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快速經濟的瓦爾特非標刀具，燃氣（qì）輪（lún）機（jī）零件加工的首（shǒu）選

2016-6-13 來源：瓦爾（ěr）特作者：

在工件上（shàng）鑽反沉孔

快速經濟的瓦爾（ěr）特非標（biāo）刀具，燃氣輪機（jī）零件加工的首選

時間就是金錢，事實上並非完（wán）全如此。越來越多的公司發現贏得業務的唯一方式是比競爭對手快。因此，他們采用一些非標（biāo）刀具，加快生（shēng）產工藝過程。由（yóu）西門子發電與天（tiān）然氣集團（tuán）經營、總部位於柏（bǎi）林的燃氣輪機（jī）廠采用這（zhè）種（zhǒng）方法後，大大縮短了燃氣輪機零件的加（jiā）工時間。這家公司原來鑽16個燃（rán）氣輪機轉（zhuǎn）子（zǐ）軸法蘭沉孔需要10小時，而使用全自動Walter MODCO®反轉沉孔法後（hòu），同樣鑽16個孔僅需要90分鍾。

柏林燃氣輪（lún）機廠技術團隊負責人Markus Zapke說：“我們一直在為加工某些零件的沉孔需要較長（zhǎng）時間而苦惱，由於（yú）交貨（huò）時間長，機床利用率高，因此它們對消除加工過（guò）程瓶頸越來越關（guān）鍵。”2012年，負責尋找（zhǎo）解決方案的員工將與他們合作（zuò）長達（dá）25年之久的（de）合作夥伴換成精密刀具製造商（shāng）瓦爾特。

大型燃氣輪機的大件加工

柏林燃氣輪機廠（chǎng）由車間工人用鏜床和銑床生產出的軸和外罩有公共汽車那（nà）樣大。這些零件安裝在輸出功率高達400 MW的燃氣輪機上，然後再銷往全世界的發電廠和工業部門。例如CD-1轉子軸重量在13噸以上，長度（dù）超過3.5米，最（zuì）寬點直徑在1.5米左右。這種中空軸構成世界（jiè）上最大燃氣輪機400 MW SGT5-8000H型燃氣輪機壓氣側轉子的端件。這種零件用法蘭安裝在與發電機連（lián）接的中間軸上，共有16隻（zhī）法蘭連（lián）接螺栓，法蘭開有相應數量（liàng）的通孔，通孔直徑為（wéi）75毫米，法蘭厚度（dù）約（yuē）175毫米（mǐ）。螺栓（shuān）用螺母緊固，因此（cǐ）必須在鑽孔的難以接（jiē）近（jìn）的進口加工反向沉孔，以便為它們留出空（kōng）間。這些反（fǎn）向沉孔深56毫米，直徑98毫米。

單項加工任務花費的時間太長（zhǎng）

CD1軸在柏林燃氣（qì）輪機廠加工，分四班運行，采用一台驅動裝（zhuāng）置輸出功率（lǜ）為100千瓦Skoda HCW 3鏜銑床或一（yī）台（tái）驅動裝置輸出功率（lǜ）為50千（qiān）瓦的Pama Speedram 3F機床加（jiā）工（gōng）。這（zhè）些穩定的機床全部用（yòng）於加工（gōng）大件，切（qiē）削效率高，精度大。盡管如此（cǐ），但是加工一個沉孔仍然需要在（zài）37分鍾以上。軸采用26NiCrMoV14-5材質製作而成。這種低碳低合金鋼具有很好的機械特性和熱特性，通常（cháng）用於能源行業（yè）及通用機械工程（chéng）的高應力零件（jiàn）。柏林燃（rán）氣輪機廠的工藝人員Ralf Hohendorf說：“因為這（zhè）種材料經（jīng）過熱（rè）處理後，含鎳量相（xiàng）對較高，特別難（nán）加工，更難加（jiā）工孔和沉孔。”Siemens PG長期使用需要（yào）用手安裝（zhuāng）的（de）雙刃高速鋼銑刀加工的反沉孔法進行這種工作。這種（zhǒng）刀具加工一個沉孔的時間不到16分鍾，還包括非生產時間（例如除屑時間），要求的總時間在37分鍾以上。按每件工件16個沉孔計（jì）算（suàn），總加工時間需（xū）要整整十小時。

自動化工藝過程

主管人員不願意接受這種浪費時間的現實。他們谘詢了瓦爾特德國（Walter Deutschland）的負責技術支持（chí）大客戶銷售的專家Michael Hartsch和大客戶應用（yòng）工程師Stefan Rißmann。這兩名專家對加工非（fēi）常熟悉，很快就（jiù）拿（ná）出了解決方案：Walter MODCO®的反向沉孔鑽采（cǎi）用了可轉位刀片。Hartsch說：“在250毫米時，這種全自動非標刀具與以前使用的刀具（jù）具有相同的伸出長度，但是與之不同的是，這種刀（dāo）具采用了（le）內冷方式。”

在這種刀架通過法蘭（lán）孔後，選擇反向沉孔工（gōng）藝過程便開始。這種工藝過程通過裝在刀架前部凹槽位置處的兩根臂完（wán）成，並（bìng）自動向外延伸到兩側。這兩根臂直（zhí）接相對定位（wèi），並各自裝（zhuāng）有雙刃硬質合金非標（biāo）刀片。其（qí）側麵伸縮由內冷冷卻液的壓力控製，無需手動幹預（yù）。Rißmann說（shuō）：“對於以前的刀具，操作人員必（bì）須笨拙地將雙刃高速鋼銑刀插入刀（dāo）架內，然後用手固定（dìng）到（dào）位。”

省時省力，非（fēi）同凡響

瓦爾特刀具最初在鑄造外殼上試驗，然後在CD-1軸上試驗。Zapke說：“2015年（nián）底以來，我們的（de）加工工藝過程投放市場，一直受到用戶的好評，采用這種工藝工程，可無縫且（qiě）可（kě）靠地加工軸，無需另外人工監督，刀具（jù）得到認可，廣泛用於生（shēng）產（chǎn）。”

這種整體（tǐ）硬（yìng）質合金反向沉孔鑽加工一個沉孔（kǒng）的時間（jiān）為67秒。在（zài）考慮非生產性時間後，現在整個工藝過程所花的（de）時間約5.5分（fèn）鍾，隻有以前所需時間的15％。Hohendorf說：“我們並不期望僅達到（dào）如此的省時水平，由（yóu）於其較好的性能，使用瓦爾特刀具（jù）後，在1.5小時內即可完成單件16個沉（chén）孔的加工。按此計算，整個加工時間大（dà）大縮短，隻有以前加工時間的15％，而且還節省了大量的成本。

需要的切削刀具數量少

柏林燃氣輪機廠還（hái）特別看重了瓦爾特硬質合金（jīn）可轉位刀片的長壽命。Hohendorf說（shuō）：“由於瓦爾特的這種非（fēi）標刀具，我們現在可同時加工兩件產品（精準的最小批量大小）。”這與以前反向沉孔（kǒng）鑽使用的高速鋼銑刀剛好相反，以前（qián）的刀具在加（jiā）工一道沉孔工序後，便已全（quán）部（bù）磨損而需要換刀（dāo）。因（yīn）此，以前在生產16件零件的過程中，共需要重磨256把高速鋼刀具（jù），而現在（zài）僅需要8張可轉位（wèi）硬質合（hé）金刀片。哈奇說：“與（yǔ）高速鋼銑刀相比，我們的可轉位刀片磨損率很低，投資回報快。”西門子電力和天（tiān）然氣公司（sī）還看到了刀具帶來的巨大成本（běn）節省：每次外部刀具夾裝需要約（yuē）十分鍾，新（xīn）刀具使用八張（zhāng）可（kě）轉位刀片，需要的總時間僅有80分鍾，比以前使用256把高速（sù）鋼（gāng）銑刀的刀具所需的時間要短得多。瓦（wǎ）爾特的這（zhè）種方案的成本相對較低，與以前的刀具需要數（shù）千歐元的小（xiǎo）時費率（lǜ）相比，現在的小時費率隻有50歐元左右。

更加便（biàn）捷、更加高效

瓦爾特的這種複雜刀（dāo）架設有全自動化機構，實際成本比以前的手動刀架要（yào）高，但是（shì）附加成本在不到一（yī）年的時間即可收回。Zapke說：“此外，這（zhè）種刀架還經（jīng）久耐用，平時隻需有更換導襯。”但是，他還說新刀具的夾裝、操作和維護需要全麵培訓，倍加小心。

Zapke視這次轉（zhuǎn）換為重大成功：“全新的自動化係統比以（yǐ）前的解決方案更加易於管理（lǐ）和操作，從而（ér）大大縮短了交貨期。此外，其表麵質（zhì）量（liàng）也（yě）比以前（qián）的刀具要好（hǎo）得（dé）多。Zapke補（bǔ）充說，整個項目進展十分順利，該公司現（xiàn）在正在研究將瓦爾特的此刀具用於其它零件的加工。工程師也說：“我們與瓦爾特專（zhuān）業（yè）人員的通力合作正是我們（men）所要的（de）。”

圖片1：應用場景