风力发电机组定子支架实用型加工案
2017-3-8 来源：国水投资集团西安风电设备股份有限公司 作者：雒正良
摘要：介绍了借用数控落地镗铣床回转工作台精确分度装置，并配装多轴钻孔装置，从根本上解决了生产周期长、成本高、质量难以控制等制造型企业的生产瓶颈问题，在实际加工过程中，产品质量稳定，精度可靠，生产效率明显提高。 此方案已成功申请了实用新型专利。
关键词：风力发电 数控镗铣床 钻床
风力发电是当今世界迅速发展的绿色清洁能源，日益受到全球许多国家的关注， 为风电设备制造业赢得了新一轮发展机遇。 如何高质量、高效率、低能耗地组织生产， 是国内制造业面临的挑战。 笔者就实现快速、低成本、高质量组织生产直驱风力机组定子支架总成，对铣面及钻孔工序进行了分析改进，并设计一种新型加工装置。 该实用新型装置涉及到一种机械加工方法， 在数控落地镗床上实现大型风电机组风力发电机组定子支架孔的高效加工。
风力发电机组定子支架是风力发电机组中核心部件。 某风力发电机组定子支架有 48 根固定夹板，每个固定夹板需加工外侧面和孔，目前，我公司加工的定子支架产品有：1.5 MW 有 288-准16 mm 通孔、2.0 MW 有288 -准20 mm 通 孔 、2.5MW 有 384 -准20 mm 通 孔 、3.0MW 有 480-准20 mm 通孔，且固定夹板外侧面均需加工成平面。 此类定子支架产品的传统加工方法为专用镗铣床加工，生产效率低，不能满足用户对质量及其生产周期的要求；利用本实用型装置，完成同样的工序所需时间大大减少。
1.设计方案
笔者以 3.0 MW 风力发电机组定子支架固定夹板加工 480-Φ 20 mm 通孔为例介绍本实用新型装置，加工示意图如图 1 所示， 主要工序为钻 480-Φ 20 mm 以及铣固定夹板端面尺寸 4 4100-0.5mm。
为提高风力发电机组定子支架钻孔效率并保证产品质量，利用现有的数控落地镗床，在与镗杆中心同轴的位置处增加一个 10 轴钻床［1-3］，如图 3 所 示 ，数控落地镗床控制回转工作台行进至适当位置，10 轴钻床进给钻孔， 每根固定夹板上的 10 -准20 mm 通孔同时加工，加工完一面数控回转工作台旋转 7.5°，加工另一根固定夹板上的 10 -准20 mm 通孔［4］。 以此类推，直至48 根固定夹板 480-准20 mm 通孔加工完。 在加工 480-准20 mm 通孔的同时，镗铣床铣头加工固定夹板端面，保证尺寸 4 410 mm 的精度。
2.实施过程
2.1 加工方法
（1） 数 控工作台上安装一套定位装夹工装［1，5］，与工件的工艺基准配合装夹，减少了装夹和找正时间。
（2） 数控回转工作台每旋转一个工位同时完成两个工步：10 轴钻床进行一次钻孔加工［6-7］，镗铣床完成一根固定夹板端面的加工［8-9］。
（3） 工作台在非旋转状态时 ， 人工可完成孔口倒角和清理毛刺工作。
2.2 技术特点
（1） 巧妙利用了数控回转工作台的分度精度 （机床分度精度可精确到±5″）［4］。
（2） 10 轴钻床［5］的安装位置在 Y 轴方向上要求保证钻孔起始高度尺寸， 基础施工必须以旋转工作台标高为基准进行其余基础的施工， 细微调节可使用工装高度满足。 同时 10 轴钻床在横向 X 轴方向上的中心必须与回转工作台轴线重合， 才能保证通孔与固定夹板垂直［4，10］。
（3） 10 轴 钻床的安装位置在 Z 轴 方向上 ，要保证Z 轴上的进给距离及定子支架起吊有足够的安全距离，同时不影响后期设备的正常维护保养。
（4） 10 轴 钻床配备了联动进给系统 、 回水系统 ，实现了钻孔和铣面同时进行， 在同时加工的时候互不影响，最大化地提高了设备利用率。
3.结论
该实用新型加工方案通过将现有设备合理的重新组合，既充分有效地利用现有设备，又有效解决了加工3.0 MW、2.0 MW 风 力 发 电 机 组 定 子 支 架 固 定 夹 板480-准20 mm 钻孔及铣固定夹板端面尺寸 4 4100-0.5mm效率不高、积累误差大的难题。 使用该加工方案以来，产品质量稳定、精度可靠，生产效率明显提高。 使 3.0MW、2.0 MW 定子支架钻孔和铣端面效率提高了 3 倍以上。按照风电行业每年 20 000 MW 装机量计算，折合2.0 MW 机 型 1 万 套 ， 如果全部使用该实用型加工方式，将产生巨大的经济效益。此加工方案值得在同行业内推广使用。
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