江苏新扬子造船有限公司 江苏靖江 214532
摘要： 本文针对M701F 燃气轮机相关汽封圈所进行机械加工的相关工艺进行研究，对于两半结构的铸铝气封圈齿形加工和加工变形问题给予了处置；并且对于弧段轴向搭接式铸铝气封圈的搭接面和齿形加工以及装夹方式进行了处置；同时对于内孔焊接蜂窝齿自身大直径多弧段的透平静叶环蜂窝气封圈焊前还有焊后的内外圆及弧段端面和平衡孔等的加工等相关问题进行了处置；探索并且总结出了一套燃气轮机相关汽封圈的机械的加工工艺形式，其给我国燃气轮机技术自身的开发以及研究打下了非常好的基础。
关键词：燃机；汽封圈；加工工艺
燃气轮机发电机组自身的特点是安全并且高效，同时其自身还有着节能以及环保等多种优点，最近几年来气自身的发展速度是非常快速的。我国的东汽和国外的想制作公司共同的进行合作，引入并且生产出了M701F 级燃气轮机发电的机组，这显示出我国燃气轮机技术在进行研究以及开发还有生产制造过程中和相关的技术已经真正的进到了一种国产化的趋势。汽封圈属于燃气轮自身机组通流系统上非常主要的一种密封部件，去对于机组自身运行上的稳定性有着非常主要的作用。两半结构的铸铝气封圈和弧段轴向搭接式的铸铝气封圈以及透平静叶环蜂窝气封圈等材质特殊并且结构相对复杂，其自身的加工工艺性并不好，其属于当前我国首次去进行加工并完成制造的。
1 结构特点
1.1两半结构的铸铝汽封圈（见图1）
图2 搭接式汽封圈结构示意图
材料为铸铝（AC4C-F），多弧段轴向搭接式的结构，相关弧段的轴向结合面需要其彼此链接的过程中不产生间隙，其周围的两结合面分别为0.56±0.03 mm 以及0.81 mm 的间隙去进行配合，齿形为15°尖齿和齿顶直径上的公差是±0.05 mm。
1.3 蜂窝汽封圈
材料使用的是HASTELLOY X 的气封片按网格形式焊接在钢背额内孔和大直径得多弧段组圈结构，钢背所使用的材料是SUS310S与SUS410HP，其都是属于一种高温并且并不是很好进行加工的材料，直径大。
2.加工方案制定
2.1两半结构的铸铝气封圈
按照零件当前的结构和材料自身的特性，使用内外圆与端面还有中分面粗去完成加工，多次半精加工以及最后精加工的工艺流程，装夹的时候尤其是最后进行精加工的时候装夹使用的是胎具去对其进行定位，并且压板轻压与自由状态的形式是比较相近的，并且大前角刀具和合理冷却的形式去使其能够达成对于加工变形进行控制的主要目的；并且选择硬质合金大前角专业的夹齿刀去对工齿形进行加工，使其能够对加工过程中产生的烂齿以及倒齿的问题进行控制。
结果检查和分析：加工出的零件精细检查其产生变形的情况并不是十分明显，中分面收缩量低于0.02 mm，齿形非常的整齐美观，表面产生的粗糙度达到了Ra3.2，其与设计的需要保持一致。因为有色金属自身的导热系数比较高，所以在进行加工的时候经常会出变形，试验的时候使用两次半精车，并选择较小的切削用量，其降低了了每道工序的加工余量，减少切割热量的产生，加上冷却液的合理使用，有效加快切割热损失的加工，使气环在变形过程中得到有效的控制; 同时，硬质合金使用前角颚刀提高牙齿表面质量，加上刀具几何参数的合理选择，使切屑平滑，避免了出现烂齿问题。
2.2搭接式汽封圈
经过粗加工切割成弧形，与加工中心底部相同的端部通过加工重叠表面的弧面：设计专用夹具针定位，除了剩余余量的面积 ，剩余的段落是相同的尺寸加工（公差在0.02毫米的控制范围内）; 在垂直车上安装专用轮胎，由钳工与修复电弧，在圆周接头处要求的接缝处要求加工垫片，通过修补边缘与边缘达到要求 找到合适的压板，进行半精加工，齿轮加工采用大前角专用工具，以满足搭接要求和加工目的。
2.3铣削试验加工过程
（1）对精密虎钳，铣削两侧电弧厚度（A-1）mm，厚度差在0.03mm以内（见图2）。
（2）夹具垂直悬挂，找到参考平面在0.005mm以内，并按下两个径向定位销，找到垂直于0.01 mm的主轴，固定夹具。
（3）电弧到位，以尽量减少一部分表面的铣削弧面的数量;电弧U形转弯夹，弧形部分和外圆弧之间的三个定位销销，一周到该部分，以确保弦长最大圆周长度Ymm（根据附图所示的重叠面） 4毫米之后重叠）。
（4） 按照产品图纸把一圈的8 弧段都先铣出气侧H±0.1×G±0.13 搭接凹面到H+0.10 ×（G+1.5）+0.050 ，并在弧段出气侧写上出气侧及弧段号。
（5） 将弧段调头翻身，出气侧向下，将8 弧段中的1～7 弧段均按图将I±0.13×（G+1.5）±0.13 搭接凸面铣至I+0.10 ×（G+1.5）+0.050 ，第8 弧段的搭接凸面按I+0.10 ×（G+1.7）+0.050 铣出（即轴向留0.2mm 修配量）。
2.4蜂窝汽封圈
焊接前板在车床上用弧形粗糙的专用轮胎定位夹具，结合进口切削加工的切削加工件，松夹，然后加工方法进行加工，控制加工变形的目的。 在具有蜂窝孔和轴向端面的专用轮胎上已经完成了焊后加工（蜂窝的内外轴向厚度）。 压力和顶部组合方法用于确保定位，采用可变深度切割方法进行圆柱精加工，以控制圆弧的径向厚度一致目的。 特殊钻孔设计，采用整体硬质合金钻头，数控镗床或加工中心进行通孔加工，确保其位置和尺寸要求。
结语
结合上文，本文主要是针对气轮机气封圈自身的制造工艺去进行研究并且完成产品试制的，其非常好的对于燃机气封圈自身的加工难题给予处置，并且其加工过程有着非常好的经济效益以及具备非常好的社会效益，其为我国重型燃机的施工技术的引进打下了非常好的基础。
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[3]高峰，李福长.汽轮机施工的关键点探究[J].硅谷，2015，01：113+115.
论文作者:帅文鑫,饶明,张波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/31
标签：加工论文; 燃气轮机论文; 蜂窝论文; 齿形论文; 结构论文; 目的论文; 非常好论文; 《防护工程》2017年第8期论文;