苗尾筒體加工制造工藝探討
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摘要：從以往的加工實踐中證明，大中型筒體在加工中極易變形，而苗尾筒體做為大型筒體類的佼佼者，在加工制造中如何制定工藝措施，控制筒體變形，保證筒體最終加工質量是筒體加工制造中最核心的問題。
關鍵詞：制造工藝;薄壁件;變形;劃檢;監視
苗尾水電站位于云南省大理白族自治州云龍縣瀾滄江河段上。電站裝機4臺單機額定功率325MW的混流式水輪發電機組，是瀾滄江干流水電基地中下游河段一庫七級開發方案中的最下游一個梯級電站。筒形閥簡稱筒閥，是混流式水輪發電機組重要部件，布置在活動導葉與固定導葉之間，在電站起到截流止水作用。其作用是通過筒閥的提升孔控制導水機構的關閉和開啟。在關閉時落于底環上，截斷水流并與頂蓋和底環形成密封;開啟時，位于水輪機座環和頂蓋間的空腔室內，閥體底邊與頂蓋抗磨版板齊平，不干擾水流流態。筒體是構成筒閥的本體部件，東方電機作為國內最大的水力發電設備制造企業，為溪洛渡、小灣、瀑布溝等大型水電站設計制造了筒體，截止目前，東方電機設計制造的大型筒體統計見。
從表一可看出，苗尾筒體是東電歷史上設計制造的高度最高、壁厚最薄的筒體，制造系數難度達到壁厚/高度=0.0687。從以往的加工實踐中證明，大中型筒體在加工中極易變形，而苗尾筒體做為大型筒體類的佼佼者，在加工制造中如何制定工藝措施，控制筒體變形，保證筒體最終加工質量是筒體加工制造中最核心的問題。
一、苗尾筒體的結構特點及基本制造工藝
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苗尾筒體為兩瓣結構，其外徑?8935mm，壁厚140mm，高2035mm，重61.46噸。其結構中圓周外圓含有12條不銹鋼筒體導向條，底側含有不銹鋼堆焊層，用來在筒閥關閉時與底環上密封條接觸，頂側內圓也含有不銹鋼堆焊層。根據對薄壁件工件的標準規定公式，將苗尾筒體壁厚h=140mm，高b=2035mm帶入公式，符合薄壁件的標準。
因此，影響筒體變形的主要結構因素是壁厚及高度。
?。ǘ┟缥餐搀w的基本制造工藝
苗尾筒體含有主要尺寸20個，形位公差9個。上下平面平面度都為0.1mm，上下平面平行度0.10mm，外圓圓度0.2mm，外圓表面粗糙度為Ra3.2。尺寸精度、形位公差精度、粗糙度要求較高。根據筒閥的結構，其基本制造工藝為劃檢—加工堆焊層部位—堆焊不銹鋼—劃檢—銑槽—焊不銹鋼抗磨板—劃檢—銑合縫面，鉆擴鉸合縫面把合孔、銷孔—組成整圓—粗車—失效—半精車—處理缺陷——精車。
制造工藝特點為劃檢及返焊次數多、車序持續時間較長、起吊及轉運過程復雜。
二、苗尾筒體加工制造工藝分析
（一）增加檢查點檢查加工余量
筒體由鋼板滾壓而成，屬薄壁件，除在滾壓過程中本身誤差外，在轉運、起吊過程中會引起較大變形，造成筒體圓與理論圓存在偏差，致使外圓加工余量不均勻。苗尾筒體通過在過流面增加檢查點數，尤其在變形較大區域更要增加檢查點密度，在實際操作中，工藝要求圓弧方向檢查點位不低于20點/瓣，高度不少于5個截面，當相鄰兩點數據相差超過4mm時，則在兩者之間再增加劃檢點位，保證劃檢數據能較真實反映工件的形狀。
?。ǘ┙M圓檢查加工余量
合縫面加工好后，在立車上將筒體組圓，由于第三次劃檢序與車序之間存在銑合縫面、鉆擴鉸孔等多道工序，又在轉運、起吊過程中筒體變形量估算困難，導致在立車把合后加工量與之前劃檢數據偏差過大。因此在筒體把合后增加一道劃檢序，與第三次劃檢數據對比，同時對筒體整體余量在加工前根據對比數據通過校借圓心進行必要地調整。
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苗尾筒體在外圓表面壤嵌著12塊不銹鋼抗磨板，圖樣要求抗磨板精加工后的厚度≥5mm，但由于抗磨板是一端封裝，精車后對厚度無法檢查，再加上各環節筒體的變形，實際精車后抗磨板厚度與前序劃檢不符。為了避免精車后抗磨板厚度小于5mm，通過以下幾種方式可有效控制抗磨板厚度要求：
?。?）在銑抗磨板槽時把深度加深3mm，并把抗磨板厚度增加。
（2）劃檢時盡量控制外圓加工量在5–7mm。
（3）檢查抗磨板余量時檢查相鄰本體處的余量，通過控制兩者差值控制精加工后抗磨板厚度。
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苗尾筒體厚度薄，剛性不足，在加工過程中監控筒體變形是防止筒體變形的措施之一。當一點受力會在圓周產生變化，僅觀察1點的調整量，對筒體整體變化沒有準確的把握，會導致筒體整體加工余量變化超過要求。用4塊百分表以受力點為起點均布在90°方向，當受力點有變化時，觀察其余3塊表變化值，可以較準確反映出筒體的整體變化，而且調整時必須一次調整到位，如果進行反復調整，會導致筒體產生不規律的變化，達不到調整目標。
做到以上幾點，就可以保證各部位有充足的加工余量，然后進行粗精車各部位，最后可以保證設計要求。
三、結束語
筒體雖然是薄壁件，在加工過程中易變形，辯證的看待苗尾筒體在加工過程中的變形，客觀的分析變形原因，科學合理的制定各環節預防措施，最后保證了各項尺寸精度、形位公差及表面粗糙度。
苗尾筒體是東電歷史上加工高度最高、厚度最薄的大型筒體，掌握科學加工制造工藝，固化成功經驗對以后大型筒體加工制造具有指導意義，同時也對同類型大型回轉類薄壁件加工制造借鑒經驗方法。
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