阅读说明：本技术 一种汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置及方法 (Device and method for machining and positioning mounting hole of high-medium pressure rotor regulating stage of steam turbine ) 是由 孟阳 张红星 王志臣 高岩 梁小丹 马天宇 吕吉宝 常海滨 胡金龙 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：一种汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置及方法,它涉及汽轮机高中压转子技术领域。本发明解决了现有的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工方法存在由于转子叶轮设计结构的原因,没有足够的加工空间完成钻孔的问题。本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工方法是通过以下步骤实现的,步骤一、在转子的叉式叶轮两侧待加工安装孔处划线；步骤二、采用汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置对叶片和转子进行定位；步骤三、铣孔加工；步骤四、预钻加工；步骤五、扩孔加工。本发明用于准确加工工业汽轮机高中压转子调节级安装孔。(A device and a method for machining and positioning a mounting hole of a regulating stage of a high-and-medium-pressure rotor of a steam turbine relate to the technical field of high-and-medium-pressure rotors of steam turbines. The invention solves the problem that the existing method for processing the mounting hole of the high-medium pressure rotor regulating stage of the steam turbine has insufficient processing space to complete drilling due to the design structure of the rotor impeller. The method for processing the mounting holes of the regulating stage of the high-medium pressure rotor of the steam turbine is realized by the following steps of firstly, marking lines at the mounting holes to be processed on the two sides of a fork-type impeller of the rotor; step two, positioning the blade and the rotor by adopting a positioning device for machining a mounting hole of a regulating stage of the high-medium pressure rotor of the steam turbine; step three, milling holes; step four, pre-drilling; and step five, reaming. The invention is used for accurately processing the mounting hole of the high-medium pressure rotor regulating stage of the industrial steam turbine.)

一种汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置及方法

技术领域

本发明涉及汽轮机高中压转子技术领域，具体涉及一种汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置及方法。

背景技术

一种工业汽轮机高中压转子调节级叶轮与叶片安装是通过在圆周分布的多个Φ18mm通孔连接，该通孔深度要150mm左右，由于转子结构特殊，该孔叶轮临近两侧距离230mm左右也有叶轮结构，由于叶轮相邻很近，从一侧钻孔钻头要150mm加上折向钻床的刀板120mm，整个厚度要270mm，钻孔操作空间不够。由此提出了一种汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置及方法。

综上所述，现有的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工方法存在由于转子叶轮设计结构的原因，没有足够的加工空间完成钻孔的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工方法存在由于转子叶轮设计结构的原因，没有足够的加工空间完成钻孔的问题，进而提供一种汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置及方法。

本发明的技术方案是：

一种汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置，它包括定位架1、上顶紧螺栓4、三对钻套2和三个侧顶紧螺栓3，定位架1包括左定位板1-1、上定位板1-2和右定位板 1-3，左定位板1-1、上定位板1-2和右定位板1-3均为矩形板状结构，上定位板1-2水平设置，左定位板1-1和右定位板1-3分别竖直设置在上定位板1-2的左右两侧，左定位板 1-1、上定位板1-2和右定位板1-3组成半“工”字型一体结构，左定位板1-1上加工有第一定位孔1-1-1，在第一定位孔1-1-1下方和左右两侧加工有三个第一螺纹通孔1-1-2，三个侧顶紧螺栓3分别螺旋安装在三个第一螺纹通孔1-1-2内，右定位板1-3上加工有第二定位孔1-3-1，第一定位孔1-1-1与第二定位孔1-3-1同心且孔径相等，上定位板1-2上端面中心沿竖直方向开设有第二螺纹通孔，上顶紧螺栓4安装在上定位板1-2的第二螺纹通孔内，钻套2是带凸台的沿中心线加工钻孔的定位套，钻套2外圆尺寸与第一定位孔1-1-1 和第二定位孔1-3-1内孔尺寸紧密配合，三对钻套2包括两个第一定位套、两个第二定位套和两个第三定位套，第一定位套的钻孔直径为10mm，第二定位套的钻孔直径为17.7mm，第三定位套的钻孔直径为18mm，钻套2为铜质。

一种采用汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置加工汽轮机高中压转子调节级安装孔的方法，所述汽轮机高中压转子调节级安装孔加工方法是通过以下步骤实现的，

步骤一、划线：

在转子6的叉式叶轮两侧待加工安装孔处划线；

步骤二、采用汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置对叶片5和转子6进行定位：

叶片5的叉式叶根插装在转子6的叉式叶轮上，叶片5的叉式叶根与转子6的叉式叶轮之间为微过盈配合，将定位架1凹槽扣设在转子6的叉式叶轮上，左定位板1-1在转孔端面侧，按步骤一中转子6的叉式叶轮一侧划线位置定好第一定位孔1-1-1的位置，将三个侧顶紧螺栓3旋入左定位板1-1的三个第一螺纹通孔1-1-2并穿过左定位板1-1，三个侧顶紧螺栓3顶紧转子6的叉式叶轮的端面侧，使右定位板1-3内侧与转子6的叉式叶轮另一端面紧密配合，将上顶紧螺栓4旋入上定位板1-2的第二螺纹通孔并穿过上定位板 1-2，上顶紧螺栓4顶紧叶片5的叶冠；

步骤三、铣孔加工：

将两个第一定位套分别装入左定位板1-1的第一定位孔1-1-1和右定位板1-3的第二定位孔1-3-1中，先利用转换刀套将键槽铣刀连接机床，使用键槽铣刀从第一定位孔1-1-1 中的第一定位套钻孔钻入，进行定位孔的铣孔加工；再从转子6的叉式叶轮另一侧右定位板1-3的第二定位孔1-3-1的第一定位套重复上述操作，铣定位孔，定位孔有效深度≥20mm；

步骤四、预钻加工：

然后将步骤三中所述键槽铣刀取下，将钻头连接机床，使用钻头从第一定位套钻孔钻入，进行定位孔的预钻加工，再从转子6的叉式叶轮另一侧右定位板1-3的第二定位孔1-3-1重复上述操作，预钻加工一通孔；

步骤五、扩孔加工：

将两个第二定位套分别装入右定位板1-3的第二定位孔1-3-1和左定位板1-1的第一定位孔1-1-1中，先将钻头连接机床，使用钻头从第二定位套钻孔钻入，进行定位孔的扩孔加工，单边余量0.15mm，再从转子6的叉式叶轮另一侧左定位板1-1的第一定位孔1-1-1重复上述操作，扩钻加工一通孔，单边余量0.15mm；

步骤六、铰孔：

将两个第三定位套分别装入左定位板1-1的第一定位孔1-1-1和右定位板1-3的第二定位孔1-3-1中，先将铰刀连接机床，使用铰刀从第三定位套钻孔钻入，进行定位孔的铰孔加工，再从转子6的叉式叶轮另一侧右定位板1-3的第二定位孔1-3-1重复上述操作，铰孔加工一通孔，至此，完成了工件装配孔加工。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置能够实现对叶片和转子的准确定位，将定位架凹槽扣设在转子的叉式叶轮上，通过左定位板和右定位板实现了对叶片和转子在轴向方向的定位，将三个侧顶紧螺栓旋入左定位板的三个第一螺纹通孔并穿过左定位板，三个侧顶紧螺栓顶紧转子的叉式叶轮的端面侧，使右定位板内侧与转子的叉式叶轮另一端面紧密配合。本发明通过将上顶紧螺栓旋入上定位板的第二螺纹通孔并穿过上定位板，上顶紧螺栓顶紧叶片的叶冠，实现了对叶片和转子在径向方向的定位。解决了工业汽轮机高中压转子调节级安装孔加工过程中出现的技术难题，保证了安装孔的加工质量。本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置结构简单、容易生产制造、成本低，便于大范围推广使用。

2、本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工方法采取通孔两侧分别一部分孔深完成整个钻孔工序，由于钻床没有数控定位，按划线位置正反向钻孔，划线存在偏差，难定位准叶轮两侧孔位置。本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工方法采用汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置能够实现对叶片和转子的准确定位，通过左、右定位板及三个侧顶紧螺栓顶实现了对叶片和转子在轴向方向的定位，通过上顶紧螺栓实现了对叶片和转子在径向方向的定位。

附图说明

图1是本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置的主视图；

图2是本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置的俯视图；

图3是本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置的左视图；

图4是图2在A-A处的剖视图；

图5是本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置的轴测图；

图6是本发明的汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置的工作状态示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的一种汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置，它包括定位架1、上顶紧螺栓4、三对钻套2和三个侧顶紧螺栓3，定位架1包括左定位板1-1、上定位板1-2和右定位板1-3，左定位板1-1、上定位板1-2和右定位板1-3均为矩形板状结构，上定位板1-2水平设置，左定位板1-1 和右定位板1-3分别竖直设置在上定位板1-2的左右两侧，左定位板1-1、上定位板1-2 和右定位板1-3组成半“工”字型一体结构，左定位板1-1上加工有第一定位孔1-1-1，在第一定位孔1-1-1下方和左右两侧加工有三个第一螺纹通孔1-1-2，三个侧顶紧螺栓3 分别螺旋安装在三个第一螺纹通孔1-1-2内，右定位板1-3上加工有第二定位孔1-3-1，第一定位孔1-1-1与第二定位孔1-3-1同心且孔径相等，上定位板1-2上端面中心沿竖直方向开设有第二螺纹通孔，上顶紧螺栓4安装在上定位板1-2的第二螺纹通孔内，钻套2是带凸台的沿中心线加工钻孔的定位套，钻套2外圆尺寸与第一定位孔1-1-1和第二定位孔 1-3-1内孔尺寸紧密配合，三对钻套2包括两个第一定位套、两个第二定位套和两个第三定位套，第一定位套的钻孔直径为10mm，第二定位套的钻孔直径为17.7mm，第三定位套的钻孔直径为18mm，钻套2为铜质。

具体实施方式二：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的一种采用汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置加工汽轮机高中压转子调节级安装孔的方法，所述汽轮机高中压转子调节级安装孔加工方法是通过以下步骤实现的，

步骤一、划线：

在转子6的叉式叶轮两侧待加工安装孔处划线；

步骤二、采用汽轮机高中压转子调节级安装孔加工定位装置对叶片5和转子6进行定位：

叶片5的叉式叶根插装在转子6的叉式叶轮上，叶片5的叉式叶根与转子6的叉式叶轮之间为微过盈配合，将定位架1凹槽扣设在转子6的叉式叶轮上，左定位板1-1在转孔端面侧，按步骤一中转子6的叉式叶轮一侧划线位置定好第一定位孔1-1-1的位置，将三个侧顶紧螺栓3旋入左定位板1-1的三个第一螺纹通孔1-1-2并穿过左定位板1-1，三个侧顶紧螺栓3顶紧转子6的叉式叶轮的端面侧，使右定位板1-3内侧与转子6的叉式叶轮另一端面紧密配合，将上顶紧螺栓4旋入上定位板1-2的第二螺纹通孔并穿过上定位板 1-2，上顶紧螺栓4顶紧叶片5的叶冠；

步骤三、铣孔加工：

将两个第一定位套分别装入左定位板1-1的第一定位孔1-1-1和右定位板1-3的第二定位孔1-3-1中，先利用转换刀套将键槽铣刀连接机床，使用键槽铣刀从第一定位孔1-1-1 中的第一定位套钻孔钻入，进行定位孔的铣孔加工；再从转子6的叉式叶轮另一侧右定位板1-3的第二定位孔1-3-1的第一定位套重复上述操作，铣定位孔，定位孔有效深度≥20mm；

步骤四、预钻加工：

然后将步骤三中所述键槽铣刀取下，将钻头连接机床，使用钻头从第一定位套钻孔钻入，进行定位孔的预钻加工，再从转子6的叉式叶轮另一侧右定位板1-3的第二定位孔1-3-1重复上述操作，预钻加工一通孔；

步骤五、扩孔加工：

将两个第二定位套分别装入右定位板1-3的第二定位孔1-3-1和左定位板1-1的第一定位孔1-1-1中，先将钻头连接机床，使用钻头从第二定位套钻孔钻入，进行定位孔的扩孔加工，单边余量0.15mm，再从转子6的叉式叶轮另一侧左定位板1-1的第一定位孔1-1-1重复上述操作，扩钻加工一通孔，单边余量0.15mm；

步骤六、铰孔：

将两个第三定位套分别装入左定位板1-1的第一定位孔1-1-1和右定位板1-3的第二定位孔1-3-1中，先将铰刀连接机床，使用铰刀从第三定位套钻孔钻入，进行定位孔的铰孔加工，再从转子6的叉式叶轮另一侧右定位板1-3的第二定位孔1-3-1重复上述操作，铰孔加工一通孔，至此，完成了工件装配孔加工。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式三：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的步骤三中所述的键槽铣刀长度为50mm，步骤三中所述的铣孔加工的定位孔深度为20mm。如此设置，本实施方式将两个Φ10mm第一定位套装入左定位板1-1的第一定位孔1-1-1中，保证键槽铣刀定位准确。为防止钻头钻孔时跑偏造成双向钻孔不同心，先利用转换刀套将长度50mm 键槽铣刀连接机床，用键槽铣刀加工定位孔20mm深，因为键槽刀定位准，保证与工件的垂直度。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的步骤四中所述的第一定位套的钻孔直径为10mm，步骤四中所述的钻头长度为100mm，钻头直径为10mm。如此设置，本实施方式将Φ10mm第一定位套装入左定位板1-1的第一定位孔1-1-1和右定位板1-3的第二定位孔1-3-1中，保证钻头定位准确。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的步骤四中所述的预钻加工的定位孔深度为80mm，预钻加工的定位孔直径为10mm，步骤四中所述的预钻加工的通孔直径为10mm。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的步骤五中所述的第二定位套的钻孔直径为17.7mm，步骤五中所述的钻头长度为100mm，钻头直径为17.7 mm。如此设置，本实施方式将Φ17.7mm第二定位套装入左定位板1-1的第一定位孔1-1-1 和右定位板1-3的第二定位孔1-3-1中，保证钻头定位准确。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的步骤五中所述的扩孔加工的定位孔深度为80mm，扩孔加工的定位孔直径为17.7mm，步骤五中所述的扩钻加工的通孔直径为17.7mm。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的步骤六中所述的第三定位套的铰孔直径为18mm，步骤六中所述的铰刀长度为100mm，步骤六中所述的铰刀直径为18mm。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的步骤六中所述的铰孔加工的定位孔深度为80mm，铰孔加工的定位孔直径为18mm，步骤六中所述的铰孔加工的通孔直径为18mm。如此设置，本实施方式将Φ18mm第三定位套装入左定位板1-1 的第一定位孔1-1-1和右定位板1-3的第二定位孔1-3-1中，保证铰刀定位准确。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。