53仙游抽水蓄能机组发电机轴系加工QC——付强

仙游抽水蓄能机组发电机轴系加工东方电气集团东方电机有限公司机械加工QC小组发布人：付强2013年7月1日前言东方电气集团东方电机有限公司，是中国研制大型发电设备的重要企业，主要从事水电、火电、核电、交直流及相关控制设备的研发、设计、制造和销售工作。重金工分厂是公司关键性生产单位，主要从事水电的座环、顶盖、底环、主轴、转轮、转子支架，火电与核电的定子机座、转轴、端盖等大型零部件的机械加工工作。小组概况一、小组概况1.小组简介：重金工分厂机械加工QC小组成立于2005年，一直致力于全面改进和提升产品质量，解决生产实际中的技术难题。近年来，在全体组员的共同努力下，小组在质量管理、科技创新、技术攻关等方面都取得了一定成绩。其中，2009年被评为全国优秀质量管理小组。还曾获得以下荣誉：“1000MW超超临界汽发转轴车序加工”获得全国机械工业优秀QC成果一等奖“1150MW核电转轴铣序盘铣刀改进”获得公司创新成果一等奖“巴西杰瑞控制环耳朵孔镗序加工优化”获得公司创新成果二等奖“700MW小湾水轮机主轴车序加工攻关”获得公司优秀QC质量成果一等奖课题名称仙游抽水蓄能机组发电机轴系加工组长刘志东职务技术厂长小组类型攻关型小组成员9人注册编号QC2012-05成立时间2011年10月活动次数12计划完成时间2012年3月2.小组成员：小组概况小组概况组员介绍姓名性别文化程度职务/职称组内分工刘志东男本科技术厂长/高级工程师组长，负责总体工艺方案审核付强男本科助理工程师副组长，负责总体工艺方案制定王立堂男大专高级工程师组员，协助收集资料，制定措施邹银行男本科工程师组员，协助收集资料，制定措施谭海波男本科助理工程师组员，协助收集资料，制定措施程猛男本科助理工程师组员，协助收集资料，制定措施邱爱民男大专质管员组员，质量教育和培训丰军男中专18米卧车机台长/技师组员，实施工艺方案龙强男中专Ф250镗床机台长/高级工组员，实施工艺方案活动内容2011.102011.112011.122012.12012.22012.3选择课题现状调查目标设定原因分析要因确认制定对策对策实施效果检查巩固措施总结改进3.活动计划：小组概况二、课题选择1.仙游发电机轴系由上端轴、转子支架、主轴组成，总长约10000mm，最大回转直径为Ф3050mm，重量达105吨，各关键部位的形位公差均要求≤0.03mm，滑转子的表面粗糙度要求Ra0.8，其余部位的表面粗糙度都要求在Ra1.6～3.2，相比单轴加工，其难度较大。2.经过小组成员的认真分析，常规方案很难保证加工精度，必须改进工艺方案，制定相应工艺措施，才能保证金加工后满足图纸设计要求。因此，我们把制定仙游发电机轴系加工的工艺方案作为QC小组的课题。课题选择三、现状调查现状调查1.仙游发电机轴系关键部位的形位公差和粗糙度要求如下图所示：其中基准A和基准B还分别需要与水轮机主轴、推力头进行配车放大图（图一）2.参照以往机组发电机轴系加工方案，常规思路是上端轴、主轴、转子支架先单件精加工，然后上卧车同找摆度，最后钻铰把合面处的销孔。但是在对仙游发电机轴系进行加工工艺分析时，我们发现若采取常规方案，将存在以下问题：⑴仙游上端轴整个轴身外圆设计有引线槽，转子支架外圆均布立筋，使得上端轴及转子支架均无架口位置，无法在卧车单轴找摆再进行把合；⑵根据以往加工经验，单件精加工到位，联轴找摆时轴系各关键部位的形位公差仅能保证在0.035mm～0.075mm之间，无法满足设计要求；现状调查⑷轴系总长度近10米，重量达105吨，使得轴系在静止状态下存在挠度，会导致销孔实际加工位置与理论位置出现偏差，在运转时将对轴系产生影响。现状调查3.经过小组成员的认真分析和论证，我们确定出新的工艺方案：对轴系布置图上有形位公差要求的部位，在上端轴、主轴、转子支架单件加工时，半精加工留量，待轴系把合后，由镗床加工把合面处的径向销孔，最后一同吊上卧车采用一卡一托的方式进行精车。⑶联轴找摆时一旦摆度超出允差值，车修任一部位，特别是发电机主轴与水轮机主轴的配合止口、上端轴与推力头配合段，都可能会造成尺寸超差；四、目标设定目标设定分析加工过程中的各种不确定和不利因素，制定切实可行的应对措施，保证轴系各关键部位粗糙度全部满足设计要求,形位公差全部≤0.03mm。人操作者识图能力不足操作者对工艺方法不清楚加工经验不足，技能水平不够操作者责任心不够机环法料机床精度不满足要求静压瓦与主轴架口接触面积不够，间隙超差卡盘端面跳动值较大未按照工艺要求修正轴系挠度上端轴、主轴单件加工时未按要求留量或不满足相关工艺要求镗床加工找正偏差较大轴系存在较大挠度均能按要求及时加工过程中产生的铁屑等杂物加工时及加工后未及时对轴系进行保护轴系已精加工部位出现磕碰划伤或锈蚀销孔实际位置与理论位置偏差较大无法保证加工精度无法满足图纸设计要求分析原因五、分析原因尺寸测量不准确六、要因确认要因确认序号末端因素确认内容确认方法确认标准责任人完成时间1操作者的识图能力不足操作者的识图能力现场调查操作者能够清晰理解图纸的尺寸、形位公差标注和相关技术要求程猛2011.11.8前2操作者对工艺方案不清楚操作者对新工艺方案和流程是否清楚现场调查操作者能够熟悉和掌握新的工艺方案和流程付强2011.11.9前3各部位尺寸测量不准操作者是否掌握百分表和外径千分尺等量具的使用方法现场验证操作者能够正确和熟练使用各类测量工具谭海波2011.11.9前4操作者的责任心不强操作者的责任意识和受质量教育程度现场调查操作者受到良好的质量教育，拥有良好责任意识邱爱民2011.11.12前5静压瓦与轴系架口接触面积和间隙问题操作者能否满足保证加工精度的需求调查分析静压瓦与轴系架口接触面积达75%，间隙≤0.05mm王立堂2011.11.16前6卧车卡盘端面跳动值18米卧车的卡盘端跳动值现场验证卧车卡盘端面跳动值小于等于轴系端面设计跳动值丰军2011.11.10前1.要因分析计划表序号末端因素确认内容确认方法确认标准责任人完成时间7轴系的挠度较大轴系挠度大小绘图分析轴系挠度应满足保证加工精度的需求邹银行2011.11.15前8镗床加工把合面径向销孔时的找正问题镗床加工销孔时的找正精度现场调查镗床找正精度能保证销孔实际位置与理论位置一致程猛2011.11.14前9上端轴、主轴单件加工留量单件加工时是否按要求对轴系布置图上有加工要求的部位半精加工留量现场调查操作者单件加工时应清楚各部位留余量情况谭海波2011.11.16前10操作者需严格按工艺要求修正轴系挠度操作者是否完全掌握挠度修正方法现场调查操作者在加工时要按照相关要求修正轴系挠度付强2011.11.30前11加工环境的清理操作者能否保证加工现场调查操作者能够及时清理加工产生的铁屑、油污等杂物龙强2011.11.18前12对轴系各精加工部位的保护操作者是否能按要求对精加工部位采用包裹等方式进行保护现场调查操作者全面掌握和执行保护精加工部位的方法丰军龙强2011.11.22前要因确认2.确认主要原因序号末端因素最终确认情况是否满足要求是否主要原因1操作者的识图能力不足操作者能全面理解图纸设计要求满足要求非主要原因2操作者对工艺方案不清楚操作者对新的工艺方案不够熟悉不满足要求主要原因3各部位尺寸测量不准操作者能够正确和熟练使用各类测量工具满足要求非主要原因4操作者的责任心不强操作者均受过良好质量教育，拥有良好责任意识，且多次承担分厂重点加工任务满足要求非主要原因5静压瓦与轴系架口接触面积和间隙问题静压瓦与轴系架口配合间隙为0.08～0.10mm，接触面积为70%不满足要求主要原因6卧车卡盘端面跳动值卧车卡盘端面跳动值整圈≤0.02mm满足要求非主要原因要因确认序号末端因素最终确认情况是否满足要求是否主要原因7轴系的挠度较大轴系挠度不满足保证加工精度的需求不满足要求主要原因8镗床加工把合面径向销孔时的找正问题轴系吊上镗床摆放时，粗找正误差达1-2mm不满足要求主要原因9上端轴、主轴单件加工留量加工前将下发技术通知单进行明确，并进行现场提醒满足要求非主要原因10操作者需严格按工艺要求修正轴系挠度部分操作者对如何修正挠度的方法不清楚不满足要求主要原因11加工环境的清理操作者已养成及时清理加工产生的铁屑、油污等杂物的良好习惯满足要求非主要原因12轴系各精加工部位的保护操作者在以往加工时都能做好精加工部位的保护满足要求非主要原因要因确认序号主要原因对策目标责任人完成时间1操作者对新的工艺方案不够熟悉对镗床和卧车操作者进行技术交底，加工时现场指导保证操作者能够全面了解和熟悉新的工艺方案付强邹银行2011.11.26(技术交底)2轴系挠度较大制定相应的修正方案避免轴系挠度对加工产生不利影响，保证加工精度付强谭海波程猛2011.11.28(确定修正方案)3轴系吊上镗床摆放时，粗找正误差达1-2mm明确找正方法并进行技术交底：以转子支架两端外圆止口打表找正，相对差值应满足两端外圆止口的半径差值保证轴系轴线水平不会出现偏斜或两端高度不一致的情况，进而使销孔的实际加工位置尽可能与理论位置一致付强程猛龙强2011.12.03(确定方法和技术交底)4静压瓦与轴系架口的间隙为0.08-0.10mm，接触面积70%卧车操作者测量轴系架口尺寸，配车静压瓦，由机修钳工对静压瓦和架口进行研配，保证配合间隙≤0.05mm，接触面积达75%使静压瓦与架口间的油膜厚度均匀，保证轴系精车时的稳定性和加工后各部位的圆跳动满足要求王立堂丰军2011.12.08(确定方法)5部分操作者对修正轴系挠度的方法不清楚就挠度修正方案进行技术交底，加工时现场指导使操作者按要求进行挠度修正，进而满足加工要求付强谭海波丰军2011.12.12(技术交底)七.制定对策针对上述影响轴系加工的五个主要原因，我们组织全体组员召开专题会议，通过运用头脑风暴法，制定出如下对策：制定对策八、对策实施组织工段、生产、18米卧车、数控250镗床等相关人员进行工艺技术交底，包括对图纸的理解、工艺方案的细化，工装、刀具的使用等都进行详细讲解。针对可能出现的问题、操作者提出的疑问等进行分析，并做好相应预备方案。在加工时，实时到现场进行指导。对策实施实施一：技术交底及现场指导参加人员：全体组员及操作者、工段、生产人员地点：分厂会议室及后序各加工现场（一）各项对策具体实施过程实施效果：操作者、工段、生产等人员熟悉了整个工艺流程，针对加工过程中可能出现的问题也制定了相应预案。卧车主操作者结合自己加工经验，就如何修正挠度提出建议，小组工艺人员进行认真分析和讨论，制定出挠度修正方案。1.卧车按常规方式进行初步找正，转动约半小时后，打表检查轴系连接处跳动值稳定后再进行精找正；2.精找正后，转动轴系1-2小时，观察轴系是否发生窜动，如果出现窜动，则需重新调整中心架并找正。重复上述步骤至轴系在转动过程中不再出现窜动；3.加工时，每次机床停转重新启动后，需空转2-4小时，打表检查已加工部位跳动值与停转前一致时，方可进行后续加工。实施二：制定挠度修正方案参加人员：小组工艺人员及卧车主操作者地点：卧车加工现场对策实施实施效果：制定出了切实可行的轴系挠度修正方案。由镗床操作者讲述找正过程中的常见问题，由小组工艺人员根据提出的问题进行分析，制定相应措施，最终确定出找正方案：1.吊车协助镗床转动轴系，使销孔位置与正对镗床，待镗床精找正后再进行加工；2.以转子支架两端外圆止口打表找正，相对差值应满足两端外圆止口的半径差值。实施三：明确找正方法并进行技术交底参加人员：小组工艺人员及镗床操作者地点：镗床加工现场对策实施实施效果：镗床操作者掌握了销孔加工时的找正方法。根据静压瓦使用要求，结合卧车操作者、机修钳工对静压瓦研配方法的信息反馈，以及轴系的实际情况，确定如下方案：1.卧车操作者测量轴系架口尺寸；2.立车配车静压瓦，龙门铣加工油腔；3.由机修钳工对静压瓦和轴系架口进行研配。实施四：保证轴系架口与静压瓦的接触面积和间隙参加人员：小组工艺人员及卧车操作者、机修钳工地点：轴系装把现场对策实施实施效果：静