘴組再成型坯件出汽端的表面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明本發(fā)明的一種汽輪機(jī)高壓噴嘴組的加工方法，所加工的高壓噴嘴組(見圖1至圖3)的外形結(jié)構(gòu)為一內(nèi)圓半徑為r、外圓半徑為R、弧角為θ的扇形環(huán)，在靠近高壓噴嘴組兩端的出汽端的表面2上分別與兩端面平行地開設(shè)一密封槽3，在該兩密封槽3之間均布地設(shè)有十二組汽流通道4，每組汽流通道的型腔結(jié)構(gòu)為在噴嘴組的進(jìn)汽端開設(shè)的是直盲孔10，在噴嘴組的出汽端開設(shè)的是斜盲孔20，該斜盲孔20的軸線與出汽端表面2的夾角為α，整個(gè)斜盲孔20由頭尾連接的沉孔21、錐形孔22、連接圓弧23構(gòu)成，并且直盲孔10的尾部與斜盲孔20的尾部接通。本發(fā)明的一種汽輪機(jī)高壓噴嘴組的加工方法包括下列步驟步驟一，噴嘴組外形的粗加工，包括a.在一個(gè)扇形坯件上粗加工噴嘴組的內(nèi)、外圓面、兩端面、進(jìn)汽端的表面及出汽端的表面，在加工外圓面、進(jìn)汽端的表面和出汽端的表面時(shí)放出精加工余量即可，在加工內(nèi)圓面時(shí)徑向放出一有效寬度為ε的扇形余量環(huán)5，在加工兩端面時(shí)，分別向外擴(kuò)放出一有效弧角為S的余量弧段6，形成一內(nèi)圓半徑為r-ε、外圓半徑為R、弧角為θ+2 δ的噴嘴組的預(yù)成型坯件；b.在預(yù)成型坯件的進(jìn)汽端的表面上按照設(shè)計(jì)圖紙劃出十二根等分角度的直盲孔輻射線101，該十二根直盲孔輻射線101的節(jié)圓角等于兩相鄰直盲孔之間的節(jié)圓角β，在余量環(huán)5的表面上刻出一定位孔節(jié)圓線90，在進(jìn)汽端的表面刻出一直盲孔節(jié)圓線102，在出汽端的表面上按照設(shè)計(jì)圖紙劃出十二根等分角度的斜盲孔輻射線201及一根斜盲孔節(jié)圓線202，該十二根斜盲孔輻射線201的節(jié)圓角等于兩相鄰斜盲孔之間的節(jié)圓角γ ；C.在定位孔節(jié)圓線90與十二根直盲孔輻射線101的相交點(diǎn)上分別鉆出一定位孔9，其作用是保證下道工序節(jié)圓角分度、翻身后再加工的定位精確性，并在預(yù)成型坯件的兩端面與內(nèi)圓面相交的角上分別銑削一段與預(yù)成型坯件的角平分線100垂直的校調(diào)平面7，方便下道工序中校調(diào)及找正，以形成一噴嘴組的次成型坯件；步驟二，進(jìn)汽端直盲孔的加工，包括a.把所述次成型坯件豎立安裝在一具有定位銷孔的專用工裝中，用銷子分別插入次成型坯件上的定位孔9與專用工裝的定位銷孔中安裝定位，必須保證加工機(jī)床的主軸與次成型坯件的進(jìn)汽端的表面的夾角為90° ；b.在直盲孔節(jié)圓線102與一根直盲孔輻射線101的相交點(diǎn)偏移一有效距離L后鉆一小直盲孔11，該小直盲孔11的直徑是直盲孔10的直徑的三分之二，而深度比直盲孔10的深度深h，既方便與出汽端的斜盲孔20接通，又可以防止相鄰兩組汽流通道最小間距僅為P = 2. 48mm相互接穿(見圖4)；C.在直盲孔節(jié)圓線102與直盲孔輻射線101的相交點(diǎn)上，按直盲孔10的直徑鉆、鉸直盲孔10，該直盲孔10應(yīng)內(nèi)切于小直盲孔11，以完成一個(gè)直盲孔10的加工；d.將完成上述加工步驟的次成型坯件旋轉(zhuǎn)一個(gè)節(jié)圓角，再重復(fù)步驟二 a至步驟二c加工下一個(gè)直盲孔，直至完成十二個(gè)直盲孔的加工；步驟三，出汽端斜盲孔的加工，包括a.先將已完成直盲孔加工的次成型坯件翻面并重新豎立安裝在專用工裝中裝夾定位；b.旋轉(zhuǎn)加工機(jī)床的工作臺(tái)面，使加工機(jī)床的主軸與次成型坯件的出汽端的表面的夾角為α ；C.在斜盲孔節(jié)圓線202與斜盲孔輻射線201的相交點(diǎn)上銑準(zhǔn)出汽端沉孔21，防止在斜面上鉆孔時(shí)偏心；d.鉆、擴(kuò)錐形孔22，放出0. 2mm的余量；e.倒刮準(zhǔn)沉孔21及連接圓弧23，使進(jìn)汽端的直盲孔10的尾部側(cè)面與出汽端的連接圓弧23的尾部接通并光滑連接；f.鉸準(zhǔn)錐形孔22，形成完整的一組汽流通道；g.將完成上述加工步驟的次成型坯件旋轉(zhuǎn)一個(gè)節(jié)圓角，再重復(fù)步驟三c至步驟三f加工下一個(gè)斜盲孔，直至完成十二個(gè)斜盲孔20的加工，并完成十二組汽流通道4的加工；步驟四，進(jìn)汽端的密封槽的加工，在已完成十二組汽流通道加工的次成型坯件上按圖紙要求在出汽端的表面上銑準(zhǔn)兩條密封槽3，以形成一噴嘴組的再成型坯件(見圖fe和圖5b)；步驟五，噴嘴組外形的精加工，包括a.以再成型坯件的進(jìn)汽端的表面為基準(zhǔn)，磨準(zhǔn)進(jìn)汽端的表面1和出汽端的表面2，以保證進(jìn)汽端的表面1和出汽端的表面2之間平行度的要求；b.精削噴嘴組的內(nèi)、外圓及兩端面。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種汽輪機(jī)高壓噴嘴組的加工方法，所述高壓噴嘴組的外形結(jié)構(gòu)為ー內(nèi)圓半徑為 r、外圓半徑為R、弧角為θ的扇形環(huán)，在靠近高壓噴嘴組兩端的出汽端的表面上分別與兩端面平行地開設(shè)ー密封槽，在該兩密封槽之間均布地設(shè)有十二組汽流通道，每組汽流通道的型腔結(jié)構(gòu)為在噴嘴組的進(jìn)汽端開設(shè)的是直盲孔，在噴嘴組的出汽端開設(shè)的是斜盲孔，該斜盲孔的中心線與所述出汽端的表面的夾角為α，整個(gè)斜盲孔由頭尾連接的沉孔、錐形孔、 連接圓弧構(gòu)成，所述直盲孔的尾部與所述斜盲孔的尾部接通，其特征在干，所述加工方法包括下列步驟步驟一，噴嘴組外形的粗加工，包括a.在ー個(gè)扇形坯件上粗加工噴嘴組的內(nèi)、外圓面、兩端面、進(jìn)汽端的表面及出汽端的表面，在加工外圓面、進(jìn)汽端的表面和出汽端的表面時(shí)放出精加工余量即可，在加工內(nèi)圓面時(shí)徑向放出一有效寬度為ε的扇形余量環(huán)，在加工兩端面吋，分別向外擴(kuò)放出一有效弧角為 δ的余量弧段，形成ー內(nèi)圓半徑為r-ε、外圓半徑為R、弧角為θ+2 δ的噴嘴組的預(yù)成型坯件；b.在所述預(yù)成型坯件的進(jìn)汽端的表面上按照設(shè)計(jì)圖紙劃出十二根等分角度的直盲孔輻射線，該十二根直盲孔輻射線的節(jié)圓角等于兩相鄰直盲孔之間的節(jié)圓角，在所述余量環(huán)的表面上刻出一定位孔節(jié)圓線，在進(jìn)汽端的表面刻出一直盲孔節(jié)圓線，在出汽端的表面上按照設(shè)計(jì)圖紙劃出十二根等分角度的斜盲孔輻射線及一根斜盲孔節(jié)圓線，該十二根斜盲孔輻射線的節(jié)圓角等于兩相鄰斜盲孔之間的節(jié)圓角；C.在所述定位孔節(jié)圓線與十二根直盲孔輻射線的相交點(diǎn)上分別鉆出一定位孔，并在所述預(yù)成型坯件的兩端面與內(nèi)圓面相交的角上分別銑削一段與所述預(yù)成型坯件的角平分線垂直的校調(diào)平面，以形成一噴嘴組的次成型坯件； 步驟ニ，進(jìn)汽端直盲孔的加工，包括a.把所述次成型坯件豎立安裝在一具有定位銷孔的專用エ裝中，用銷子分別插入所述次成型坯件上的定位孔與所述專用エ裝的定位銷孔中安裝定位，必須保證加工機(jī)床的主軸與所述次成型坯件的進(jìn)汽端的表面的夾角為90° ；b.在所述直盲孔節(jié)圓線與ー根所述直盲孔輻射線的相交點(diǎn)偏移一有效距離L后鉆ー 小直盲孔，該小直盲孔的直徑是所述直盲孔的直徑的三分之ニ而深度比所述直盲孔的深度深いC.在所述直盲孔節(jié)圓線與所述直盲孔輻射線的相交點(diǎn)上按所述直盲孔的直徑鉆、鉸所述直盲孔，該直盲孔應(yīng)內(nèi)切于所述小直盲孔，以完成ー個(gè)直盲孔；d.將完成上述加工步驟的次成型坯件旋轉(zhuǎn)ー個(gè)節(jié)圓角，再重復(fù)步驟ニ a至步驟ニ c加 エ下ー個(gè)直盲孔，直至完成十二個(gè)直盲孔的加工； 步驟三，出汽端斜盲孔的加工，包括a.先將已完成直盲孔加工的次成型坯件翻面并重新豎立安裝在所述專用エ裝中裝夾定位；b.旋轉(zhuǎn)加工機(jī)床的工作臺(tái)面，使加工機(jī)床的主軸與所述次成型坯件的出汽端的表面的夾角為α ；C.在所述斜盲孔節(jié)圓線與所述斜盲孔輻射線的相交點(diǎn)上銑出所述斜盲孔的沉孔； d.鉆、擴(kuò)所述斜盲孔的錐形孔，放出0. 2mm的余量；e.倒刮準(zhǔn)所述沉孔及所述斜盲孔的連接圓弧，使進(jìn)汽端的所述直盲孔的尾部側(cè)面與出汽端的連接圓弧的尾部接通井光滑連接；f.鉸準(zhǔn)所述斜盲孔的錐形孔，形成完整的ー組汽流通道；g.將完成上述加工步驟的次成型坯件旋轉(zhuǎn)ー個(gè)節(jié)圓角，再重復(fù)步驟三c至步驟三f加 エ下ー個(gè)斜盲孔，直至完成十二個(gè)斜盲孔的加工，并完成十二組汽流通道的加工；步驟四，進(jìn)汽端的密封槽的加工，在已完成十二組汽流通道加工的次成型坯件上按圖紙要求在出汽端的表面上銑準(zhǔn)兩條密封槽，以形成一噴嘴組的再成型坯件； 步驟五，噴嘴組外形的精加工，包括a.以所述再成型坯件的進(jìn)汽端的表面為基準(zhǔn)，磨準(zhǔn)進(jìn)汽端的表面和出汽端的表面，以保證進(jìn)汽端的表面和出汽端的表面之間平行度的要求；b.精削所述噴嘴組的內(nèi)、外圓及兩端面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽輪機(jī)高壓噴嘴組的加工方法，所述高壓噴嘴組的外形結(jié)構(gòu)為一內(nèi)圓半徑為r、外圓半徑為R、弧角為θ的扇形環(huán)，在靠近高壓噴嘴組兩端的出汽端的表面上分別與兩端面平行地開設(shè)一密封槽，在該兩密封槽之間均布地設(shè)有十二組汽流通道，每組汽流通道的型腔結(jié)構(gòu)為在噴嘴組的進(jìn)汽端開設(shè)的是直盲孔，在噴嘴組的出汽端開設(shè)的是斜盲孔，該斜盲孔的中心線與所述出汽端的表面的夾角為α，整個(gè)斜盲孔由頭尾連接的沉孔、錐形孔、連接圓弧構(gòu)成，所述直盲孔的尾部與所述斜盲孔的尾部接通。所述加工方法包括下列步驟噴嘴組外形的粗加工；進(jìn)汽端直盲孔的加工；出汽端斜盲孔的加工；進(jìn)汽端的密封槽的加工；噴嘴組外形的精加工。
文檔編號(hào)B23P15/16GK102581581SQ20111000142
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者周輝峰, 王敏, 蔡振銘 申請(qǐng)人:上海電氣電站設(shè)備有限公司