提高加工效率一直是許多制造商的夢想。因為加工效率的提高不僅意味著生產周期的縮短和財務成本的降低，還常常意味著制造成本的大幅降低。位于中國東北工業基地的哈爾濱汽輪機廠(簡稱“哈汽”)，在其產品供不應求的時候大力提高加工效率，取得了非凡的成果。
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哈汽當初在加工制造國內首臺60萬千瓦超臨界汽輪機組時，大直徑深孔加工成為一個令其非常頭疼的問題。該汽輪機組外缸中分面的聯結孔最大直徑達140mm，深度達600mm。最初他們采用國內比較常用的傳統方法——用高速鋼麻花鉆鉆孔之后進行再逐步進行擴孔。鉆孔直徑為60mm，然后每次擴孔不超過15mm。用這樣的加工方法，鉆一個孔需要約6.5小時，所有200個孔的加工周期超過40天。
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駱揚先生是哈汽三分廠工具室主任。他經過選擇使用了肯納金屬(Kennametal)的HTS鉆頭。HTS是一種模塊化的可轉位鉆頭，由于使用了可轉位刀片，它可以通過選用不同材質、不同涂層、不同槽形的刀片來適應不同的加工任務。內外兩種刀座，少則4個多則12個刀片和4種大小的刀片的設計，使它的直徑范圍覆蓋了從45mm至270mm的廣泛范圍。這樣的設計使得整個孔可以一次鉆出而不再需要多次的擴孔，切削速度也得到大幅度的提高。而且由于刀片的槽形合理，對機床產生的震動非常小，對機床的影響也就很小。在使用高速鋼鉆頭時，他們發生過機床過載損壞的事故，使用HTS鉆頭后切削變得非常平穩了。9 P& ?) @) W. L+ P
! [; I# M6 J, @/ Q* z 大尺寸的可轉位鉆頭的定心一直是個問題。由于可轉位鉆頭的刀片是采用分布在不同直徑段來分工完成整個切削任務，切削力總是很難達到平衡。因此，鉆頭會在這種切削合力的作用下產生一些偏移。鉆頭的直徑越大，這種偏移的傾向就越明顯。哈汽原來的工藝方案需要多次擴孔，其中也包含了校正前面工步位置偏移的作用。HTS鉆頭中間的定心鉆就是為遏制這種偏移而設置安置的。因此，哈汽使用HTS鉆孔時就不再需要多次擴孔，而可以一次鉆孔完成整個加工任務。6 G& o% r8 N% {
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驅動環也是HTS鉆頭的一個重要環節。它會在鉆削扭距過載時通過凸鍵的剪切斷裂來保證鉆削頭部和機床兩者都不至于被損壞。0 Y' O8 O- y9 I2 v7 y0 i
/ x! q8 X h0 ^2 L# w* k) u HTS鉆頭必須與切削液一起使用，這里的切削液所起的主要作用是排屑。鉆孔加工是一個封閉的環境，所有的切屑都必須從鉆桿和孔的間隙中排出。由于加工效率高，每分鐘產生的切屑量就大，而承受高的鉆削扭距又使得鉆桿直徑不能過細，這樣就使排屑效率變得十分重要。在許多情況下，鉆削的效率正是受排屑效率的制約而難以發揮得更好。HTS鉆頭的切削液由刀具中心供向鉆削頭部，這些切削液又將切屑從鉆桿和孔的間隙中沖出。因此，切削液的壓力和流量越大效果會越好。哈汽通過機床的改造實現了由外部冷卻轉為內部冷卻，由增加了冷卻的壓力，這樣就為HTS鉆頭的合理使用準備了必要的條件。7 Y0 w) \" ~) ~- G$ n
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這一系列的設計為大直徑的深孔加工提供了革命性的解決方案。以哈汽為例，運用這一鉆頭，其多個工步被合并成一個，切削速度提高了約8倍，原來一個孔的加工需要6把刀具和6.7個工時，現在只需要一把刀具和0.5個工時，減少了93%的加工時間。$ E5 k, t Z6 {2 s4 |
" U; m: C; o$ C; Z- ] 哈汽對這一成果非常滿意。他們又把這種鉆頭以及他們的一些經驗從三分廠推廣到了其他分廠，現在哈汽的汽輪機組加工基本都是采用這種鉆頭，效率非常高。用駱揚的話來說，一線操作工人最直接的感受就是“省勁”。 |
發表于 2012-3-5 23:24:53
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