專利名稱：樅樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域的刀具，尤其涉及的是一種用于加工1000MW汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)制造中轉(zhuǎn)子輪槽的加工一直是生產(chǎn)中的瓶頸，主要表現(xiàn)為加工效率低，精 度不易保證，刀具成本高。輪槽的加工質(zhì)量及加工效率取決于機(jī)床和刀具及其工藝技術(shù)。轉(zhuǎn) 子輪槽結(jié)構(gòu)與葉片葉根結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，隨單機(jī)容量不同而變化，有T型、菌型、叉型和揪樹(shù)型 等。其中揪樹(shù)型輪槽結(jié)構(gòu)承載能力高，輪槽兩側(cè)齒數(shù)可根據(jù)離心力大小選擇，強(qiáng)度高，適用 性好，對(duì)于300MW、600MW和1000MW等大功率機(jī)組的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子而言，基本采用揪樹(shù)型輪槽 結(jié)構(gòu)。揪樹(shù)型輪槽加工方法有逐齒成形銑削法、拉削法、磨削法和滾銑切削法。1000MW汽輪 機(jī)轉(zhuǎn)子揪樹(shù)型輪槽是圓弧槽，只能采用成形銑削加工，因而揪樹(shù)型葉根輪槽銑刀成為汽輪 機(jī)制造行業(yè)備受關(guān)注的刀具裝備技術(shù)，直接反映汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工水平。輪槽銑刀切削 狀態(tài)比普通銑刀復(fù)雜，刀具壽命短，消耗量大，輪槽銑刀的改進(jìn)往往是推動(dòng)輪槽加工技術(shù)進(jìn) 步的最直接動(dòng)力。國(guó)內(nèi)外關(guān)于輪槽銑刀的研究主要集中在波形刃口形狀和刀具角度改進(jìn)方 面。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)?zhí)朇N02288215. 4， 名稱汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉根槽波刃立銑刀，該技術(shù)自述包括刀頭、刀柄、切削刃，切削刃為 波刃型，切削刃的長(zhǎng)度為比加深槽深尺寸長(zhǎng)3 10mm。中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)?zhí)?CN200710050191. 2，名稱臺(tái)階后刀面轉(zhuǎn)子成型銑刀及其加工工藝，該技術(shù)通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子輪槽 型線分析，確定該銑刀在正常使用條件下的修磨次數(shù)，減少刀具刃磨量，降低轉(zhuǎn)子輪槽銑刀 的加工成本。上述兩份文獻(xiàn)都涉及到輪槽銑削刀具設(shè)計(jì)方法與制造工藝，但均針對(duì)600MW及以 下等級(jí)的汽輪機(jī)在制造中涉及的刀具及工藝技術(shù)問(wèn)題。隨著單機(jī)容量的攀升，對(duì)輪槽加工 質(zhì)量提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑 刀，實(shí)現(xiàn)V型粗銑刀、加深銑刀和半精銑刀三刀合一，替代常規(guī)V型粗銑刀和半精銑刀切削 功能，從而滿足1000MW汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的工藝需求。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括柄部和切削部，柄部的末端固 定切削部，所述的切削部上設(shè)有螺旋槽和切削刃，螺旋槽螺旋設(shè)于切削刃上，切削刃分為三 段，每段軸向截面的面積從柄部起依次按照25%的遞減，切削刃上設(shè)有波形分屑槽，分屑槽 是同心圓弧凹槽，軸線是銑刀的中心線，切削刃的刃口上設(shè)有倒圓。所述的螺旋槽螺旋設(shè)于切削刃上，螺旋角大于5°且小于10°。所述的螺旋槽的寬度是切削部寬度的三分之一。
所述的切削部是錐形，錐頂指向刀尖。所述的切削部的前角是10° 15°。所述的切削部是細(xì)晶粒粉末冶金高速鋼，硬度為HRC65 67。所述的切削刃上覆有富鋁多層硬質(zhì)涂層，涂層的常溫硬度大于38Gpa，抗氧化溫度高于800°C，涂層結(jié)合力高于DIN50103/1HF2水平。所述的倒圓的半徑為0. 02 0. 03mm。所述的分屑槽的間距是0. 3 0. 5mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)由于采用大前角、螺旋槽切削刃，有利于減 少材料變形，降低切削力，便于排屑；銑刀切削刃口倒圓設(shè)計(jì)，加強(qiáng)刃口強(qiáng)度，避免在大余 量、斷續(xù)加工條件下切削刃口低強(qiáng)度、低抗沖擊性能而產(chǎn)生刃口微崩刃；銑削刃鏟磨成波 刃，形成圓弧梯形分屑槽，有利于轉(zhuǎn)子材料切屑斷屑與排屑，同時(shí)減少刀具與工件的接觸面 積，減小切削力，降低切削熱，提高刀具壽命；富鋁涂層為實(shí)現(xiàn)高速高效切削提供保證，其良 好的熱穩(wěn)定性使得切削速度得以大幅度提高，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率；通過(guò)切削刃優(yōu)化設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)原工藝V型粗銑刀、加深銑刀和半精銑刀三刀合一，完成1000MW超臨界汽輪機(jī)粗加工 和半精加工，減少工裝與換刀時(shí)間，切削速度與進(jìn)給量得到提高，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，降低 生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明的側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明的橫截面圖；圖3是單個(gè)切削刃的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。如圖1所示，本實(shí)施例包括柄部1和切削部2，其中柄部1末端固定切削部2，柄 部ι設(shè)有有M16的螺紋孔用于固定切削部2。所述的切削部2上設(shè)有四個(gè)螺旋槽3和四個(gè)切削刃4，其中螺旋槽3螺旋設(shè)于切 削刃4上，從切削部2的尖端延伸到柄部1的頂端。如圖2所示，切削部2是錐形，錐頂指向刀尖，切削刃4分為三段，每段軸向截面相 似，從柄部1的頂端起截面面積依次按照25%的規(guī)律遞減。所述的螺旋槽3的寬度是單個(gè)切削刃4的寬度的三分之一。所述螺旋槽3的螺旋角是8°，螺旋角存在使實(shí)際切削刃4的前角變大，切削過(guò)程 變得更輕快，同時(shí)采用螺旋槽3使切削刃4逐步切入工件，避免刀具切入瞬時(shí)切削力過(guò)大， 保證切削過(guò)程穩(wěn)定性。所述的切削刃4上設(shè)有波形分屑槽5，分屑槽5是以銑刀中心線為軸線的同心圓弧 凹槽，間距為0. 3 0. 5讓。所述的切削刃4之間的夾角Φ相等，為70°，單個(gè)曲線刃之間夾角θ+β =67°。
切削刃4的前角是12°，切削刃4上鏟磨設(shè)有后刀面6，可保證所加工輪槽尺寸與 形狀精度，后刀面6的鏟磨量Δ s必須保證。如圖3所示，所述的切削刃4的刃口上設(shè)有倒圓7，倒圓7的半徑是0.02 0. 03mmo所述的切削部2是細(xì)晶粒粉末冶金高速鋼制成，硬度是HRC65 67。所述的切削刃4上覆有富鋁多層硬質(zhì)涂層，涂層的常溫硬度大于38Gpa，抗氧化溫 度高于800°C，涂層結(jié)合力高于德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN50103/1HF2水平。本實(shí)施例工作時(shí)，原工藝完成輪槽粗、半精加工需要三把刀V型粗銑刀、加深銑 刀和半精銑刀，本實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)三刀合一，減少非切削時(shí)間約80% ；切削刃4的刃口倒圓強(qiáng) 化、富鋁涂層和波形分屑槽5的應(yīng)用，提高刀具壽命，降低刀具成本約40% ；實(shí)現(xiàn)三刀合一， 工序復(fù)合的同時(shí)實(shí)現(xiàn)半精加工高速切削，本實(shí)施例完成輪槽半精加工節(jié)省時(shí)間約30%。
權(quán)利要求
一種樅樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，包括柄部和切削部，柄部的末端固定切削部，其特征在于所述的切削部上設(shè)有螺旋槽和切削刃，螺旋槽螺旋設(shè)于切削刃上，切削刃分為三段，每段軸向截面的面積從柄部起依次按照25％的遞減，切削刃上設(shè)有波形分屑槽，分屑槽是同心圓弧凹槽，軸線是銑刀的中心線，切削刃的刃口上設(shè)有倒圓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，其特征是，所述的螺旋槽 的螺旋角大于5°且小于10°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，其特征是，所述的分屑槽 的間距是0. 3 0. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，其特征是，倒圓的半徑為 0. 02 0. 03mmο
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，其特征是，所述的螺旋 槽的寬度是切削部寬度的三分之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，其特征是，所述的切削部 是錐形，錐頂指向刀尖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，其特征是，所述的切削 部的前角是10° 15°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，其特征是，所述的切削部 是細(xì)晶粒粉末冶金高速鋼，硬度為HRC65 67。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揪樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，其特征是，所述的切削刃 上覆有富鋁多層硬質(zhì)涂層。
全文摘要
一種機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域的樅樹(shù)型葉根輪槽加工的復(fù)合銑刀，包括柄部和切削部，其中柄部末端固定切削部，切削部上設(shè)有螺旋槽和切削刃，其中螺旋槽螺旋設(shè)于切削刃上，螺旋角大于5°且小于10°。通過(guò)切削刃優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)原工藝V型粗銑刀、加深銑刀和半精銑刀三刀合一，完成1000MW超臨界汽輪機(jī)粗加工和半精加工，減少工裝與換刀時(shí)間，切削速度與進(jìn)給量得到提高，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B23C5/12GK101804478SQ201010151318
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者劉鋼, 勵(lì)政偉, 安慶龍, 李軍利, 陳明 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)