某型燃机薄壁套筒制造工艺研究

哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 (黑龙江 150046) 姚青文 庄乾才

燃气轮机产品生产中，经常存在一些刚性差、精度高的薄壁零件，且多为关键零件。一般认为，对于壳体件、套筒件、环形件以及盘形件，若零件壁厚小于5 mm，则都算作薄壁零件。薄壁套类零件壁厚很薄，径向刚度很弱，在加工过程中受切削力、切削热及夹紧力等因素的影响，极易变形，导致各项技术要求难以保证。针对这些问题，本文介绍了某大型薄壁套筒类零件加工工艺方法和切削用量。

1.零件结构特性

某大型薄壁套筒尺寸大、精度高，是非常难加工的工件，其形状公差如图1所示。工件毛坯为高强度耐热钢锻件，长度600 mm，内孔φ158 mm，外圆处有φ161 mm、φ163 mm和φ173 mm等多个尺寸，最薄处零件壁厚1.5 mm，尺寸和形位公差要求都很严格。由于薄壁套筒刚性差，采取特殊方法控制加工过程中的变形，是此类零件加工的核心问题。

图1 薄壁套筒

2.工艺问题和应对措施

该薄壁套筒的主要加工方式为车削。车削过程中，在切削力、切削热、夹紧力和装夹方式等因素综合作用下，易产生下列现象:

(1)由于套筒刚性差，在切削力 (尤其是径向切削力)的作用下，易产生振动、变形以及加工时的让刀现象，影响工件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度。

(2)零件结构复杂，台阶较多，导致毛坯料一般加工余量较大，加工过程中的热变形增大零件的形位公差，加工后的残余应力去除不彻底导致零件变形。

针对上述问题，主要采取以下措施来控制加工变形: