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CN112975168A - 一种300mw级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法 - Google Patents

一种300mw级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法 Download PDF

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CN112975168A
CN112975168A CN202110229081.2A CN202110229081A CN112975168A CN 112975168 A CN112975168 A CN 112975168A CN 202110229081 A CN202110229081 A CN 202110229081A CN 112975168 A CN112975168 A CN 112975168A
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laser
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苏志成
胡立国
康禹
林琳
张辰鸾
王广成
高作为
王利利
林璐
李鹏
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Harbin Turbine Co Ltd
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Harbin Turbine Co Ltd
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Abstract

一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法，它涉及汽轮机制造技术领域。本发明为解决现有过渡段衬套加工效率较低，制造成本高，生产周期长的问题。割孔方法包括模拟测试：将过渡段衬套工件的三维图导入PEPS软件PentaCut Module切割模块中进行三维实体加工模拟测试，包括切割碰撞模拟和切割路径布置；零件装夹：将过渡段衬套工件装配在定位工装上，调整水平，采用激光头跟踪调整零件的平面方位；模拟切割：空走程序，验证程序正确性，激光头与过渡段衬套工件有无碰撞；切割：根据过渡段衬套工件材质和尺寸确定切割参数，按照切割参数完成过渡段衬套工件上孔的加工。本发明用于重型燃机过渡段衬套孔加工。

Description

一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法
技术领域
本发明涉及汽轮机制造技术领域，具体涉及一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法。
背景技术
过渡段衬套作为300MW级重型燃机燃烧室中的重要组件，是一种3mm高温合金成型的具有复杂曲面的薄壁件，且工件全曲面位置设计通孔数650个，按孔径不同分区域分布。通常的机械加工的方式，由于薄壁件刚性差，加工时可能产生振动或变形从而影响加工质量，并需要设计复杂的定位及变位工装，且由于孔数多，曲面复杂，导致加工效率较低，制造成本提高，生产周期长。
发明内容
本发明为了解决现有过渡段衬套加工效率较低，制造成本高，生产周期长的问题，进而提出一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法包括如下步骤：
步骤一：模拟测试：将过渡段衬套工件的三维图导入PEPS软件PentaCut Module切割模块中进行三维实体加工模拟测试，包括切割碰撞模拟和切割路径布置；
步骤二：零件装夹：将过渡段衬套工件装配在定位工装上，调整水平，采用激光头跟踪调整零件的平面方位；
步骤三：模拟切割：空走程序，验证程序正确性，激光头与过渡段衬套工件有无碰撞；
步骤四：切割：根据过渡段衬套工件材质和尺寸确定切割参数，按照切割参数完成过渡段衬套工件上孔的加工。
本发明与现有技术相比包含的有益效果是：
本发明利用激光切割机床的空间切割功能，通过编程优化及软件模拟实现程序上的可行性，实际切割过程中，采用简单的定位工装约束零件空间位置，通过激光定位加工参考点，空走程序模拟无误后即可进行切割。采用本发明的加工方法加工上述零件，加工效率高，工装辅具结构简单、易制作，生产成本低。本发明的割孔方法提高了工作效率，缩短了生产周期，降低了制造成本。
附图说明
图1是本发明中将过渡段衬套工件装配在定位工装后的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中的I处放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法包括如下步骤：
步骤一：模拟测试：将过渡段衬套工件的三维图导入PEPS软件PentaCut Module切割模块中进行三维实体加工模拟测试，包括切割碰撞模拟和切割路径布置；
步骤二：零件装夹：将过渡段衬套工件装配在定位工装上，调整水平，采用激光头跟踪调整零件的平面方位；
步骤三：模拟切割：空走程序，验证程序正确性，激光头与过渡段衬套工件有无碰撞；
步骤四：切割：根据过渡段衬套工件材质和尺寸确定切割参数，按照切割参数完成过渡段衬套工件上孔的加工。
本实施方式中所述的重型燃机过渡段衬套是由两个过渡段衬套工件相对设置焊接而成，每个过渡段衬套工件上均为复杂曲面的薄壁件，且工件全曲面位置设计通孔数650个，按孔径不同分区域分布，本实施方式所述的激光切割割孔方法是针对过渡段衬套工件上孔的切割。
具体实施方式二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤一中，在进行切割路径布置时，需保证激光头按照所规划的路径运行及进行空间回转时不会与过渡段衬套工件发生碰撞。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
由于零件包括不规则曲面，首要原则为保证激光头按照所规划的路径运行及进行空间回转时不会与零件发生碰撞。
具体实施方式三：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤一中，在进行切割路径布置时，需避免在一个区域连续切割多个孔。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。
激光切割属于一种热加工方式，针对此衬套的密集孔结构，切割路径的布置要尽量避免在一个区域连续切割多个孔，以免产生热应力集中而导致零件变形及影响加工精度。
具体实施方式四：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤一中，在进行切割路径布置时，路径布置需具有规律性，切割过程中观察零件、机床是否有异常，程序意外中断时识别切割进程及重新设定、执行剩余切割工作。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式三相同。
路径布置要有一定的规律，以便于切割过程中能随时观察零件、机床是否有异常，程序意外中断时可以快速识别切割进程及重新设定、执行剩余切割工作。
具体实施方式五：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤二中，定位工装包括定位板1和四个千斤顶2，定位板1上设有限位槽1-1，装夹时将过渡段衬套工件卡装在限位槽1-1上，然后通过点焊的方式将过渡段衬套工件与定位板1之间固接，之后放置到设备工作台上，工作台与定位板1之间设有四个千斤顶2，千斤顶2设置在定位板1的四个角，通过千斤顶2调整过渡段衬套工件的垂直高度及水平度。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
如此设计以实现将过渡段衬套工件装夹到定位工装上，实现有效定位，然后进行调平找正。
具体实施方式六：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤二中，限位槽1-1设置在定位板1上下两端面的两侧，每个限位槽1-1分别沿定位板1的长度方向设置。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式五相同。
本实施方式中定位板1的形状与过渡段衬套工件的下端面形状相同，过渡段衬套工件的两侧卡装在限位槽1-1上。
具体实施方式七：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤四中，切割时在过渡段衬套工件内侧设置防飞溅钢板。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (7)

1.一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤一：模拟测试：将过渡段衬套工件的三维图导入PEPS软件PentaCut Module切割模块中进行三维实体加工模拟测试，包括切割碰撞模拟和切割路径布置；
步骤二：零件装夹：将过渡段衬套工件装配在定位工装上，调整水平，采用激光头跟踪调整零件的平面方位；
步骤三：模拟切割：空走程序，验证程序正确性，激光头与过渡段衬套工件有无碰撞；
步骤四：切割：根据过渡段衬套工件材质和尺寸确定切割参数，按照切割参数完成过渡段衬套工件上孔的加工。
2.根据权利要求1所述一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法，其特征在于：所述步骤一中，在进行切割路径布置时，需保证激光头按照所规划的路径运行及进行空间回转时不会与过渡段衬套工件发生碰撞。
3.根据权利要求2所述一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法，其特征在于：所述步骤一中，在进行切割路径布置时，需避免在一个区域连续切割多个孔。
4.根据权利要求3所述一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法，其特征在于：所述步骤一中，在进行切割路径布置时，路径布置需具有规律性，切割过程中观察零件、机床是否有异常，程序意外中断时识别切割进程及重新设定、执行剩余切割工作。
5.根据权利要求1所述一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法，其特征在于：所述步骤二中，定位工装包括定位板(1)和四个千斤顶(2)，定位板(1)上设有限位槽(1-1)，装夹时将过渡段衬套工件卡装在限位槽(1-1)上，然后通过点焊的方式将过渡段衬套工件与定位板(1)之间固接，之后放置到设备工作台上，工作台与定位板(1)之间设有四个千斤顶(2)，千斤顶(2)设置在定位板(1)的四个角，通过千斤顶(2)调整过渡段衬套工件的垂直高度及水平度。
6.根据权利要求5所述一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法，其特征在于：所述步骤二中，限位槽(1-1)设置在定位板(1)上下两端面的两侧，每个限位槽(1-1)分别沿定位板(1)的长度方向设置。
7.根据权利要求1所述一种300MW级重型燃机过渡段衬套激光切割割孔方法，其特征在于：所述步骤四中，切割时在过渡段衬套工件内侧设置防飞溅钢板。
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