可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)正在(zai)全面挑戰傳統(tong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)產出方(fang)式，比如2016年光伏上網價格(ge)和(he)風(feng)電電價均已出臺(tai)下(xia)調方(fang)案。雖(sui)然趨勢如此(ci)，但(dan)國(guo)家能(neng)(neng)(neng)源(yuan)局近年來(lai)的(de)統(tong)計數據表明，發電量的(de)七成仍(reng)源(yuan)自火電發電，包括水、風(feng)、核電、太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)等新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)并未對傳統(tong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)形成強勢沖擊。

可是,目(mu)前國內電(dian)(dian)力(li)市場(chang)已日(ri)趨飽(bao)和，在國家扶持新能(neng)源的政策(ce)下，火力(li)發電(dian)(dian)等傳統發電(dian)(dian)形式(shi)“上大壓小(xiao)”，采(cai)用大功(gong)率設備(bei)已成(cheng)為電(dian)(dian)力(li)行(xing)業的共識。

“大”帶來的(de)挑戰

作為我(wo)國制造大(da)型電(dian)力(li)設備的(de)(de)主力(li)廠(chang)(chang)商，上(shang)海(hai)電(dian)氣電(dian)站設備有(you)限公司(si)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)(ji)廠(chang)(chang)（SEPC）隸(li)屬于上(shang)海(hai)電(dian)氣集團股份有(you)限公司(si)電(dian)站集團，是(shi)與德國西門子公司(si)合資的(de)(de)企業，主要從事(shi)火電(dian)、核電(dian)、燃機(ji)(ji)領域(yu)的(de)(de)大(da)型發(fa)(fa)電(dian)機(ji)(ji)成套產(chan)品的(de)(de)研發(fa)(fa)和制造。

從2004年(nian)開(kai)始，上海(hai)發(fa)電(dian)機廠火力(li)發(fa)電(dian)機組的生(sheng)產(chan)、銷售(shou)，以及訂單(dan)數量連續保持世界第(di)一(yi)。近幾(ji)年(nian)公司1000MW等級水氫冷機組每年(nian)的訂單(dan)量基本穩定(ding)在9000MW～13000MW范圍內，國(guo)內市(shi)場占有率約(yue)80%，600MW等級水氫冷機組年(nian)訂單(dan)量穩定(ding)在6000MW～9000MW，國(guo)內市(shi)場占有率約(yue)60%，產(chan)品遠銷多個國(guo)家。

我國(guo)(guo)(guo)(guo)現有(you)的(de)300MW、600MW、1000MW水氫(qing)冷汽輪(lun)發電(dian)機(ji)效率、年運行(xing)小(xiao)時等參數(shu)均已達到國(guo)(guo)(guo)(guo)際(ji)先進水平(ping)，近年國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)規定國(guo)(guo)(guo)(guo)內能生(sheng)產的(de)亞(ya)臨界600MW及(ji)以下容量機(ji)組一般不再進口，這加快了對我國(guo)(guo)(guo)(guo)電(dian)站建(jian)設制造業的(de)發展。電(dian)站制造業是(shi)國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)重(zhong)要的(de)基礎工業之一，法(fa)國(guo)(guo)(guo)(guo)、德國(guo)(guo)(guo)(guo)、日本、俄羅斯、美國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)大型核電(dian)站、火電(dian)站的(de)絕(jue)大部(bu)分機(ji)組都是(shi)本國(guo)(guo)(guo)(guo)制造的(de)。 

隨著(zhu)“上大(da)(da)壓小(xiao)”政(zheng)策(ce)的實施，SEPC目(mu)前已經形成完善的空冷50MW～200MW等(deng)(deng)(deng)級(ji)、雙水(shui)內水(shui)冷60MW～340MW等(deng)(deng)(deng)級(ji)、水(shui)氫冷200～1000MW等(deng)(deng)(deng)級(ji)等(deng)(deng)(deng)系列產(chan)(chan)品，在超超臨界1000MW級(ji)火電(dian)(dian)(dian)、核(he)電(dian)(dian)(dian)及燃(ran)氣輪發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)等(deng)(deng)(deng)重大(da)(da)項目(mu)上實現了(le)歷史性突(tu)破，目(mu)前正在研發(fa)(fa)國際(ji)上至大(da)(da)容量(liang)的1800MW級(ji)核(he)電(dian)(dian)(dian)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)、1200MW級(ji)火電(dian)(dian)(dian)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)等(deng)(deng)(deng)產(chan)(chan)品，以形成新的發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)核(he)心技術，不斷提高(gao)企業核(he)心競爭(zheng)力。走(zou)進SEPC的廠房，可看到(dao)：主廠房長312米(mi)(mi)，寬(kuan)36米(mi)(mi)，高(gao)34米(mi)(mi)，吊重能力可達500噸(dun)，具備了(le)可加(jia)工目(mu)前世界上至大(da)(da)容量(liang)——1800MW四極核(he)電(dian)(dian)(dian)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)和年(nian)產(chan)(chan)量(liang)3000萬千(qian)瓦(wa)的生(sheng)產(chan)(chan)能力。 

隨(sui)著等級的(de)提升(sheng)，發電設備尺寸(cun)也隨(sui)之加(jia)(jia)大(da)(da)，動輒上百噸、幾十米的(de)大(da)(da)型設備給加(jia)(jia)工帶來的(de)不僅(jin)僅(jin)是不便，加(jia)(jia)工難度也隨(sui)之提升(sheng)。 

由(you)于發(fa)電(dian)設備(bei)產(chan)品(pin)的特性(xing)，對設備(bei)的可靠性(xing)有著嚴格的要(yao)(yao)求。比如轉子(zi)是(shi)大型電(dian)力設備(bei)——發(fa)電(dian)機中的核心(xin)部件(jian)，其加工(gong)質量的好壞影響了發(fa)電(dian)機的運行質量。且轉子(zi)胚件(jian)尺寸大，成(cheng)本不菲，供應有限，雖(sui)加工(gong)要(yao)(yao)求高，但也必(bi)須(xu)加工(gong)零失誤率。 

此外發電(dian)設(she)備中其他一些典型關(guan)鍵零部件如轉(zhuan)子輪(lun)槽以及轉(zhuan)子嵌線鳩尾槽等的切削(xue)加(jia)工(gong)(gong)，由于(yu)被(bei)加(jia)工(gong)(gong)材(cai)料屬于(yu)耐熱高(gao)強(qiang)度(du)合金鋼、不銹鋼等難(nan)加(jia)工(gong)(gong)材(cai)料，切削(xue)量(liang)大、切削(xue)負荷重，對(dui)數控刀具的切削(xue)性(xing)(xing)能，諸如高(gao)溫(wen)紅(hong)硬性(xing)(xing)、彎曲剪(jian)切強(qiang)度(du)、抗(kang)磨(mo)損性(xing)(xing)、抗(kang)粘(zhan)接(jie)性(xing)(xing)、摩擦(ca)系數等有很高(gao)的要(yao)求。 

但難(nan)點正是關鍵(jian)點。控制和減少二極轉(zhuan)(zhuan)子(zi)嵌(qian)線(xian)槽(cao)(cao)(cao)的切削變(bian)形，是提(ti)高轉(zhuan)(zhuan)子(zi)運轉(zhuan)(zhuan)精(jing)度(du)、保證發電機運行品質的關鍵(jian)。一般來說嵌(qian)線(xian)槽(cao)(cao)(cao)在加(jia)工(gong)(gong)中發生(sheng)變(bian)形，嵌(qian)線(xian)槽(cao)(cao)(cao)槽(cao)(cao)(cao)口(kou)變(bian)形量可(ke)達到0.5mm。要(yao)減小變(bian)形，必須選(xuan)擇合適的切削力并減小降低(di)殘(can)余應力。這(zhe)不僅對(dui)工(gong)(gong)藝工(gong)(gong)程(cheng)師和操作人(ren)員提(ti)出了高要(yao)求，其高精(jing)度(du)復雜型(xing)面的切削對(dui)數控刀具本身(shen)的精(jing)度(du)也(ye)提(ti)出了更高的要(yao)求。 

難點重(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong) 

機(ji)加(jia)工是(shi)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)生產的重要(yao)環節，發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)轉(zhuan)子、定子、機(ji)座等(deng)部件切(qie)(qie)削量很大(da)，對機(ji)床和刀(dao)具(ju)要(yao)求(qiu)都很高(gao)(gao)。汽輪發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)轉(zhuan)軸(zhou)嵌(qian)線槽(cao)是(shi)采用(yong)專用(yong)可轉(zhuan)位轉(zhuan)子槽(cao)盤銑(xian)刀(dao)，在數控轉(zhuan)子槽(cao)銑(xian)床上加(jia)工而(er)成。由于轉(zhuan)軸(zhou)材(cai)質為高(gao)(gao)強度合(he)金鋼，切(qie)(qie)削槽(cao)深、銑(xian)刀(dao)直徑大(da)、切(qie)(qie)削速(su)快，對刀(dao)具(ju)綜合(he)性(xing)能要(yao)求(qiu)很高(gao)(gao)。 

以轉子加工為例，鍛造出的(de)原材料工件首先要(yao)經過車削(xue)(xue)，然后(hou)是銑削(xue)(xue)加工。銑削(xue)(xue)分粗銑和精銑，每個工序分兩(liang)步(bu)走。“銑槽必須要(yao)分段(duan)，因為牽扯到轉子的(de)動(dong)平(ping)衡。”這(zhe)是每個工藝操作人員(yuan)都所熟稔的(de)。 

轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子本體外(wai)圓有(you)一圈(quan)軸向方(fang)向的(de)嵌(qian)線(xian)槽，業內也(ye)稱之為轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子縱樹型輪槽，有(you)時每個轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子的(de)嵌(qian)線(xian)槽會多(duo)達30多(duo)條。發電機(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子槽形(xing)整體加(jia)工(gong)要(yao)求(qiu)(qiu)較高：整槽寬(kuan)度(du)公差要(yao)求(qiu)(qiu)≤0.2mm、等分度(du)要(yao)求(qiu)(qiu)≤0.02°、粗糙(cao)度(du)要(yao)求(qiu)(qiu)≤Ra3.2，其次工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)加(jia)工(gong)效率要(yao)高，需要(yao)兼顧機(ji)床加(jia)工(gong)性(xing)能及刀(dao)具(ju)切(qie)削(xue)性(xing)能。

要(yao)提(ti)高產(chan)品的(de)(de)性能(neng)一(yi)(yi)(yi)(yi)般有兩種(zhong)(zhong)途(tu)徑，一(yi)(yi)(yi)(yi)是(shi)(shi)加大資(zi)金(jin)投資(zi)購(gou)買(mai)設(she)備，或(huo)者求助外(wai)協；還(huan)有一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)辦法就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)對刀(dao)具切削(xue)工藝進行改(gai)進——這是(shi)(shi)直(zhi)接的(de)(de)手(shou)段(duan)，如果(guo)刀(dao)具的(de)(de)切削(xue)效率能(neng)夠提(ti)高一(yi)(yi)(yi)(yi)倍，就(jiu)(jiu)相(xiang)當于增加了一(yi)(yi)(yi)(yi)臺機床(chuang)，它帶來的(de)(de)效果(guo)立竿見影，事半功倍。SEPC的(de)(de)轉子槽(cao)加工工序中(zhong)大量(liang)使用(yong)了各種(zhong)(zhong)盤銑(xian)刀(dao)和(he)鳩(jiu)尾銑(xian)刀(dao)，所用(yong)刀(dao)具以德國瓦(wa)爾特(te)公司提(ti)供的(de)(de)可(ke)轉位盤銑(xian)刀(dao)和(he)可(ke)轉位鳩(jiu)尾銑(xian)刀(dao)為主。 

國(guo)內(nei)發(fa)電機制造技術發(fa)展經歷了三個階段，制造工藝也從(cong)手(shou)工、機械、數(shu)顯加(jia)工為主(zhu)，逐(zhu)步(bu)發(fa)展到數(shu)控智能化加(jia)工，轉子嵌線槽內(nei)鳩尾槽的加(jia)工刀(dao)具從(cong)之前高速鋼材質演變到可轉位刀(dao)片(pian)刀(dao)具。 

應(ying)用(yong)(yong)在(zai)(zai)300MW等(deng)級(ji)上(shang)的粗(cu)齒型粗(cu)銑(xian)盤銑(xian)刀(dao)是(shi)瓦爾(er)特(te)和SEPC的頭(tou)個(ge)合作成(cheng)果。因(yin)為轉子槽粗(cu)加工余(yu)量大(da)，要(yao)求良好的排屑功能，此外關鍵還不能出現拉鐵圈、磨痕(hen)。現在(zai)(zai)瓦爾(er)特(te)刀(dao)具在(zai)(zai)SEPC的應(ying)用(yong)(yong)已經越來越多，只要(yao)有(you)新的產品設計都(dou)會在(zai)(zai)看到瓦爾(er)特(te)技術(shu)人員的參與(yu)。 

同時(shi)，降本增效也(ye)是SEPC選擇刀(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)重要條件。比(bi)如600MW鳩尾槽(cao)由(you)(you)高(gao)速鋼(gang)刀(dao)(dao)具(ju)更(geng)換為(wei)瓦爾(er)特的(de)(de)刀(dao)(dao)具(ju)后粗糙度(du)由(you)(you)原先的(de)(de)Ra6.3提高(gao)至不大于(yu)(yu)Ra3.2，加(jia)工(gong)效率由(you)(you)原先使(shi)用高(gao)速鋼(gang)刀(dao)(dao)具(ju)加(jia)工(gong)每個(ge)槽(cao)需90分(fen)鐘(zhong)，提高(gao)到使(shi)用硬(ying)質合(he)金刀(dao)(dao)具(ju)后只需30分(fen)鐘(zhong)。雖然刀(dao)(dao)片(pian)消耗成本略高(gao)于(yu)(yu)高(gao)速鋼(gang)刀(dao)(dao)具(ju)方案(an)，但(dan)由(you)(you)于(yu)(yu)加(jia)工(gong)工(gong)時(shi)減少，且(qie)加(jia)工(gong)進給量由(you)(you)于(yu)(yu)比(bi)原先提高(gao)不少：可以從(cong)原來的(de)(de)不足100mm/min提高(gao)到240～280mm/min，綜合(he)計(ji)算下來，實際加(jia)工(gong)成本的(de)(de)降低依然可觀。 

據悉，目前(qian)1000MW水氫(qing)冷(leng)、600MW水氫(qing)冷(leng)III型、300MW水氫(qing)冷(leng)是SEPC訂單至(zhi)多的(de)(de)拳(quan)頭產品，年產臺份(fen)數在25～35臺，每年總的(de)(de)產品制造(zao)容量(liang)穩(wen)定在2000~3000萬(wan)千瓦（3000萬(wan)千瓦機組(zu)一(yi)(yi)年發(fa)電(dian)量(liang)可達2400億(yi)度）。此外水冷(leng)機組(zu)也是SEPC另一(yi)(yi)項引以為傲(ao)的(de)(de)自主(zhu)開發(fa)產品，至(zhi)今已(yi)累積制造(zao)的(de)(de)水冷(leng)機組(zu)臺份(fen)數超(chao)過650臺。目前(qian)，SEPC也已(yi)經在研發(fa)世(shi)界660MW至(zhi)大(da)(da)水冷(leng)發(fa)電(dian)機組(zu)及1200MW等級世(shi)界至(zhi)大(da)(da)二極發(fa)電(dian)機機組(zu)。 

隨(sui)著中國裝(zhuang)備(bei)制造(zao)業的(de)(de)(de)發展(zhan)，未來生(sheng)(sheng)產企業對(dui)機(ji)床(chuang)和刀具的(de)(de)(de)要求也越來越高。金屬切削機(ji)床(chuang)和刀具作(zuo)為切削加工的(de)(de)(de)基礎工藝裝(zhuang)備(bei)，被稱為“孿生(sheng)(sheng)兄(xiong)弟(di)”，機(ji)床(chuang)依靠優良(liang)的(de)(de)(de)“牙齒”才(cai)能發揮作(zuo)用(yong)。可以說刀具性能和質量(liang)直接影響到整體(ti)生(sheng)(sheng)產效率的(de)(de)(de)高低、加工質量(liang)的(de)(de)(de)好壞，以及生(sheng)(sheng)產技術水平和經(jing)濟(ji)效益，所以國外企業才(cai)有“企業的(de)(de)(de)紅(hong)利在刀刃上”的(de)(de)(de)說法。