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机床实现涡轮机合理化制造

2012年06月14日 17:03中国机床商务网点击:6085

  CkdBlanskoSmallHydro公司是世界上专门从事涡轮机制造的企业之一。随着需求日益增长,该企业于2010年扩展了其生产能力,增加了其技术装备。这些措施的目的在于降低生产成本和缩短加工时间。同时,在涉及对基本工件的制造方面,也要克服对外协厂的依赖性。主要思想便是要引进先进的对复杂型材的5轴加工技术。
  
  在制订正确的设备方案时,不仅要注意到对不同材质的复杂外形工件(例如针对弗朗西斯涡轮机、佩尔顿涡轮机和凯普兰涡轮机的运行轮)的加工要求,同时也要考虑承担起对更大尺寸和更大重量的部件的加工。这是因为企业的产品范围涵盖了焊接式螺旋涡轮机、斗轮铸件、锻件、腔体和立柱等。
  
  生产设备选型的基本理念
  
  由于整体部件的技术造型需要与水电站的坡度和水流状况相匹配,人们一致采用如下具有代表性的各涡轮机的工件尺寸:凯普兰涡轮机斗轮直径为630~1600mm;弗朗西斯涡轮机斗轮直径为640~1080mm;佩尔顿涡轮机斗轮直径为780~830mm。
  
  在调整范围内,人们也想到了对弗朗西斯涡轮机、佩尔顿涡轮机和凯普兰涡轮机的1800mm以下直径的斗轮的可加工问题。为了达到有充足的加工能力来制造螺旋涡轮机、柜子、框架和底座等设备,相应的机床应该具备3000mm高和6000mm长的加工空间。
  
  螺旋涡轮机的柜子、螺杆和管件均采用可焊接的碳钢材料,其斗轮则采用不锈钢铸件。此外,现在的发展趋势是将逐步采用不锈钢锻件。根据不同的材料,机床设备对像框架和柜体一类的简单焊接件的加工时间只需几天。而对于法兰和运行轮的加工,即使是高强度的三班作业,也需要计划加工数周时间。在对新设备的投资之前,根据不同的加工难度,对涡轮机部件的整体加工往往需要持续九至十二个月时间方可完成。
  
  对于CkdBlansko公司的加工任务来说,FU-150-V/8型移动立柱铣床是一种最佳和最合理的加工技术方案。这是捷克TosKurim公司出品的一种机床设备,它配备有CES旋转台,台面规格为2000mm×2500mm,调节行程为1250mm,台面加工范围达到3440mm×7040mm。
  
  在旋转台上的装夹动作依靠对中心轴、方块辅助夹和锁定角钢进行。FU-150-V/8型移动立柱铣床由Heidenhain公司的ITNC530控制系统控制。通过采用TosKurim公司的可更换式主轴头,可以确保所需的高效率和高灵活性。公司的供货范围里包括了VAI短型设备和针对初级加工的VP2角型设备以及VK版通用型叉头。
  
  全套刀具组合可以提高生产效益
  
  对于所计划的部件的加工,优先采用铣削与镗孔相结合的作业方式,重点采用3轴和5轴成型铣削工艺,同时实施变址或连续控制技术。因此,在第一次装备过程中选用了Walter公司的全套刀具并辅以A-Tool部分刀具。这里面既包含有粗加工和镗孔的刀具,也包含有工件最终表面加工的精加工刀具。
  
  总长为570mm的延长心轴是一个独特之处,借助于这种心轴,斗轮的深部成型槽也可以得到加工。直径在42mm、32mm和20mm范围的高速铣刀和半径为8mm的求铣刀均获得成功应用。除了最佳化的设备技术之外,整体供货期也再缩短1~2个月,这使得Blansko公司将来成为该行业上的顶尖供应厂商。实际工作表明,FU-150-V/8型移动立柱铣床是一种合适的生产设备。与最初情况相比,在投入使用这种设备之后,工件的加工质量得以改进,生产效率也得到进一步提高。
  
  龙门铣床在难加工作业中
  
  TosKurim设备表现突出的另一个例子中便是Zdas公司。该公司面临的挑战是对世界上最大功率的凯普兰涡轮机上的重达20t的超大型铸造叶轮进行加工。目前在Venezuela的一个发电站上,有10个涡轮机将共同达到235MW额定功率。此外,该公司还将为所规划的发电站继续加工涡轮机内部的其余120个铸件和锻件产品。
  
  Zdas公司由于时间计划紧迫(机器设备需在不到一年的时间内备妥和供货)而决定采购两台不同型号的龙门铣床。针对毛坯件的加工,该公司选购了一台FRF-300V/A6型铣床。这款设备的功率为37kW,刚性好、效率高,在加工过程中转换频率很低。采用先进的西门子CNC系统来对铣床设备进行控制。设备的工作范围达到3000mm×6000mm,各轴的行程为:X=5000mm,Y=3800mm,Z=1250mm。此外,设备还拥有一套特殊的更换装置。
  
  机床的扩展能力也令用户折服。通过使用可更换的心轴头,可以简易地扩展加工能力,并使机床适应于各种不同的加工任务。因此,对于FRF型铣床来说,角型VP2适用于预备性的切割作业,而VK叉头则更适用于通用性的使用场合。为了优化加工范围,还在标准型系列铣头基础上,增加了VA1系列产品。
  
  其他FRUFC系列龙门铣床属于是TosKurim公司的最新研发成果。这种型号铣床的功率可以达到71kW,工作范围为4500mm×17000mm×4200mm。通过六个可更换的铣刀,可以达到很高的生产效率。所有的轴均采取静液导向,其横梁的行程达到3500mm。刀具更换通过一个机器人自动进行。
  
  虽然所计划的时间很紧,两台交钥匙设备仍能在所要求的期限内实现供货。该公司的工作范围还包括了对基础的扩展、设备的就位和程序检测以及通过公司内部专家对将来操作人员和维护人员进行的内容广泛的培训活动。
  
  从传统角度上说,该捷克企业把自己视为是一家加工中心的制造厂商,但是它仍愿意竭力为其用户提供尽可能完美的技术方案。
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