可再生能源(yuan)正在全面挑(tiao)戰(zhan)傳(chuan)(chuan)統能源(yuan)的產出方(fang)式，比如2016年光伏上網(wang)價(jia)格(ge)和風電(dian)(dian)電(dian)(dian)價(jia)均已出臺下調方(fang)案。雖然趨勢(shi)如此(ci)，但國(guo)家能源(yuan)局(ju)近年來的統計數(shu)據表(biao)明，發電(dian)(dian)量的七成仍源(yuan)自火電(dian)(dian)發電(dian)(dian)，包括水、風、核電(dian)(dian)、太(tai)陽能等新能源(yuan)并未(wei)對傳(chuan)(chuan)統能源(yuan)形(xing)成強勢(shi)沖擊。

可是,目前(qian)國內電(dian)力市場(chang)已日(ri)趨飽和，在(zai)國家(jia)扶(fu)持(chi)新能源的(de)政策(ce)下，火力發(fa)電(dian)等傳統發(fa)電(dian)形式“上大(da)壓小”，采(cai)用大(da)功率設備(bei)已成為電(dian)力行業(ye)的(de)共識。

“大”帶來的挑戰

作為(wei)我國(guo)制造大型(xing)電(dian)(dian)(dian)力設備(bei)的(de)(de)(de)主力廠商，上海電(dian)(dian)(dian)氣(qi)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)設備(bei)有(you)限公司(si)發電(dian)(dian)(dian)機(ji)廠（SEPC）隸屬于上海電(dian)(dian)(dian)氣(qi)集團股份有(you)限公司(si)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)集團，是(shi)與(yu)德國(guo)西門(men)子公司(si)合資的(de)(de)(de)企業(ye)，主要從事(shi)火電(dian)(dian)(dian)、核(he)電(dian)(dian)(dian)、燃機(ji)領域的(de)(de)(de)大型(xing)發電(dian)(dian)(dian)機(ji)成套(tao)產品(pin)的(de)(de)(de)研發和制造。

從(cong)2004年(nian)開始，上(shang)海發電(dian)機(ji)廠(chang)火(huo)力(li)發電(dian)機(ji)組的(de)生產(chan)、銷(xiao)售，以及訂(ding)單數量連續(xu)保持世界第一。近幾年(nian)公司1000MW等級(ji)(ji)水氫冷機(ji)組每年(nian)的(de)訂(ding)單量基本穩(wen)定(ding)在9000MW～13000MW范圍內，國(guo)內市場(chang)占有率約80%，600MW等級(ji)(ji)水氫冷機(ji)組年(nian)訂(ding)單量穩(wen)定(ding)在6000MW～9000MW，國(guo)內市場(chang)占有率約60%，產(chan)品遠(yuan)銷(xiao)多個國(guo)家。

我國(guo)現有的300MW、600MW、1000MW水氫(qing)冷汽輪發電(dian)機(ji)效率、年(nian)運(yun)行小時等參數均(jun)已達到(dao)國(guo)際先進水平，近年(nian)國(guo)家規定國(guo)內能(neng)生產的亞(ya)臨界600MW及以下(xia)容量機(ji)組(zu)一般不再進口，這加快了對我國(guo)電(dian)站(zhan)建設制(zhi)造業的發展。電(dian)站(zhan)制(zhi)造業是國(guo)家重要的基礎工(gong)業之一，法國(guo)、德(de)國(guo)、日本、俄羅(luo)斯、美(mei)國(guo)的大型核電(dian)站(zhan)、火電(dian)站(zhan)的絕(jue)大部分機(ji)組(zu)都是本國(guo)制(zhi)造的。 

隨著“上大壓小”政策的實(shi)施，SEPC目(mu)前已經(jing)形成完善的空冷50MW～200MW等級(ji)、雙水內水冷60MW～340MW等級(ji)、水氫冷200～1000MW等級(ji)等系列產品(pin)，在(zai)(zai)超超臨界1000MW級(ji)火(huo)電(dian)、核(he)電(dian)及燃氣輪發電(dian)機(ji)(ji)等重大項目(mu)上實(shi)現了歷(li)史性突破，目(mu)前正在(zai)(zai)研發國際(ji)上至大容量(liang)的1800MW級(ji)核(he)電(dian)發電(dian)機(ji)(ji)、1200MW級(ji)火(huo)電(dian)發電(dian)機(ji)(ji)等產品(pin)，以形成新的發電(dian)機(ji)(ji)核(he)心技術，不斷(duan)提高企業(ye)核(he)心競(jing)爭力。走進SEPC的廠房，可(ke)看(kan)到：主(zhu)廠房長312米(mi)(mi)，寬(kuan)36米(mi)(mi)，高34米(mi)(mi)，吊重能力可(ke)達(da)500噸，具備了可(ke)加工(gong)目(mu)前世界上至大容量(liang)——1800MW四極核(he)電(dian)發電(dian)機(ji)(ji)和年產量(liang)3000萬千瓦的生產能力。 

隨(sui)著等(deng)級的提升，發電設備(bei)尺寸(cun)也隨(sui)之(zhi)加(jia)大(da)，動輒上百噸、幾十米的大(da)型設備(bei)給加(jia)工帶來的不僅僅是(shi)不便，加(jia)工難度也隨(sui)之(zhi)提升。 

由于發電(dian)設備(bei)產品的(de)特性，對設備(bei)的(de)可靠性有著嚴(yan)格的(de)要求。比如(ru)轉子是大(da)(da)型電(dian)力設備(bei)——發電(dian)機(ji)中的(de)核心部件，其加工質量(liang)的(de)好壞影響了發電(dian)機(ji)的(de)運行質量(liang)。且轉子胚件尺寸(cun)大(da)(da)，成(cheng)本不菲(fei)，供應有限，雖加工要求高(gao)，但也必須加工零失誤率。 

此(ci)外發電設備中(zhong)其他一些典型關鍵(jian)零(ling)部件如轉子(zi)輪槽以(yi)及轉子(zi)嵌線(xian)鳩尾槽等(deng)的(de)(de)切削加工，由于(yu)被加工材料屬于(yu)耐熱高(gao)強度(du)合金(jin)鋼、不銹鋼等(deng)難加工材料，切削量大、切削負(fu)荷重，對數控刀具(ju)的(de)(de)切削性(xing)能，諸如高(gao)溫紅硬性(xing)、彎曲剪切強度(du)、抗磨(mo)損(sun)性(xing)、抗粘接(jie)性(xing)、摩擦系數等(deng)有很高(gao)的(de)(de)要求。 

但難點正是關鍵點。控制和(he)減(jian)少二極轉子嵌(qian)線槽的(de)切削(xue)(xue)變(bian)形(xing)，是提(ti)高轉子運轉精(jing)度(du)(du)、保(bao)證發(fa)電機(ji)運行品質的(de)關鍵。一般(ban)來說嵌(qian)線槽在加工(gong)中發(fa)生(sheng)變(bian)形(xing)，嵌(qian)線槽槽口變(bian)形(xing)量可達到0.5mm。要(yao)(yao)減(jian)小變(bian)形(xing)，必須選擇合適(shi)的(de)切削(xue)(xue)力(li)并減(jian)小降低(di)殘余應力(li)。這不僅對工(gong)藝工(gong)程師和(he)操作人員提(ti)出(chu)(chu)了高要(yao)(yao)求，其高精(jing)度(du)(du)復雜型(xing)面的(de)切削(xue)(xue)對數(shu)控刀具本(ben)身的(de)精(jing)度(du)(du)也(ye)提(ti)出(chu)(chu)了更高的(de)要(yao)(yao)求。 

難點重重 

機加工(gong)是發電(dian)機組(zu)生(sheng)產的(de)重要環(huan)節，發電(dian)機轉子(zi)、定子(zi)、機座等部件切削量很(hen)大，對機床和(he)刀(dao)(dao)具要求都(dou)很(hen)高。汽輪發電(dian)機轉軸嵌線槽(cao)(cao)是采(cai)用專用可(ke)轉位轉子(zi)槽(cao)(cao)盤(pan)銑(xian)刀(dao)(dao)，在數控轉子(zi)槽(cao)(cao)銑(xian)床上加工(gong)而成。由于轉軸材質為高強度合(he)金鋼，切削槽(cao)(cao)深、銑(xian)刀(dao)(dao)直(zhi)徑大、切削速快，對刀(dao)(dao)具綜合(he)性(xing)能(neng)要求很(hen)高。 

以轉(zhuan)子(zi)加工為(wei)例(li)，鍛造出的原(yuan)材料工件首先要經過車(che)削(xue)，然后是銑削(xue)加工。銑削(xue)分粗(cu)銑和精銑，每個工序分兩步走(zou)。“銑槽必須要分段，因(yin)為(wei)牽扯到轉(zhuan)子(zi)的動平(ping)衡(heng)。”這(zhe)是每個工藝操作人(ren)員(yuan)都所熟稔的。 

轉子本體外圓有一圈軸向方(fang)向的(de)(de)嵌線(xian)槽(cao)(cao)，業內也稱之(zhi)為(wei)轉子縱樹型輪(lun)槽(cao)(cao)，有時每個轉子的(de)(de)嵌線(xian)槽(cao)(cao)會多(duo)(duo)達30多(duo)(duo)條(tiao)。發(fa)電機轉子槽(cao)(cao)形整(zheng)體加工要求(qiu)較高：整(zheng)槽(cao)(cao)寬度(du)公(gong)差要求(qiu)≤0.2mm、等分度(du)要求(qiu)≤0.02°、粗糙度(du)要求(qiu)≤Ra3.2，其次工藝要求(qiu)的(de)(de)加工效率要高，需要兼顧機床加工性能及刀具(ju)切削性能。

要(yao)提高產品(pin)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)一(yi)般有兩種(zhong)(zhong)途(tu)徑，一(yi)是(shi)(shi)(shi)加(jia)(jia)大資金投(tou)資購買設備，或者(zhe)求助外協；還有一(yi)種(zhong)(zhong)辦法就是(shi)(shi)(shi)對刀(dao)(dao)具切削工藝進行改進——這是(shi)(shi)(shi)直接的(de)(de)(de)手段，如果(guo)刀(dao)(dao)具的(de)(de)(de)切削效率(lv)能(neng)夠提高一(yi)倍，就相當(dang)于增加(jia)(jia)了(le)一(yi)臺機床，它(ta)帶來的(de)(de)(de)效果(guo)立(li)竿見影，事半功倍。SEPC的(de)(de)(de)轉子槽加(jia)(jia)工工序中(zhong)大量使用(yong)了(le)各種(zhong)(zhong)盤(pan)銑(xian)刀(dao)(dao)和(he)鳩(jiu)尾(wei)(wei)銑(xian)刀(dao)(dao)，所用(yong)刀(dao)(dao)具以德國瓦(wa)爾特公司(si)提供的(de)(de)(de)可(ke)轉位盤(pan)銑(xian)刀(dao)(dao)和(he)可(ke)轉位鳩(jiu)尾(wei)(wei)銑(xian)刀(dao)(dao)為(wei)主。 

國內發電機制(zhi)造技(ji)術發展經歷了(le)三個階段，制(zhi)造工(gong)藝(yi)也(ye)從手工(gong)、機械、數顯(xian)加(jia)工(gong)為主，逐步發展到(dao)數控智(zhi)能化加(jia)工(gong)，轉(zhuan)子嵌線(xian)槽(cao)內鳩尾槽(cao)的加(jia)工(gong)刀具從之前高速鋼材質演變到(dao)可轉(zhuan)位刀片刀具。 

應(ying)用在(zai)300MW等級(ji)上(shang)的粗齒型粗銑盤(pan)銑刀(dao)是瓦(wa)爾特和SEPC的頭(tou)個合(he)作成果。因為轉子槽粗加(jia)工余量(liang)大，要(yao)求良好的排屑功能，此外關鍵還不(bu)能出(chu)現(xian)拉(la)鐵(tie)圈(quan)、磨痕(hen)。現(xian)在(zai)瓦(wa)爾特刀(dao)具在(zai)SEPC的應(ying)用已(yi)經越來越多，只要(yao)有新的產品設計都會在(zai)看到瓦(wa)爾特技術人(ren)員(yuan)的參與。 

同時，降本增(zeng)效也是SEPC選擇刀(dao)(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)重要(yao)條件。比(bi)(bi)如600MW鳩尾槽(cao)由高(gao)速(su)鋼(gang)(gang)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)更(geng)換為瓦(wa)爾特的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)后粗糙(cao)度由原(yuan)先的(de)(de)Ra6.3提高(gao)至不大于(yu)Ra3.2，加(jia)(jia)工(gong)(gong)效率由原(yuan)先使用高(gao)速(su)鋼(gang)(gang)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)加(jia)(jia)工(gong)(gong)每(mei)個(ge)槽(cao)需90分(fen)鐘，提高(gao)到使用硬質合金刀(dao)(dao)(dao)具(ju)后只需30分(fen)鐘。雖然(ran)刀(dao)(dao)(dao)片消(xiao)耗(hao)成(cheng)本略高(gao)于(yu)高(gao)速(su)鋼(gang)(gang)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)方案，但由于(yu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)時減少，且(qie)加(jia)(jia)工(gong)(gong)進(jin)給量由于(yu)比(bi)(bi)原(yuan)先提高(gao)不少：可以(yi)從原(yuan)來的(de)(de)不足100mm/min提高(gao)到240～280mm/min，綜合計算下來，實際(ji)加(jia)(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本的(de)(de)降低依然(ran)可觀。 

據悉，目前(qian)1000MW水(shui)氫(qing)冷、600MW水(shui)氫(qing)冷III型、300MW水(shui)氫(qing)冷是SEPC訂單至(zhi)多的拳(quan)頭產品(pin)，年(nian)產臺份數(shu)在25～35臺，每年(nian)總的產品(pin)制造容量穩定在2000~3000萬千(qian)(qian)瓦(wa)（3000萬千(qian)(qian)瓦(wa)機(ji)(ji)(ji)組(zu)一年(nian)發(fa)電(dian)量可達2400億度）。此(ci)外水(shui)冷機(ji)(ji)(ji)組(zu)也是SEPC另一項引以(yi)為傲(ao)的自主開發(fa)產品(pin)，至(zhi)今已累積(ji)制造的水(shui)冷機(ji)(ji)(ji)組(zu)臺份數(shu)超過(guo)650臺。目前(qian)，SEPC也已經在研(yan)發(fa)世界(jie)660MW至(zhi)大(da)(da)水(shui)冷發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)組(zu)及(ji)1200MW等級世界(jie)至(zhi)大(da)(da)二(er)極(ji)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)組(zu)。 

隨(sui)著中國(guo)裝備(bei)制(zhi)造業的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展，未來生(sheng)(sheng)產(chan)企業對機床(chuang)(chuang)和(he)(he)刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)(de)要求也越來越高。金屬切(qie)削機床(chuang)(chuang)和(he)(he)刀(dao)具(ju)作(zuo)為切(qie)削加工的(de)(de)(de)(de)基礎工藝裝備(bei)，被(bei)稱(cheng)為“孿生(sheng)(sheng)兄弟”，機床(chuang)(chuang)依靠(kao)優(you)良的(de)(de)(de)(de)“牙齒”才(cai)(cai)能發(fa)(fa)揮(hui)作(zuo)用。可(ke)以說刀(dao)具(ju)性(xing)能和(he)(he)質量直接影(ying)響到整體生(sheng)(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)的(de)(de)(de)(de)高低、加工質量的(de)(de)(de)(de)好壞，以及(ji)生(sheng)(sheng)產(chan)技術水平和(he)(he)經濟效(xiao)益，所以國(guo)外企業才(cai)(cai)有“企業的(de)(de)(de)(de)紅(hong)利在刀(dao)刃上(shang)”的(de)(de)(de)(de)說法(fa)。