可再(zai)生能源(yuan)(yuan)正在全面挑戰傳統能源(yuan)(yuan)的產出方式(shi)，比如2016年光伏上網價格和風(feng)(feng)電電價均已(yi)出臺(tai)下(xia)調方案。雖(sui)然趨勢(shi)如此(ci)，但國家能源(yuan)(yuan)局近年來的統計數據(ju)表明，發電量的七成(cheng)仍源(yuan)(yuan)自火(huo)電發電，包(bao)括水、風(feng)(feng)、核電、太陽能等新能源(yuan)(yuan)并未對傳統能源(yuan)(yuan)形成(cheng)強勢(shi)沖擊。

可是,目前國(guo)內(nei)電(dian)(dian)力(li)(li)市場(chang)已日趨飽和(he)，在國(guo)家(jia)扶持(chi)新能源的政策下(xia)，火力(li)(li)發(fa)電(dian)(dian)等傳統(tong)發(fa)電(dian)(dian)形式“上大壓小”，采(cai)用大功率設備已成為電(dian)(dian)力(li)(li)行(xing)業(ye)的共識。

“大(da)”帶(dai)來(lai)的挑(tiao)戰

作為我國制造(zao)大型(xing)電(dian)(dian)力設(she)備的(de)(de)主(zhu)力廠商，上海電(dian)(dian)氣(qi)電(dian)(dian)站設(she)備有(you)限(xian)公(gong)司發(fa)電(dian)(dian)機廠（SEPC）隸屬于上海電(dian)(dian)氣(qi)集團(tuan)股份有(you)限(xian)公(gong)司電(dian)(dian)站集團(tuan)，是(shi)與德(de)國西門子(zi)公(gong)司合(he)資的(de)(de)企業，主(zhu)要從事(shi)火(huo)電(dian)(dian)、核電(dian)(dian)、燃機領域的(de)(de)大型(xing)發(fa)電(dian)(dian)機成套產品的(de)(de)研發(fa)和(he)制造(zao)。

從2004年開始，上海發電(dian)機(ji)廠火力發電(dian)機(ji)組的生產、銷售，以及(ji)訂單數量(liang)連續保持世界(jie)第一。近幾年公司1000MW等級(ji)水(shui)氫冷機(ji)組每(mei)年的訂單量(liang)基本穩定(ding)在(zai)9000MW～13000MW范圍內(nei)，國(guo)(guo)內(nei)市場占有率約80%，600MW等級(ji)水(shui)氫冷機(ji)組年訂單量(liang)穩定(ding)在(zai)6000MW～9000MW，國(guo)(guo)內(nei)市場占有率約60%，產品遠銷多個(ge)國(guo)(guo)家。

我國(guo)(guo)現有的(de)(de)(de)300MW、600MW、1000MW水氫冷汽輪發電機(ji)(ji)效率、年運行(xing)小時等參數均(jun)已達(da)到國(guo)(guo)際先進水平(ping)，近(jin)年國(guo)(guo)家(jia)規(gui)定國(guo)(guo)內能(neng)生產的(de)(de)(de)亞(ya)臨界(jie)600MW及以下容量機(ji)(ji)組(zu)一般不再進口，這加快了(le)對我國(guo)(guo)電站建設制造(zao)業的(de)(de)(de)發展。電站制造(zao)業是(shi)(shi)國(guo)(guo)家(jia)重要的(de)(de)(de)基礎工業之一，法國(guo)(guo)、德國(guo)(guo)、日(ri)本、俄羅斯、美國(guo)(guo)的(de)(de)(de)大(da)型(xing)核電站、火電站的(de)(de)(de)絕大(da)部分機(ji)(ji)組(zu)都是(shi)(shi)本國(guo)(guo)制造(zao)的(de)(de)(de)。 

隨著“上(shang)(shang)大(da)(da)壓小”政策的(de)(de)(de)實施，SEPC目(mu)(mu)前(qian)已經形(xing)成(cheng)完(wan)善(shan)的(de)(de)(de)空冷50MW～200MW等(deng)(deng)級(ji)(ji)、雙水內(nei)水冷60MW～340MW等(deng)(deng)級(ji)(ji)、水氫(qing)冷200～1000MW等(deng)(deng)級(ji)(ji)等(deng)(deng)系列產品，在超超臨界1000MW級(ji)(ji)火(huo)電、核(he)(he)電及(ji)燃(ran)氣輪發(fa)電機(ji)等(deng)(deng)重(zhong)大(da)(da)項目(mu)(mu)上(shang)(shang)實現了歷史性(xing)突破，目(mu)(mu)前(qian)正在研發(fa)國際(ji)上(shang)(shang)至大(da)(da)容量的(de)(de)(de)1800MW級(ji)(ji)核(he)(he)電發(fa)電機(ji)、1200MW級(ji)(ji)火(huo)電發(fa)電機(ji)等(deng)(deng)產品，以形(xing)成(cheng)新的(de)(de)(de)發(fa)電機(ji)核(he)(he)心技術，不(bu)斷提高(gao)企業核(he)(he)心競爭力。走進SEPC的(de)(de)(de)廠(chang)房(fang)，可看到：主廠(chang)房(fang)長312米(mi)，寬36米(mi)，高(gao)34米(mi)，吊重(zhong)能力可達500噸，具備了可加工目(mu)(mu)前(qian)世界上(shang)(shang)至大(da)(da)容量——1800MW四極核(he)(he)電發(fa)電機(ji)和年產量3000萬千瓦的(de)(de)(de)生產能力。 

隨(sui)著等級的提升，發(fa)電設備(bei)(bei)尺(chi)寸也隨(sui)之(zhi)加(jia)(jia)大，動輒上百(bai)噸、幾十米的大型設備(bei)(bei)給加(jia)(jia)工帶來的不(bu)僅僅是不(bu)便，加(jia)(jia)工難度也隨(sui)之(zhi)提升。 

由于發電(dian)設備產(chan)品的特性(xing)，對設備的可靠性(xing)有著嚴格的要(yao)求。比如轉(zhuan)子是大(da)型電(dian)力設備——發電(dian)機中的核心(xin)部件(jian)，其加工質量(liang)的好壞(huai)影響了發電(dian)機的運行質量(liang)。且轉(zhuan)子胚件(jian)尺(chi)寸大(da)，成本不菲，供應有限，雖加工要(yao)求高，但也必(bi)須加工零失誤(wu)率。 

此外發電設備中其他一些典型關鍵(jian)零(ling)部件如(ru)轉(zhuan)子(zi)輪槽以及轉(zhuan)子(zi)嵌(qian)線鳩尾槽等(deng)的切(qie)削(xue)加(jia)工，由于被加(jia)工材料(liao)屬于耐熱(re)高強度合金鋼、不銹鋼等(deng)難加(jia)工材料(liao)，切(qie)削(xue)量大、切(qie)削(xue)負荷重(zhong)，對(dui)數(shu)(shu)控刀(dao)具(ju)的切(qie)削(xue)性能，諸如(ru)高溫紅(hong)硬性、彎曲剪(jian)切(qie)強度、抗磨損(sun)性、抗粘接性、摩擦系(xi)數(shu)(shu)等(deng)有(you)很高的要(yao)求。 

但難點(dian)正是關鍵(jian)點(dian)。控制(zhi)和(he)減少二極轉(zhuan)子嵌(qian)(qian)線(xian)(xian)槽(cao)的切削(xue)變形，是提(ti)高轉(zhuan)子運轉(zhuan)精(jing)度(du)、保證發電(dian)機運行品質的關鍵(jian)。一般(ban)來(lai)說(shuo)嵌(qian)(qian)線(xian)(xian)槽(cao)在加工中(zhong)發生變形，嵌(qian)(qian)線(xian)(xian)槽(cao)槽(cao)口變形量可達到0.5mm。要減小(xiao)變形，必須(xu)選擇合適的切削(xue)力并(bing)減小(xiao)降低殘余應(ying)力。這不僅(jin)對工藝工程(cheng)師和(he)操作人員提(ti)出(chu)了高要求，其高精(jing)度(du)復雜型面的切削(xue)對數控刀具本身的精(jing)度(du)也(ye)提(ti)出(chu)了更高的要求。 

難(nan)點重重 

機(ji)(ji)(ji)加工是發電(dian)機(ji)(ji)(ji)組生(sheng)產的重要(yao)環節，發電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)、定子(zi)、機(ji)(ji)(ji)座等(deng)部件切(qie)削(xue)量很(hen)大，對機(ji)(ji)(ji)床和刀具要(yao)求都(dou)很(hen)高(gao)(gao)。汽輪(lun)發電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)軸(zhou)嵌線槽(cao)(cao)是采(cai)用(yong)專用(yong)可(ke)轉(zhuan)位轉(zhuan)子(zi)槽(cao)(cao)盤銑(xian)刀，在數控轉(zhuan)子(zi)槽(cao)(cao)銑(xian)床上加工而成(cheng)。由于轉(zhuan)軸(zhou)材質為高(gao)(gao)強(qiang)度(du)合(he)金鋼，切(qie)削(xue)槽(cao)(cao)深、銑(xian)刀直徑大、切(qie)削(xue)速快，對刀具綜合(he)性(xing)能要(yao)求很(hen)高(gao)(gao)。 

以轉子(zi)加工為(wei)例，鍛造出的原(yuan)材(cai)料工件首先要(yao)經過車(che)削，然后是銑削加工。銑削分(fen)粗銑和(he)精(jing)銑，每個(ge)工序分(fen)兩(liang)步走。“銑槽(cao)必須要(yao)分(fen)段，因(yin)為(wei)牽扯到(dao)轉子(zi)的動平衡(heng)。”這是每個(ge)工藝操作(zuo)人員都(dou)所熟稔的。 

轉子(zi)本(ben)體外圓有一(yi)圈軸向(xiang)方向(xiang)的(de)嵌線槽，業內也稱之為轉子(zi)縱樹型輪槽，有時每個(ge)轉子(zi)的(de)嵌線槽會(hui)多(duo)(duo)達30多(duo)(duo)條。發電(dian)機轉子(zi)槽形整體加(jia)工(gong)要(yao)求(qiu)較高(gao)(gao)：整槽寬(kuan)度公差要(yao)求(qiu)≤0.2mm、等分度要(yao)求(qiu)≤0.02°、粗糙度要(yao)求(qiu)≤Ra3.2，其次(ci)工(gong)藝要(yao)求(qiu)的(de)加(jia)工(gong)效率要(yao)高(gao)(gao)，需要(yao)兼(jian)顧機床加(jia)工(gong)性能(neng)及刀(dao)具切削性能(neng)。

要提高產品的(de)(de)性(xing)能一般有(you)兩種(zhong)途徑(jing)，一是加(jia)大資金投資購買設備，或者(zhe)求助外協(xie)；還有(you)一種(zhong)辦(ban)法就是對刀(dao)(dao)(dao)具(ju)切(qie)削工藝進行改進——這(zhe)是直接的(de)(de)手段，如果(guo)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)切(qie)削效(xiao)率能夠提高一倍，就相(xiang)當于增加(jia)了(le)一臺機床，它帶(dai)來的(de)(de)效(xiao)果(guo)立竿見影，事(shi)半功(gong)倍。SEPC的(de)(de)轉(zhuan)子(zi)槽加(jia)工工序中大量使用(yong)(yong)了(le)各種(zhong)盤銑(xian)刀(dao)(dao)(dao)和(he)鳩尾(wei)銑(xian)刀(dao)(dao)(dao)，所用(yong)(yong)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)以德國瓦爾特(te)公司(si)提供的(de)(de)可轉(zhuan)位盤銑(xian)刀(dao)(dao)(dao)和(he)可轉(zhuan)位鳩尾(wei)銑(xian)刀(dao)(dao)(dao)為主。 

國(guo)內(nei)(nei)發電機(ji)制造技(ji)術發展經歷了三個階段，制造工藝(yi)也從手工、機(ji)械(xie)、數(shu)(shu)顯(xian)加工為主，逐步發展到數(shu)(shu)控智(zhi)能化加工，轉子嵌線槽內(nei)(nei)鳩尾(wei)槽的加工刀具(ju)從之前高速鋼材質演變到可轉位刀片刀具(ju)。 

應用(yong)在(zai)300MW等級上(shang)的(de)(de)粗(cu)齒型粗(cu)銑(xian)盤銑(xian)刀是瓦(wa)爾(er)特和SEPC的(de)(de)頭個(ge)合作成(cheng)果(guo)。因為轉子(zi)槽粗(cu)加工余(yu)量大，要(yao)求良(liang)好的(de)(de)排(pai)屑功能，此外關鍵還不(bu)能出現(xian)拉鐵圈、磨痕(hen)。現(xian)在(zai)瓦(wa)爾(er)特刀具在(zai)SEPC的(de)(de)應用(yong)已經越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多，只要(yao)有新(xin)的(de)(de)產品設計都(dou)會在(zai)看(kan)到瓦(wa)爾(er)特技(ji)術(shu)人員的(de)(de)參與。 

同時，降本增效(xiao)也是SEPC選擇刀(dao)具的重要條件(jian)。比如600MW鳩尾槽由高(gao)(gao)(gao)(gao)速鋼刀(dao)具更換為瓦(wa)爾特的刀(dao)具后(hou)粗(cu)糙度由原(yuan)先(xian)的Ra6.3提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)至(zhi)不大于Ra3.2，加(jia)工效(xiao)率由原(yuan)先(xian)使(shi)用高(gao)(gao)(gao)(gao)速鋼刀(dao)具加(jia)工每個槽需90分(fen)鐘，提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)到使(shi)用硬質合金刀(dao)具后(hou)只需30分(fen)鐘。雖然刀(dao)片消耗成(cheng)(cheng)本略高(gao)(gao)(gao)(gao)于高(gao)(gao)(gao)(gao)速鋼刀(dao)具方案，但由于加(jia)工工時減少，且(qie)加(jia)工進給量(liang)由于比原(yuan)先(xian)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)不少：可以(yi)從原(yuan)來的不足100mm/min提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)到240～280mm/min，綜合計算下來，實際加(jia)工成(cheng)(cheng)本的降低依然可觀。 

據悉(xi)，目前1000MW水(shui)氫(qing)冷(leng)、600MW水(shui)氫(qing)冷(leng)III型、300MW水(shui)氫(qing)冷(leng)是(shi)(shi)SEPC訂單至多的(de)(de)拳頭產(chan)(chan)品(pin)，年產(chan)(chan)臺份數(shu)在25～35臺，每年總的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)制(zhi)造容量穩定(ding)在2000~3000萬千瓦（3000萬千瓦機(ji)組一(yi)年發(fa)電(dian)量可(ke)達2400億(yi)度(du)）。此外水(shui)冷(leng)機(ji)組也是(shi)(shi)SEPC另一(yi)項(xiang)引(yin)以(yi)為傲的(de)(de)自主(zhu)開發(fa)產(chan)(chan)品(pin)，至今已累積制(zhi)造的(de)(de)水(shui)冷(leng)機(ji)組臺份數(shu)超(chao)過650臺。目前，SEPC也已經(jing)在研發(fa)世界660MW至大水(shui)冷(leng)發(fa)電(dian)機(ji)組及1200MW等級世界至大二極發(fa)電(dian)機(ji)機(ji)組。 

隨著中國裝(zhuang)備(bei)制造業(ye)的發展，未來生(sheng)產(chan)(chan)企(qi)業(ye)對機(ji)(ji)床和刀具的要求也越來越高。金屬切(qie)削(xue)機(ji)(ji)床和刀具作(zuo)為(wei)切(qie)削(xue)加工的基礎工藝裝(zhuang)備(bei)，被(bei)稱為(wei)“孿生(sheng)兄弟”，機(ji)(ji)床依靠優良(liang)的“牙(ya)齒”才能(neng)發揮作(zuo)用。可以說刀具性能(neng)和質量直接影響到(dao)整體生(sheng)產(chan)(chan)效率的高低、加工質量的好壞，以及生(sheng)產(chan)(chan)技術水平和經濟(ji)效益，所以國外企(qi)業(ye)才有“企(qi)業(ye)的紅利在(zai)刀刃上”的說法。