[发明专利]一种用于H系列燃气轮机排气装置外隔热层中间法兰的加工工装和方法

说明书

技术领域

发明涉及隔热层法兰加工设备和方法，尤其是一种用于H系列燃气轮机排气装置外隔热层中间法兰的加工工装及加工方法。

背景技术

外隔热层中间法兰是燃气轮机排气装置隔热层的连接部分，GE公司H系列 7HA.01、7HA.02、9HA.01燃气轮机排气装置新增外隔热层中间法兰可拆装前部以便于燃气轮机转子的检修。具体结构图如说明书附图12中E处所示，外隔热层中间法兰可拆装前部和可拆装后部通过螺栓连接形成中间法兰。

中间法兰为可拆卸结构，包括中间法兰可拆装前部和中间法兰可拆装后部。中间法兰可拆装前部和中间法兰可拆装后部上设有用于连接的安装孔。由于中间法兰尺寸材料 AISI 347(铬镍奥氏体不锈钢)，回转直径大(皆为3～4m)，横截面积(60mm左右，壁厚最薄处为8mm)小，且内孔侧为锥面(内孔锥度误差小于0.1°)。另外，需要加工几十个连接孔(连接孔位置度小于0.76mm)和缺口，装配后所有轮廓错位不大于1mm。这种情况下的加工很易变形，装夹及重复定位困难。

采用常规加工工艺方法，由于圆环状毛坯的直径较大，横截面积较小，整体的刚性较差，在初加工时终无法解决工件在加工中因变形量大引起上下连接孔的同轴度公差太大，进而导致前后部法兰无法按图纸正确装配(对齐)的问题。

发明内容

发明所要解决的技术问题是提供一种用于H系列燃气轮机排气装置外隔热层中间法兰的加工工装，可以很大程度上减少外隔层中间法兰加工时的变形问题，减少加工误差，提高产品的合格率。

为解决上述技术问题，发明所采用的技术方案是：

一种用于H系列燃气轮机排气装置外隔热层中间法兰的加工工装，包括主体，主体上由内向外设有多个凸台，其中，最内层凸台上沿圆周方向加工有多个工装定位孔和隔离缺口，工装定位孔与工件定位孔一一对应，隔离缺口与中间法兰缺口大小相适应、位置一一对应，所述最内层凸台内侧均布有多个夹紧机构，每个夹紧机构通过下端的支撑滑块和上端的升降滑块夹紧。

所述工装定位孔至少为10个，所示隔离缺口的个数与中间法兰缺口相对应。

所述下支撑滑块滑动设置在主体的滑槽内，所述上端的升降滑块包括定位螺柱，定位螺柱上套有压块、螺母，压块上设有开槽，开槽内设有锁紧螺栓。

所述隔离缺口深度为0.5mm-0.7mm。

一种用于H系列燃气轮机排气装置外隔热层中间法兰的加工方法，包括以下步骤：

一)、设计工装：根据中间法兰内、外圆尺寸设计工装的凸台，按连接孔及缺口位置设计工装定位孔、隔离缺口及夹紧机构。

二)、工件拼焊：将中间法兰前部或后部未经加工的半圆件拼焊成整圆件。

三)、车工件厚度：利用相应立车车中间法兰前部或后部未经加工的工件厚度至尺寸。

四)、引孔：在厚度加工完成后，完全固定中间法兰前部或后部半成品，引连接孔孔位、加工半成品定位孔，其中，连接孔孔位的个数与中间法兰成品孔数一致，连接孔孔位中至少选取均布的10个作为工件定位孔加工。

五)、将中间法兰前部或后部半成品放置在工装上，利用定位销定位工件与工装，然后利用均布的夹紧机构锁紧。加工外圆及外圆侧型面成品。

六)、铣工件缺口：外圆加工完成后，工件和工装一起转至龙门铣床铣缺口外形成品。

七)、工件内锥面的加工：工件和工装一起转至车床，压板倒置外侧，粗、精车内锥面角度，倒坡口。

八)、钻孔或钢丝螺纹套孔：工件拆下工装，对中间法兰前部钻96孔或后部钻、攻 96处钢丝螺纹套孔，之后工件在拼焊位置处拆开，工件加工成品。

九)、前后部分螺栓装配：将分别加工好的中间法兰前后部分清理干净，使用专用工具将钢丝螺套安装至螺孔中并进行螺栓装配形成中间法兰，按图纸要求，保证扭矩压力。

发明一种用于H系列燃气轮机排气装置外隔热层中间法兰的加工工装和加工方法，具有以下技术效果：

1)、在采用常规加工时(未拼焊、未设计工装直接加工)，外隔热层中间法兰前后部分整体变形量大，约为6～9mm，且装配时错位严重，约为5mm，不满足要求，造成成本浪费。通过拼焊整圆、利用辅助工装使前、后部分的连接孔定位统一等方法，使外隔热层中间法兰前后部分在加工过程中整体变形量小，实测约为1～2mm，在装配时轻微错位约为0.5mm，满足图纸要求，提高了产品的合格率，提升了产品效益。

2)、通过设置专用的工装，且工装上针对不同规格的法兰设有不同的凸台，这样针对各规格法兰的加工具有通用性，大大节约成本，简化过程。