陳麗霞

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

新600 MW汽輪發(fā)電機(jī)定子沖片復(fù)式?jīng)_模設(shè)計(jì)

陳麗霞

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

介紹了采用引進(jìn)技術(shù)，對(duì)600 MW汽輪發(fā)電機(jī)定子沖片復(fù)式?jīng)_模設(shè)計(jì)的改進(jìn)，采用一次兩片沖制，小間隙配合，改進(jìn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。新沖模簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減輕了模具制造及裝配難度，縮短了加工周期，而且能節(jié)省大量沖片用料。

汽輪發(fā)電機(jī)；定子沖片；結(jié)構(gòu)

0 引言

公司每年制造600 MW汽輪發(fā)電機(jī)最少10臺(tái)，產(chǎn)量很大?，F(xiàn)通過(guò)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)改進(jìn)了定子沖片復(fù)式?jīng)_模采用小間隙配合，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)改用砂架結(jié)構(gòu)。新結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化了原結(jié)構(gòu)，減輕了工具加工和裝配難度，縮短了加工周期，而且能節(jié)省大量沖片用料。

1 600 MW汽輪發(fā)電機(jī)定子復(fù)式?jīng)_模新舊模具分析

600 MW汽輪發(fā)電機(jī)定子沖片(圖1)外形復(fù)雜、槽形復(fù)雜、尺寸大精度要求非常高，并且對(duì)沖片的平整度及毛刺也有很高的要求。原沖模使用壽命較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致模具復(fù)制周期長(zhǎng)，模具的質(zhì)量不穩(wěn)定，模具崩角比較嚴(yán)重，毛刺大并且局部有翹曲，沖片質(zhì)量不好保證，在沖制過(guò)程中很容易產(chǎn)生變形，包括尺寸及形狀的變形。原沖模設(shè)計(jì)共52張圖紙，現(xiàn)設(shè)計(jì)只有22張圖紙；原沖模項(xiàng)號(hào)93項(xiàng)，現(xiàn)只有63項(xiàng)。新結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單安裝拆卸方便，縮短了制造周期，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率。一模沖兩片，兩片間距原設(shè)計(jì)17 mm，新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9 mm。用料寬度原設(shè)計(jì)744.2 mm，現(xiàn)設(shè)計(jì)為723 mm。每沖兩片節(jié)省材料0.170 067 kg(UG軟件測(cè)量)。一臺(tái)600 MW汽輪發(fā)電機(jī)需要沖片130 000片，一臺(tái)就可省材料11 054 kg，按每年10臺(tái)計(jì)，每年可省材料110 543 kg。所有的零部件都進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和制造出的模具沖出的沖片尺寸、精度和質(zhì)量完全能滿足產(chǎn)品的要求。

圖1 600 MW汽輪發(fā)電機(jī)定子沖片

2 600 MW汽輪發(fā)電機(jī)定子復(fù)式?jīng)_模新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

該沖片尺寸公差要求0.03 mm，沖片毛刺也有嚴(yán)格要求。模具一模沖兩件，兩件沖片的一致性要求很嚴(yán)，誤差不能大于0.03 mm。設(shè)計(jì)新模具時(shí)，充分考慮模塊的熱處理變形及加工時(shí)的變形，合理確定模具的拼塊結(jié)構(gòu)形式，并且確定合理的配合間隙，選取合適的模塊材料，刮、托料為整體結(jié)構(gòu)，使模具的精度能夠滿足產(chǎn)品的需要。經(jīng)試沖效果很好，完全符合檢查標(biāo)準(zhǔn)。毛刺只有0.05 mm，采取的主要技術(shù)措施如下。

2.1 上、下模塊的固定方式

由于上、下模的配合間隙小，裝配精度就要高于普通沖模。上、下模裝配圖見(jiàn)圖2及圖3。上下模塊材料選擇性能好的Cr12MoV。這種高鉻工具鋼優(yōu)點(diǎn)是高淬透性、高耐磨性和熱處理變形小等優(yōu)點(diǎn)。厚度加到50 mm,既增強(qiáng)了模塊的穩(wěn)定性，同時(shí)又增加了刃口的有效高度，使模具的使用壽命大大增加。由于模塊寬度40 mm，上模的周邊就加擋塊，使裝配更加方便快捷，維修更容易，既方便加工，又節(jié)省工時(shí)。為避免工件產(chǎn)生毛刺和模具拼合面過(guò)早磨損，上下模的拼合面不應(yīng)在同一位置，兩者應(yīng)該錯(cuò)開(kāi)。模塊用螺釘和銷釘與模座固定。

圖2 上模裝配圖

圖3 下模裝配圖

2.2 刮料板、托料板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

該套沖模尺寸精度高，并且沖制雙片扇形，必須用500 t沖床沖制。由于500 t沖床是剛性卸料，對(duì)沖片的質(zhì)量影響較大，卸料板的平面度及硬度直接影響沖片的平直度。為了防止刮托板在加工及沖制過(guò)程中的變形，刮托板采用整體結(jié)構(gòu)而且加厚到20 mm,材料為Q235鋼板，增大了刮托板的硬度和剛性，較好地緩解了在沖制過(guò)程中沖片的變形，較好地解決了沖片的局部翹曲的缺陷。雙片間距為9 mm。雙片間模塊與刮板配合部分見(jiàn)圖4，雙片間頂桿與托板配合部分見(jiàn)圖5。上、下模為小間隙配合。為了保證配合間隙的均勻，防止毛刺過(guò)大，導(dǎo)正部分采用砂架結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軸與導(dǎo)套通過(guò)滾珠保證過(guò)盈配合，在沖制過(guò)程中始終保證上、下模各部分的間隙一致，從而保證沖片的質(zhì)量。

2.3 配合間隙及尺寸公差的選取

只有選擇合適的間隙，才能保證沖片毛刺符合要求。選取了較小的間隙，并且要保證沖片合格必須保證間隙均勻。小間隙對(duì)模具的刃口磨損較大，因此要求模塊強(qiáng)度要高、耐磨性好，并且對(duì)裝配工人的技術(shù)水平要求也很高。為了保證沖模壽命，模塊加厚加寬，并且選用高耐磨的優(yōu)質(zhì)材料。沖模一次試沖合格證明我們的間隙取得非常合理。沖制后尺寸容易產(chǎn)生塑性變形，并且沖片公差要求很嚴(yán)。按以往的公差選取方式，沖完沖片有可能超差。該沖模的公差按以下選取原則:落料時(shí)以凹模尺寸為基準(zhǔn)，減小凸模尺寸來(lái)保證合理的間隙值，沖孔時(shí)以凸模為基準(zhǔn)，擴(kuò)大凹模尺寸保證合理間隙，即落外形取下限公差，沖槽取上限公差。本著這個(gè)原則選取的沖模尺寸公差值，試沖后尺寸完全符合產(chǎn)品的要求，極好地控制在產(chǎn)品的公差范圍內(nèi)。

圖4 雙片間模塊與刮板配合部分

圖5 雙片間頂桿與托板配合部分

3 結(jié)語(yǔ)

600 MW汽輪發(fā)電機(jī)定子復(fù)式?jīng)_模已經(jīng)制造完畢，現(xiàn)已沖完一臺(tái)份沖片(共130 000片)，完全滿足制造600 MW汽輪發(fā)電機(jī)的需要。這說(shuō)明沖模的結(jié)構(gòu)先進(jìn)，模塊選材合理，通過(guò)一系列的技術(shù)改進(jìn)，避免了500 t沖片常有的質(zhì)量缺陷，如局部翹曲、毛刺大等質(zhì)量缺陷，很好地保證了沖片的質(zhì)量，完全符合檢查標(biāo)準(zhǔn)。

陳麗霞，女，1965年生，1987年畢業(yè)于哈爾濱機(jī)械工業(yè)學(xué)校機(jī)械制造工藝與設(shè)備專業(yè)，現(xiàn)從事模具設(shè)計(jì)工作，高級(jí)工程師。