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摘要：汽封圈是汽轮机组汽封系统的重要零部件，属薄壁件类型，加工工序多且加工难度大，极易产生变形，详细介绍了迷宫式汽封圈制造工过程中产生变形的原因及解决措施。
关键词：汽封圈；变形；措施
汽轮机是一种以蒸汽为介质，利用蒸汽热能做功的旋转机械式原动机。汽轮机转动部件和和静止部件间必须保持一定间隙，间隙的存在就会导致一小部分蒸汽从间隙中流过不做功，降低了汽轮机效率，而汽封的作用就是减少漏汽损失从而提高汽轮机效率。汽封圈作为汽封的重要组成部分，其径向加工精度直接影响了汽封的密封效果。
我公司N12-6.0汽轮机汽封圈采用的是迷宫式汽封圈，该种汽封圈广泛应用于我公司各种型号汽轮机组中。如下图：
这种薄壁件在制造过程中极易产生变形，径向变形量甚至达到了0.4mm，导致汽轮机机组总装配准动静间隙时修配率居高不下，于是我对汽封圈的制造过程进行了全程跟踪分析，试图找出汽封圈变形的原因并找出解决办法。我认为汽封圈制造变形原因可分为以下5种：零件毛坯材料缺陷、机加工后的应力变形、刀具切削产生的弹性或塑性变形、零件装夹产生的变形以及零件转运过程中磕碰造成的变形。我公司汽封圈加工工艺过程为：领料-粗车-除应力-精车-划线-镗-线切割-钳工。究竟是哪道工序又是什么原因造成的汽封圈变形，很难判断。
一.原因分析
1. 零件毛坯材料缺陷
我公司采用的汽封圈毛坯为环状或筒状锻件低碳钢或低碳合金钢，均严格检验合格进厂，此因素不做考虑。
2. 机加工后的应力变形
划线、钳工去毛刺可以排除；粗车后我们加了除应力处理也可以排除；镗床只是铣外圆上10×2.5×2的槽，加工量很小且在非配合面，產生的应力可以忽略。最有可能产生加工后应力变形的就是精车和线切割，于是我们选择了精车检验合格的4圈汽封圈进行了跟踪检测，该4圈汽封圈线切割成24个弧段后，我们利用三坐标测量仪对其内外圆配合尺寸进行了测量并和精车时测量的内外圆配合尺寸进行了对比，径向变形量不大于0.03mm，设计对汽封圈径向精度要求为0.1mm，那么线切割和精车会造成加工后应力变形，但不是主要因素。
3. 刀具切削产生的弹性或塑性变形
和上面第二条同样的理由我们不考虑划线、钳工、镗、粗车和线切割的影响，那么就剩下精车。我们选取了24圈汽封圈，由同一操作者同一台数控车床加工，其中12圈按照老工艺进刀量0.5mm/r加工，另12圈按照新工艺进刀量0.2mm/r加工，结果老工艺加工的12圈有2圈变形最大0.2mm，按新工艺加工的也有1圈变形最大0.18mm，由此可见刀具切削确实产生了变形，但不是主要因素。
4. 零件装夹产生的变形
我首先排除粗车、划线、钳工，对于镗床，工件装夹时都是压板压的端面，且因切削量小加持力无需太大，我认为对径向尺寸几乎无影响，我选取的24圈汽封圈在镗床加工后测量了径向尺寸几乎无变化，验证了我的结论。对于线切割，结合第2条验证的结果，不是主要变形因素。最后需要考虑的因素又是精车。在验证第3条时，我们在24圈汽封圈在车床上未割下时对径向配合尺寸进行了测量，结果发现所有径向尺寸都合格。我公司订购的毛坯都是一做多，精车时四爪夹持工艺头，汽封圈车好一圈割下一圈。我们在测量时也发现，三圈割下后变形量大的都是靠近工艺头的。由此我认为，精车装夹变形很可能是导致变形的重要因素。于是我们又查询了几个月的汽封圈精车不合格记录，结果发现90%不合格的都是新手加工的，并且直径越大的不合格率越高，由此更证明我的结论。
5. 零件转运过程中磕碰
针对此原因，我分别找了1圈精车后报废的汽封圈和一段已切割下来弧段做了试验，将汽封圈和弧段分别于0.5m空中自由落体落下，外圆着地，结果整圈的汽封圈变形居然达到了0.4mm，汽封弧段变形也达到了0.15mm。但磕碰为偶发因素，非常态，作为次要因素。
二.解决措施
1.零件装夹产生的变形
对于普通四爪卡盘，四个卡爪的夹持力度，老师傅也只能凭借经验大概做到力道均匀合适，新手就更不用说了，力道大了变形，力道小了零件脱落，于是我决定采用力矩扳手拧紧卡爪。我选取了12圈汽封圈，采用力矩扳手拧紧工件，参考老师傅经验，力矩选择150Nm，结果12圈检测全部合格，由此也证明我零件装夹变形确实是主要因素。
2.刀具切削产生的弹性或塑性变形
我细化了加工工艺，将精车最后一刀进刀量定在了0.2mm/r，这样可以减少最后一刀的弹性或塑性变形，提高精车精度。同时要求检验员严格检查并记录精车汽封圈径向配合尺寸。
3.机加工后的应力变形
此因素对零件最后精度影响可以忽略。
4.零件转运过程中磕碰
针对此因素，我们加强了对操作者以及转运工人的安全教育，尽量降低此类事件的发生率。
三.结语
综上所述，我认为我公司汽封圈制造过程中产生变形的主要因素是零件装夹产生的变形，解决了装夹变形问题虽不能完全解决汽封圈变形问题，但已经可以满足设计以及装配的需要，降低了零件不合格率以及装配时的返修率，为企业挽回了不必要的损失。另外，力矩扳手价格并不高，使用也很简便，企业完全可以大量配备。
参考文献：
[1]张军.如何消除零件加工的变形问题[J]黑龙江科技信息，2014（2）
[2]成国富.汽轮机汽封圈高效加工工艺[J]中国机械，2015（18）：196-196
关键词：汽封圈；变形；措施
汽轮机是一种以蒸汽为介质，利用蒸汽热能做功的旋转机械式原动机。汽轮机转动部件和和静止部件间必须保持一定间隙，间隙的存在就会导致一小部分蒸汽从间隙中流过不做功，降低了汽轮机效率，而汽封的作用就是减少漏汽损失从而提高汽轮机效率。汽封圈作为汽封的重要组成部分，其径向加工精度直接影响了汽封的密封效果。
我公司N12-6.0汽轮机汽封圈采用的是迷宫式汽封圈，该种汽封圈广泛应用于我公司各种型号汽轮机组中。如下图：
这种薄壁件在制造过程中极易产生变形，径向变形量甚至达到了0.4mm，导致汽轮机机组总装配准动静间隙时修配率居高不下，于是我对汽封圈的制造过程进行了全程跟踪分析，试图找出汽封圈变形的原因并找出解决办法。我认为汽封圈制造变形原因可分为以下5种：零件毛坯材料缺陷、机加工后的应力变形、刀具切削产生的弹性或塑性变形、零件装夹产生的变形以及零件转运过程中磕碰造成的变形。我公司汽封圈加工工艺过程为：领料-粗车-除应力-精车-划线-镗-线切割-钳工。究竟是哪道工序又是什么原因造成的汽封圈变形，很难判断。
一.原因分析
1. 零件毛坯材料缺陷
我公司采用的汽封圈毛坯为环状或筒状锻件低碳钢或低碳合金钢，均严格检验合格进厂，此因素不做考虑。
2. 机加工后的应力变形
划线、钳工去毛刺可以排除；粗车后我们加了除应力处理也可以排除；镗床只是铣外圆上10×2.5×2的槽，加工量很小且在非配合面，產生的应力可以忽略。最有可能产生加工后应力变形的就是精车和线切割，于是我们选择了精车检验合格的4圈汽封圈进行了跟踪检测，该4圈汽封圈线切割成24个弧段后，我们利用三坐标测量仪对其内外圆配合尺寸进行了测量并和精车时测量的内外圆配合尺寸进行了对比，径向变形量不大于0.03mm，设计对汽封圈径向精度要求为0.1mm，那么线切割和精车会造成加工后应力变形，但不是主要因素。
3. 刀具切削产生的弹性或塑性变形
和上面第二条同样的理由我们不考虑划线、钳工、镗、粗车和线切割的影响，那么就剩下精车。我们选取了24圈汽封圈，由同一操作者同一台数控车床加工，其中12圈按照老工艺进刀量0.5mm/r加工，另12圈按照新工艺进刀量0.2mm/r加工，结果老工艺加工的12圈有2圈变形最大0.2mm，按新工艺加工的也有1圈变形最大0.18mm，由此可见刀具切削确实产生了变形，但不是主要因素。
4. 零件装夹产生的变形
我首先排除粗车、划线、钳工，对于镗床，工件装夹时都是压板压的端面，且因切削量小加持力无需太大，我认为对径向尺寸几乎无影响，我选取的24圈汽封圈在镗床加工后测量了径向尺寸几乎无变化，验证了我的结论。对于线切割，结合第2条验证的结果，不是主要变形因素。最后需要考虑的因素又是精车。在验证第3条时，我们在24圈汽封圈在车床上未割下时对径向配合尺寸进行了测量，结果发现所有径向尺寸都合格。我公司订购的毛坯都是一做多，精车时四爪夹持工艺头，汽封圈车好一圈割下一圈。我们在测量时也发现，三圈割下后变形量大的都是靠近工艺头的。由此我认为，精车装夹变形很可能是导致变形的重要因素。于是我们又查询了几个月的汽封圈精车不合格记录，结果发现90%不合格的都是新手加工的，并且直径越大的不合格率越高，由此更证明我的结论。
5. 零件转运过程中磕碰
针对此原因，我分别找了1圈精车后报废的汽封圈和一段已切割下来弧段做了试验，将汽封圈和弧段分别于0.5m空中自由落体落下，外圆着地，结果整圈的汽封圈变形居然达到了0.4mm，汽封弧段变形也达到了0.15mm。但磕碰为偶发因素，非常态，作为次要因素。
二.解决措施
1.零件装夹产生的变形
对于普通四爪卡盘，四个卡爪的夹持力度，老师傅也只能凭借经验大概做到力道均匀合适，新手就更不用说了，力道大了变形，力道小了零件脱落，于是我决定采用力矩扳手拧紧卡爪。我选取了12圈汽封圈，采用力矩扳手拧紧工件，参考老师傅经验，力矩选择150Nm，结果12圈检测全部合格，由此也证明我零件装夹变形确实是主要因素。
2.刀具切削产生的弹性或塑性变形
我细化了加工工艺，将精车最后一刀进刀量定在了0.2mm/r，这样可以减少最后一刀的弹性或塑性变形，提高精车精度。同时要求检验员严格检查并记录精车汽封圈径向配合尺寸。
3.机加工后的应力变形
此因素对零件最后精度影响可以忽略。
4.零件转运过程中磕碰
针对此因素，我们加强了对操作者以及转运工人的安全教育，尽量降低此类事件的发生率。
三.结语
综上所述，我认为我公司汽封圈制造过程中产生变形的主要因素是零件装夹产生的变形，解决了装夹变形问题虽不能完全解决汽封圈变形问题，但已经可以满足设计以及装配的需要，降低了零件不合格率以及装配时的返修率，为企业挽回了不必要的损失。另外，力矩扳手价格并不高，使用也很简便，企业完全可以大量配备。
参考文献：
[1]张军.如何消除零件加工的变形问题[J]黑龙江科技信息，2014（2）
[2]成国富.汽轮机汽封圈高效加工工艺[J]中国机械，2015（18）：196-196