可再生(shēng)能源正(zhèng)在全面(miàn)挑戰傳(chuan)統能源(yuan)的産出(chū)方式，比(bi)如2016年🔞光(guang)伏上網(wang)價格和(hé)風電電(diàn)價均已(yi)出台下(xià)調方案(àn)。雖然🔞趨(qū)勢如此(cǐ)，但國家(jia)能源局(jú)近年來(lai)的統計(jì)數據表(biǎo)明,發電(dian)⛷️量的七(qī)成仍源(yuán)自火電(diàn)發電，包(bao)括水、風(feng)、核電、太(tài)陽能等(děng)新能源(yuan)并未對(duì)傳統能(néng)源形成(cheng)強🏃‍♂️勢沖(chong)擊。

可是(shi),目前國(guó)内電力(lì)市場已(yi)日趨飽(bǎo)和，在國(guo)家扶持(chi)⭕新能源(yuán)的政策(cè)下，火力(li)發電等(děng)傳統發(fā)電形式(shì)“上大壓(ya)小”，采用(yòng)大功率(lü)設備已(yi)成為電(diàn)力行業(yè)的共識(shi)。 

“大”帶來(lai)的挑戰(zhan)

作為我(wo)國制造(zao)大型電(dian)力設備(bei)的主力(lì)廠商，上(shang)海電✏️氣(qi)電站設(she)備有限(xiàn)公司發(fā)電機廠(chǎng)（SEPC）隸屬于(yu)上海電(diàn)氣♈集團(tuan)股份㊙️有(yǒu)限㊙️公司(si)🔱電站👨‍❤️‍👨集(jí)團，是與(yu)德國西(xī)門子公(gōng)司合資(zi)的企業(yè)，主要從(cong)事火電(diàn)、核電、燃(rán)機領域(yù)的大❓型(xing)發電機(ji)👉成套産(chǎn)品的研(yán)發和🌍制(zhi)造。

從2004年(nián)開始，上(shang)海發電(dian)機廠火(huo)力發電(dian)機組的(de)生産、銷(xiāo)售、以及(jí)☁️訂單數(shu)量連續(xu)保持世(shi)界第一(yī)。近幾年(nián)公司1000MW等(deng)級水氫(qīng)冷機組(zu)每年的(de)訂單量(liàng)基本穩(wen)定在9000MW～13000MW範(fan)圍内，國(guó)内市場(chǎng)占㊙️有率(lü)約80%，600MW等級(jí)水氫冷(lěng)機組年(nian)訂單量(liang)本穩定(ding)在🚶‍♀️6000MW～9000MW，國内(nei)市場占(zhan)有率約(yuē)60%，産品遠(yuǎn)銷‼️多個(gè)國家。

我(wǒ)國現有(yǒu)的300MW、600MW、1000MW水氫(qing)冷汽輪(lun)發電機(ji)效率、年(nián)運行小(xiǎo)時等🔴參(cān)數均已(yi)達到國(guó)際先進(jìn)水平，近(jin)年國家(jiā)規定國(guó)内能生(shēng)産⛱️的亞(yà)臨界600MW及(ji)以下容(rong)量機組(zu)一般不(bu)再進🍉口(kǒu)，這加☁️快(kuài)了對㊙️我(wǒ)國電站(zhan)建設制(zhi)造業的(de)發展。電(dian)站制造(zào)業是🆚國(guó)家重要(yao)的基礎(chu)工業之(zhī)一，法國(guó)、德國、日(rì)本、俄羅(luó)斯、美國(guó)的大型(xíng)核電站(zhan)、火電站(zhan)的絕大(dà)部分機(ji)組都是(shi)本❌國制(zhì)造的。

随(sui)着“上大(dà)壓小”政(zhèng)策的實(shi)施，SEPC目前(qian)已經形(xing)成完善(shàn)的空冷(lěng)50MW～200MW等級、雙(shuāng)水内水(shuǐ)冷60MW～340MW等級(jí)、水氫冷(leng)200～1000MW等級等(děng)系列産(chǎn)品，在🌈超(chao)超臨界(jiè)1000MW級火電(diàn)、核電及(ji)燃氣輪(lun)發電機(jī)等重大(da)項目上(shang)實現了(le)曆史性(xing)突破，目(mu)前正在(zài)研發國(guo)際上最(zuì)大容量(liang)的1800MW級核(he)電發電(dian)機、1200MW級火(huo)電發💋電(diàn)機等産(chan)⛹🏻‍♀️品，以形(xing)成新的(de)發電機(jī)核心技(ji)術，不斷(duàn)提高企(qǐ)業核🐅心(xīn)競争力(li)。走♉進SEPC的(de)廠房，可(kě)看到：主(zhu)廠房長(zhang)312米，寬36米(mǐ)，高🚶‍♀️34米，吊(diào)重能力(li)可達500噸(dun)，具備了(le)可加工(gōng)目前世(shì)界上最(zuì)🤩大🆚容量(liàng)——1800MW四極核(hé)電發🏃電(dian)機和年(nian)産量3000萬(wan)千瓦的(de)生産能(neng)力。

随着(zhe)等級的(de)提升，發(fā)電設備(bei)尺寸也(ye)随之加(jiā)大，動辄(zhé)🈲上百噸(dūn)、幾十米(mi)的大型(xíng)設備給(gei)加工帶(dai)來的不(bú)僅僅是(shì)不便，加(jia)工難度(dù)也㊙️随之(zhī)提升。

由(you)于發電(dian)設備産(chǎn)品的特(tè)性，對設(shè)備的可(ke)靠性有(yǒu)着嚴格(ge)的要求(qiu)🈲。比如轉(zhuan)子是大(da)型電力(li)設備—發(fā)電機中(zhōng)🏃‍♂️的核心(xin)部件，其(qí)加工質(zhì)量的好(hao)壞影響(xiang)了發電(dian)機的運(yùn)行質量(liang)。且轉子(zi)胚件尺(chǐ)寸大，成(chéng)本不菲(fei)，供應有(yǒu)限，雖加(jia)工要求(qiu)高，但也(yě)必須加(jia)工零失(shi)誤率。

此(ci)外發電(dian)設備中(zhōng)其他一(yī)些典型(xíng)關鍵零(ling)部件如(rú)轉子輪(lún)槽以及(jí)轉子嵌(qiàn)線鸠尾(wěi)槽等的(de)切削加(jia)工，由于(yú)被加工(gong)材料屬(shǔ)于耐熱(rè)高強度(dù)合金鋼(gāng)、不鏽鋼(gang)等難加(jiā)工材料(liào)，切削量(liàng)大、切削(xuē)負荷重(zhòng)，對數控(kòng)刀具的(de)切削性(xìng)能，諸如(rú)高溫紅(hong)硬性、彎(wān)曲剪切(qiē)強度、抗(kàng)磨損性(xìng)、抗粘接(jiē)性、摩🛀擦(cā)系數等(deng)有很高(gāo)的要求(qiú)。

發電設(shè)備中典(diǎn)型關鍵(jian)零部件(jian)如轉子(zǐ)輪槽以(yǐ)及轉子(zǐ)☁️嵌線鸠(jiū)✍️尾槽，屬(shǔ)于耐熱(re)高強度(dù)合金鋼(gang)、不鏽鋼(gāng)等難加(jiā)工材料(liao)，切削量(liàng)大、切👉削(xuē)負荷重(zhong)，對數控(kong)刀具的(de)切削性(xìng)能有很(hěn)高的要(yào)求

對1000MW及(jí)以上的(de)二級發(fa)電機轉(zhuan)子來說(shuo)，其本體(tǐ)嵌線槽(cáo)由于♍槽(cáo)深深🔞度(du)大（100mm以上(shang)）,槽壁薄(bao)（15mm左右）如(ru)下圖所(suo)示，剛✨性(xìng)差，易引(yin)起加工(gōng)變形，加(jiā)工困難(nán)。

對1000MW及以(yi)上的二(èr)級發電(diàn)機轉子(zǐ)來說，整(zhěng)體靜态(tài)撓度大(da)，其本體(tǐ)⭐嵌線槽(cao)由于槽(cáo)深深度(dù)大,槽壁(bì)薄，剛性(xing)差⛷️，易引(yin)起加🔴工(gong)變形，加(jiā)👅工困難(nán)

但難點(diǎn)正是關(guan)鍵點。控(kòng)制和減(jian)少二極(jí)轉子嵌(qiàn)線槽的(de)💜切削變(biàn)🔱形，是提(tí)高轉子(zi)運轉精(jīng)度、保證(zheng)發電機(jī)運行品(pǐn)質的關(guān)鍵。一般(ban)來說嵌(qiàn)線槽在(zai)加工中(zhōng)發生變(biàn)🥵形，嵌線(xiàn)槽槽口(kǒu)變形量(liang)可達到(dao)✔️ 0.5mm。要減小(xiǎo)變形，必(bi)須選擇(zé)合适的(de)🤟切削力(li)并減小(xiǎo)降低殘(cán)餘應力(li)。這不僅(jǐn)對工藝(yì)工程師(shī)和操作(zuò)人員提(ti)出了高(gao)要😍求，其(qi)高精度(dù)複雜型(xíng)面的切(qiē)削對數(shù)控刀具(jù)㊙️本身的(de)精度也(yě)提出了(le)更高的(de)要求。

難(nan)點重重(zhong)

機加工(gōng)是發電(dian)機組生(sheng)産的重(zhòng)要環節(jiē)，發電機(jī)轉子、定(dìng)子、機座(zuo)⭕等部件(jiàn)切削量(liang)很大，對(dui)機床和(he)刀具要(yao)求都很(hěn)高。汽輪(lun)發電機(jī)轉軸🔴嵌(qian)線槽是(shì)采用專(zhuan)用可轉(zhuan)位轉子(zǐ)槽盤銑(xi)刀，在數(shù)控轉子(zi)槽銑床(chuang)上加工(gōng)而成。由(you)于轉軸(zhou)材質為(wei)高強度(dù)合金鋼(gang)，切削槽(cao)深、銑刀(dāo)直徑大(dà)、切削速(su)🤩快，對刀(dao)具綜合(hé)性能要(yào)求很高(gāo)。

以轉子(zi)加工為(wéi)例，鍛造(zào)出的原(yuan)材料工(gong)件首先(xiān)要經過(guo)車削，然(rán)🏃🏻‍♂️後🙇🏻是銑(xi)削加工(gong)。銑削分(fen)粗銑和(hé)精銑，每(měi)個😘工序(xù)分兩步(bù)又🔴分兩(liang)步走。“銑(xǐ)槽必須(xū)要分段(duàn)，因為牽(qian)扯到轉(zhuǎn)子的動(dong)平衡。”這(zhè)是每個(gè)工藝操(cao)作人員(yuán)都所熟(shú)稔的。

轉(zhuan)子本體(tǐ)外圓有(you)一圈軸(zhou)向方向(xiang)的嵌線(xiàn)槽，業内(nèi)也稱之(zhī)💋為🥰轉子(zǐ)🌈縱樹型(xing)輪槽，有(you)時每個(ge)轉子的(de)嵌線槽(cáo)會多達(da)30多條。發(fā)電機轉(zhuan)子槽形(xing)整體加(jia)工要求(qiú)較高：整(zhěng)槽寬度(du)公差要(yào)求≤0.2mm、等分(fèn)度要🏃‍♂️求(qiu)≤0.02°、粗糙度(dù)要求≤Ra3.2，其(qí)次工藝(yì)要求的(de)加工效(xiào)率要高(gāo)，需要兼(jiān)顧機床(chuang)加工性(xing)🈚能及刀(dao)具切削(xue)性能。

要(yào)提高産(chǎn)品的性(xìng)能一般(ban)有兩種(zhong)途徑，一(yi)是加大(da)資金🥵投(tou)✌️資購買(mai)設備，或(huo)者求助(zhù)外協；還(hái)有一種(zhǒng)辦法就(jiù)是對🔴刀(dao)具切削(xue)工藝進(jin)行🐇改進(jin)——這是最(zuì)直接的(de)手段，如(rú)果刀具(ju)的切🏒削(xuē)效率能(neng)夠提高(gāo)一倍，就(jiu)相當于(yu)增加了(le)一台🌍機(jī)床，它帶(dai)來的效(xiao)果立竿(gān)見影，事(shi)半功倍(bèi)。SEPC的轉子(zǐ)槽加工(gong)工序中(zhong)大量使(shi)用了各(gè)種盤銑(xǐ)刀和鸠(jiu)尾銑刀(dao)，所☂️用刀(dāo)具以德(de)國瓦爾(ěr)特公司(sī)提供的(de)可轉位(wei)盤銑🧑🏾‍🤝‍🧑🏼刀(dāo)和可👈轉(zhuǎn)位鸠👌尾(wei)銑刀為(wei)主。

國内(nèi)發電機(jī)制造技(jì)術發展(zhan)經曆了(le)三個階(jie)段，制造(zao)工藝也(ye)從🌐手💚工(gōng)、機械、數(shù)顯加工(gong)為主，逐(zhú)步發展(zhǎn)到數控(kong)智能化(hua)✉️加工，轉(zhuǎn)子嵌線(xiàn)槽内鸠(jiū)尾槽的(de)加工刀(dao)具從之(zhī)前高速(sù)鋼材質(zhi)演變到(dao)可轉位(wèi)刀片刀(dao)具。起初(chū)，SEPC和原來(lai)合💃🏻作的(de)刀具供(gòng)應商也(yě)已将部(bù)分方案(àn)做成了(le)硬質合(hé)金可轉(zhuan)位刀片(piàn)方案。但(dàn)其中一(yi)款刀具(ju)從定方(fang)案到制(zhi)造、試加(jia)工、修改(gǎi)方案，幾(ji)次反複(fu)試🌏加工(gong)總共花(huā)了近兩(liang)年的時(shi)間，最終(zhong)仍然不(bú)符合技(ji)術要求(qiu)，最主要(yao)的原因(yin)在💜于整(zhěng)體加工(gōng)性能不(bu)好，工件(jian)的表面(miàn)質量無(wú)法保證(zhèng)。了解到(dao)相關發(fā)電行業(yè)的一些(xie)成功案(an)例後，具(jù)有較豐(fēng)富經驗(yàn)的瓦爾(er)特進入(rù)了SEPC的⁉️備(bei)選名單(dān)。

應用在(zài)300MW等級上(shàng)的粗齒(chi)型粗銑(xǐ)盤銑刀(dao)是瓦爾(ěr)特和SEPC的(de)首個合(he)作🙇🏻成果(guǒ)。因為轉(zhuǎn)子槽粗(cu)加工加(jiā)工餘量(liang)大，要求(qiú)良好的(de)排🥰屑功(gōng)能，此💞外(wài)關鍵還(hái)不能出(chu)現拉鐵(tiě)圈、磨痕(hén)♉。300MW的嵌線(xiàn)槽槽寬(kuān)♈38mm,粗銑刀(dao)選用的(de)切寬是(shì)36mm，單邊留(liu)1個毫米(mi)左右精(jing)銑餘量(liàng)。常規😍的(de)加工工(gong)藝是：第(di)一步盤(pan)銑刀粗(cū)銑後鸠(jiū)尾槽粗(cū)銑，接着(zhe)盤銑刀(dāo)第二、三(sān)…刀粗銑(xǐ)，結束🐕後(hòu)再進行(háng)盤銑刀(dao)精銑，一(yi)般都是(shi)整槽形(xíng)一刀到(dào)底，然後(hou)再進行(háng)鸠尾精(jing)銑。這其(qí)中所使(shǐ)用的粗(cū)銑盤銑(xǐ)刀就是(shì)❌瓦爾特(te)牌号為(wei)WF341-6092000的盤銑(xi)刀，它采(cǎi)🛀🏻用卡口(kou)式刀座(zuo)設計，極(jí)适合用(yong)于電機(jī)轉子槽(cao)粗/精加(jiā)工，刀體(ti)剛性極(jí)好，加工(gōng)效率高(gāo)，特别是(shi)在精加(jia)工時，表(biao)面無明(ming)顯刀痕(hén)，粗糙度(du)☎️非常好(hǎo)。

改變看(kan)得見

現(xian)在看起(qǐ)來一切(qiē)都很順(shun)利，但實(shí)際上雙(shuāng)方在設(shè)計☂️這款(kuǎn)🔱刀具時(shi)，也是一(yi)波三折(she)。

由于轉(zhuǎn)子槽底(di)比較大(da)，因此刀(dāo)具加工(gōng)時受到(dào)的阻力(lì)比🔴較😍大(dà)，刀🈲盤的(de)抗震性(xing)也會差(cha)一點。瓦(wa)爾特定(ding)制📧的刀(dao)㊙️具最初(chu)被設計(jì)成波浪(lang)形，效果(guǒ)并不理(lǐ)想，前後(hou)實驗了(le)3次：第一(yī)次把刀(dao)✌️座做了(le)調整，第(dì)二次是(shi)把刀具(jù)運回到(dao)德國改(gǎi)進，但還(hái)有小🔞缺(que)陷，第三(san)📱次又重(zhong)新🙇‍♀️訂做(zuo)了一套(tao)新的刀(dao)座。但是(shì)雙方都(dōu)有着“不(bú)達目的(de)✔️不罷休(xiū)的勁頭(tóu)”，數次在(zai)加工現(xian)場商讨(tǎo)試驗，最(zui)💛終提供(gong)出幾近(jin)完美的(de)解決方(fang)案。現在(zai)瓦💞爾特(te)刀具在(zài)SEPC的應用(yòng)已經越(yue)來越多(duō)，隻要有(you)新的産(chan)品設計(jì)都會在(zai)第一時(shí)間看到(dào)瓦爾特(tè)資深技(ji)術人員(yuán)的參與(yu)。

同時，降(jiang)本增效(xiao)也是SEPC選(xuan)擇刀具(ju)的重要(yao)條件。比(bi)如600MW鸠尾(wěi)槽由高(gao)速鋼刀(dao)具更換(huan)為瓦爾(ěr)特的刀(dao)具後粗(cu)糙度由(yóu)原先的(de)Ra6.3提高至(zhi)不大于(yu)Ra3.2，加工效(xiao)率由原(yuan)先使用(yòng)高速鋼(gāng)刀具加(jia)工每個(ge)槽需90分(fen)鐘，提高(gāo)到使用(yong)硬質合(hé)金刀具(ju)後隻需(xū)30分鐘。雖(suī)然刀片(piàn)消耗成(cheng)🔆本略高(gāo)于♈高速(sù)鋼刀具(ju)方案，但(dàn)由于加(jiā)工工時(shí)減少，且(qiě)加工進(jin)🥰給量由(yóu)于比原(yuán)先提高(gao)不少：可(kě)🔞以從原(yuan)來的不(bú)👉足100mm/min提高(gāo)到240～280mm/min，綜合(he)計算下(xià)來，實際(jì)加工成(cheng)本的降(jiàng)低依然(ran)可🈲觀。

目(mu)前，1000MW水氫(qīng)冷、600MW水氫(qīng)冷III型、300MW水(shui)氫冷是(shì)SEPC訂單最(zuì)多的拳(quán)頭産品(pin)，年産台(tái)🛀份數在(zài)25～35台，每年(nián)總的産(chǎn)品制造(zào)容量穩(wěn)定在㊙️2000~3000萬(wan)千瓦（3000萬(wan)📱千瓦機(ji)組一年(nián)發電量(liàng)可達2400億(yì)度）。此外(wài)水冷機(ji)組也是(shi)SEPC另一項(xiàng)引以🐉為(wéi)傲的自(zi)主開發(fa)産品，至(zhì)今已累(lei)積制造(zao)的水冷(leng)機組台(tái)份數超(chāo)過650台。目(mù)💃前，SEPC也已(yǐ)經在☎️研(yán)發世界(jie)660MW最大水(shui)冷發電(diàn)機組及(jí)1200MW等級世(shì)界最大(da)二極👄發(fa)電機機(jī)組。

随着(zhe)中國裝(zhuāng)備制造(zào)業的發(fa)展，未來(lai)生産企(qi)業對機(jī)床🔞和🧡刀(dāo)🆚具的要(yào)求也越(yuè)來越高(gao)。金屬切(qiē)削機床(chuáng)和刀具(ju)作為切(qiē)削加工(gōng)的基礎(chǔ)🎯工藝裝(zhuang)備，被稱(cheng)為 “孿生(sheng)兄弟”，機(jī)床依靠(kao)優良的(de)“牙齒”才(cai)能發揮(huī)最佳作(zuò)用。可以(yi)說刀具(ju)性能和(hé)質量直(zhi)接影響(xiǎng)到整體(ti)生産效(xiào)率的🔞高(gao)低、加工(gōng)質量的(de)好壞，以(yǐ)及生産(chan)技術水(shuǐ)平和經(jīng)濟效益(yì)，所以國(guó)外👣企業(yè)才有“企(qi)業的紅(hong)利在刀(dao)刃上”的(de)✏️說法。SEPC正(zhèng)緻力于(yu)此。