專利名稱：一種無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬切削刀具的修磨方法，具體涉及一種無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，屬于機械切削加工制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
重型燃氣輪機制造技術(shù)作為世界上最先進、最復(fù)雜的機械制造技術(shù)，已經(jīng)成為衡量我國能源行業(yè)制造能力的重要標志。燃氣輪機轉(zhuǎn)子工作溫度高，轉(zhuǎn)子鍛件體積大，高速旋轉(zhuǎn)時需承受較大的離心力及附加應(yīng)力，這就要求轉(zhuǎn)子材料具有良好的高溫抗拉強度、較好的塑性、高的蠕變強度、較低的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度等性能。因此轉(zhuǎn)子輪盤的材料屬于難加工材料，拉削過程中切削力大、切削溫度高、切削毛刺和切削振動等會加劇拉削刀具的磨損，拉刀的齒尖部分由于應(yīng)力集中的作用更容易出現(xiàn)崩刃。國內(nèi)目前用于重型燃機轉(zhuǎn)子輪盤榫槽加工的大規(guī)格尺寸拉刀主要依賴于進口且修磨費用昂貴。近年來，我國對拉刀修磨技術(shù)與裝備開展了廣泛研究，公開號為CN201519895U的中國實用新型專利提出了一種圓形拉刀數(shù)控刃磨專用機床，不僅可避免拉刀在刃磨時彎曲，而且可由數(shù)控系統(tǒng)控制修整砂輪徑向進給尺寸，有效地保證拉刀齒距及形狀的一致性，從而提高內(nèi)花鍵及圓拉刀的使用壽命；公開號為CN201304590的中國實用新型專利提出了一種拉刀磨具，其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便容易，大大降低了使用成本，節(jié)省了修磨時間；公開號為CN201128108的中國實用新型專利提出了一種用于修整復(fù)雜型面拉刀修整砂輪的金剛石成形滾輪，縮短了復(fù)雜型面拉刀砂輪型面的修整周期，提高了工作效率，降低了加工成本；公開號為CN202622482U的中國實用新型專利提出了一種刃磨錐度花鍵拉刀的加工裝置；公開號為CN202192505U和CN202240728U的中國實用新型專利分別提出了一種花鍵拉刀自動刃磨機床和鍵槽拉刀的自動刃磨機床。所有上述專利只是給出了用于拉刀的修磨機床或工裝夾具，但并未給出不同拉刀的具體修磨方法。傳統(tǒng)的拉刀修磨方法有兩種:其一是刃口前刀面修磨法；其二是完全磨去崩刃齒，后續(xù)刀齒均攤崩刃齒齒升量的修磨方法；然而這兩種修磨方法對刀具損耗大，減少了刀具的可重磨次數(shù)，降低了使用壽命，使刀具的使用成本急劇上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對傳統(tǒng)的拉刀修磨技術(shù)的不足，提供一種無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，在不改變拉刀原有整體包絡(luò)線型的條件下，達到修磨余量小且刃磨均勻的效果，提高拉刀修磨效率，增加刀具的可刃磨次數(shù)，且經(jīng)修磨后的拉刀工
作穩(wěn)定可靠。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:一種無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，其特征在于:將磁力工作臺偏轉(zhuǎn)一定角度磨去修磨拉刀的崩刃刀齒尖端的三角形區(qū)域，后續(xù)刀齒按照該崩刃刀齒修磨后的形狀進行修磨且修磨余量逐漸遞減，保留修磨拉刀最末三個后續(xù)刀齒不修磨以保證拉刀型線，從而改變修磨拉刀刀齒的局部包絡(luò)線以實現(xiàn)無側(cè)刃粗拉刀刀齒崩刃的高效修磨。所述方法包括如下步驟:I)對修磨拉刀表面進行清洗，去除粘附在刀具表面的微小切屑和雜質(zhì)；2)用千分尺測量崩刃刀齒齒尖崩刃區(qū)域沿刀齒寬度方向的長度L和最大深度D ;3)把修磨拉刀臥放在機床的磁力工作臺上，齒尖崩刃區(qū)域朝上，修磨拉刀的側(cè)面緊靠水平的磁力工作臺，修磨拉刀的底部通過墊塊和用螺栓固定在磁力工作臺上的擋塊共同實現(xiàn)定位，用千分表沿修磨拉刀的刃口寬度方向進行測量，保證跳動量小于2絲，然后打開磁力工作臺的磁力開關(guān)，依靠磁力對修磨拉刀進行夾緊；4)磁力工作臺翻轉(zhuǎn)60度，修整砂輪偏轉(zhuǎn)一等于修磨拉刀刀齒的后角的角度，使修磨過程不改變修磨拉刀刀齒的后角；5)修整砂輪移動至崩刃刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪，先徑向進給且徑向進給量為所述齒尖崩刃區(qū)域的最大深度D，再軸向進給且軸向進給量為所述齒尖崩刃區(qū)域沿刀齒寬度方向的長度L，完成崩刃刀齒的修磨，修整砂輪回坐標原點并停車；6)修整砂輪移動至崩刃刀齒后面的第一個后續(xù)刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪，先徑向進給且徑向進給量為0.9D，再軸向進給且軸向進給量為0.9L，保證相鄰兩修磨齒高度差，完成該第一個后續(xù)刀齒的修磨，修整砂輪回坐標原點并停車；7)修整砂輪移動至崩刃齒后面的第二個后續(xù)刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪，先徑向進給且徑向進給量為0.8D，再軸向進給且軸向進給量為0.8L，保證相鄰兩修磨齒高度差，完成該第二個后續(xù)刀齒的修磨，修整砂輪回坐標原點并停車；8)反復(fù)循環(huán)進行步驟6)和步驟7)，每次循環(huán)徑向進給量減少0.1D，軸向進給量減少0.1L，且保證相鄰兩修磨齒高度差，直至刃磨10個后續(xù)刀齒后修磨結(jié)束，若后續(xù)刀齒的數(shù)量不足10個，則保留最末三個后續(xù)刀齒不修磨，以保證拉刀整體型線不改變。所述步驟I)中，修磨拉刀刀齒的前角小于25度，后角為2-8度，齒間距為20_40毫米，齒厚為10-15毫米，齒高為10-15毫米，卷屑槽半徑為2.5-5毫米。所述步驟3)中，修磨拉刀的刀齒部分伸出磁力工作臺邊緣至少100毫米以防止干涉。所述修磨拉刀的崩刃刀齒尖端的三角形區(qū)域的長度不超過刀齒寬度的5%，最大深度不超過齒高的3%。相比傳統(tǒng)的前刀面修磨法以及完全磨去該崩刃齒后續(xù)刀齒均攤崩刃齒齒升量的修磨法，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:1、所述的方法不改變拉刀原有的整體包絡(luò)線型。2、增加了刀具的可刃磨次數(shù)，延長了刀具使用壽命，大幅降低了生產(chǎn)成本。3、修磨余量小且刃磨均勻，能夠有效地減少各個修磨刀齒修磨后受到的沖擊與振動，且經(jīng)修磨后的拉刀工作穩(wěn)定可靠。4、所需修磨時間大大縮短，大幅提高了拉刀修磨效率。


圖1為本發(fā)明的修磨拉刀裝夾與修磨示意圖。圖2為本發(fā)明的修磨拉刀齒廓包絡(luò)線示意圖。
圖3為本發(fā)明的修磨拉刀齒槽截形局部放大圖。圖中，I修整砂輪，2修磨拉刀，3墊塊，4擋塊，5螺栓，6磁力工作臺，7拉刀原始輪廓包絡(luò)線，8修磨后拉刀輪廓包絡(luò)線，9相鄰兩修磨齒高度差，10崩刃刀齒修磨長度，11齒高，12前角，13齒厚，14齒間距，15后角，16卷屑槽半徑。
具體實施例方式本發(fā)明是一種用于重型燃氣輪機轉(zhuǎn)子輪盤榫槽拉削加工的無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，將磁力工作臺偏轉(zhuǎn)一定角度磨去修磨拉刀的崩刃刀齒尖端的三角形區(qū)域，后續(xù)刀齒按照該崩刃刀齒修磨后的形狀進行修磨且修磨余量逐漸遞減，保留修磨拉刀最末三個后續(xù)刀齒不修磨以保證拉刀型線，從而改變修磨拉刀刀齒的局部包絡(luò)線以實現(xiàn)無側(cè)刃粗拉刀刀齒崩刃的高效修磨。所述修磨拉刀的崩刃刀齒尖端的三角形區(qū)域的長度不超過刀齒寬度的5%，最大深度不超過齒高的3%。請結(jié)合參閱圖1和圖2，本發(fā)明所述的無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法包括如下步驟:I)對修磨拉刀2表面進行清洗，去除粘附在刀具表面的微小切屑和雜質(zhì)，該修磨拉刀刀齒的前角12小于25度，后角15為2-8度，齒間距14為20-40毫米，齒厚13為10-15毫米，齒高11為10-15毫米，卷屑槽半徑16為2.5-5毫米；2)用千分尺測量崩刃刀齒齒尖崩刃區(qū)域沿刀齒寬度方向的長度L和最大深度D ;3)把修磨拉刀2臥放在機床的磁力工作臺6上，齒尖崩刃區(qū)域朝上，修磨拉刀2的側(cè)面緊靠水平的磁力工作臺6，修磨拉刀2的底部通過墊塊3和用螺栓5固定在磁力工作臺6上的擋塊4共同實現(xiàn)定位，修磨拉刀2的刀齒部分伸出磁力工作臺6邊緣至少100毫米以防止干涉，用千分表沿修磨拉刀的刃口寬度方向進行測量，保證跳動量小于2絲，然后打開磁力工作臺6的磁力開關(guān)，依靠磁力對修磨拉刀2進行夾緊；4)磁力工作臺6翻轉(zhuǎn)60度，修整砂輪I偏轉(zhuǎn)一等于修磨拉刀刀齒的后角15的角度，使修磨過程不改變修磨拉刀刀齒的后角15 ；5)修整砂輪I移動至崩刃刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪1，先徑向進給且徑向進給量為所述齒尖崩刃區(qū)域的最大深度D，再軸向進給且軸向進給量為所述齒尖崩刃區(qū)域沿刀齒寬度方向的長度L，完成崩刃刀齒的修磨，修整砂輪I回坐標原點并停車；6)修整砂輪I移動至崩刃刀齒后面的第一個后續(xù)刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪1，先徑向進給且徑向進給量為0.9D，再軸向進給且軸向進給量為0.9L，保證相鄰兩修磨齒高度差9，完成該第一個后續(xù)刀齒的修磨，修整砂輪I回坐標原點并停車；7)修整砂輪I移動至崩刃齒后面的第二個后續(xù)刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪I，先徑向進給且徑向進給量為0.8D，再軸向進給且軸向進給量為0.8L，保證相鄰兩修磨齒高度差9，完成該第二個后續(xù)刀齒的修磨，修整砂輪I回坐標原點并停車；8)反復(fù)循環(huán)進行步驟6)和步驟7)，每次循環(huán)徑向進給量減少0.1D，軸向進給量減少0.1L，且保證相鄰兩修磨齒高度差9，直至刃磨10個后續(xù)刀齒后修磨結(jié)束，若后續(xù)刀齒的數(shù)量不足10個，則保留最末三個后續(xù)刀齒不修磨，以保證拉刀整體型線不改變。下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明，闡述所述方法各個步驟的詳細內(nèi)容。以下為本發(fā)明的實施例:
修磨拉刀2為無側(cè)刃粗拉刀，用于重型燃氣輪機轉(zhuǎn)子輪盤榫槽的拉削加工。拉刀工作部的刀具材料為CPM Rex T15粉末冶金鎢基高速鋼，尺寸大小為54mmX44.5mmX501mm，硬度為HRC65。修磨拉刀2的齒槽截形見圖2所示，修磨拉刀刀齒的前角12為20°，后角15為3° ,齒間距14為24.9mm,齒厚13為8mm,齒高11為9mm,卷屑槽半徑16為5mm。該修磨拉刀2總共20個刀齒，第i^一個刀齒的齒尖發(fā)生崩刃，齒尖崩刃區(qū)域沿刀齒寬度方向的長度L為Imm,齒尖崩刃區(qū)域的最大深度D為1mm。所述修磨拉刀2的修磨在相關(guān)刀具的修磨機床上進行，該修磨機床包括有磁力工作臺6和修整砂輪I。修磨拉刀2的定位夾緊與修磨如圖1所示。
應(yīng)用本發(fā)明所述方法進行修磨的具體步驟如下，請結(jié)合參閱圖2和圖3:I)對修磨拉刀2表面進行清洗，去除粘附在刀具表面的微小切屑和雜質(zhì)；2)用千分尺測量修磨拉刀2崩刃刀齒的齒尖崩刃區(qū)域沿刀齒寬度方向的長度L為Imm,齒尖崩刃區(qū)域的最大深度D為Imm ；3)把修磨拉刀2臥放在機床的磁力工作臺6上，齒尖崩刃區(qū)域朝上，修磨拉刀2的側(cè)面緊靠水平的磁力工作臺6，修磨拉刀2的刀齒部分伸出磁力工作臺6的邊緣至少100毫米以防止干涉，修磨拉刀2的底部通過墊塊3和用螺栓5固定在機床磁力工作臺6上的擋塊4共同來實現(xiàn)定位，用千分表沿修磨拉刀2刃口寬度方向進行測量，跳動量為I絲，滿足要求，打開磁力工作臺6的磁力開關(guān)，依靠磁力對修磨拉刀2進行夾緊；4)磁力工作臺6翻轉(zhuǎn)60度，修整砂輪I偏轉(zhuǎn)一個等于刀齒后角15的角度為3°，使修磨過程不改變修磨拉刀刀齒的后角15 ；5)通過NC代碼使修整砂輪I移動至崩刃刀齒(第i^一個刀齒)的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪1，先徑向進給，徑向進給量為所述齒尖崩刃區(qū)域的最大深度D = 1mm，再軸向進給，軸向進給量為所述齒尖崩刃區(qū)域沿刀齒寬度方向的長度L = Imm,完成崩刃刀齒的修磨,修整砂輪I回坐標原點并停車；6)修整砂輪I移動至崩刃刀齒后面的第一個后續(xù)刀齒，即第十二個刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪I，徑向進給0.9mm，再軸向進給0.9mm，保證相鄰兩修磨齒高度差9為
0.1_，完成該第一個后續(xù)刀齒的修磨，修整砂輪I回坐標原點并停車；7)移動修整砂輪I至崩刃刀齒后面的第二個后續(xù)刀齒，即第十二個齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪I，先徑向進給0.8mm,再軸向進給0.8mm，保證相鄰兩修磨齒高度差9為
0.1_，完成該刀齒的修磨，修整砂輪I回坐標原點并停車；8)反復(fù)循環(huán)進行步驟6)和步驟7)，每次循環(huán)徑向進給量減少0.1D，即減少0.1mm,軸向進給量減少0.1L，即減少0.1mm，且保證相鄰兩修磨齒高度差9為0.1mm，直至修磨至第十七個刀齒，修整砂輪I徑向進給為0.4mm,軸向進給為0.4mm,從而得到修磨后拉刀輪廓包絡(luò)線8 (見圖3)，由于后續(xù)刀齒的數(shù)量不足10個，則保留最末三個后續(xù)刀齒不修磨，以保證拉刀整體型線不改變。所述修磨拉刀2修磨前的拉刀原始輪廓包絡(luò)線7，修磨過程中的崩刃刀齒修磨長度10和相鄰兩修磨齒高度差9以及修磨后拉刀輪廓包絡(luò)線8可參見圖2。按本發(fā)明所述方法對CPM Rex T15粉末冶金鎢基高速鋼無側(cè)刃粗拉刀修磨，所需時間約為2.5小時，相比傳統(tǒng)修磨方法所需的約4.5個小時，該方法大幅提高了修磨效率，且經(jīng)修磨后的拉刀工作穩(wěn)定可靠。本發(fā)明適用于修磨各種結(jié)構(gòu)重型燃氣輪機轉(zhuǎn)子輪盤的無側(cè)刃粗拉刀。
權(quán)利要求
1.一種無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，其特征在于:將磁力工作臺偏轉(zhuǎn)一定角度磨去修磨拉刀的崩刃刀齒尖端的三角形區(qū)域，后續(xù)刀齒按照該崩刃刀齒修磨后的形狀進行修磨且修磨余量逐漸遞減，保留修磨拉刀最末三個后續(xù)刀齒不修磨以保證拉刀型線，從而改變修磨拉刀刀齒的局部包絡(luò)線以實現(xiàn)無側(cè)刃粗拉刀刀齒崩刃的高效修磨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟: 1)對修磨拉刀表面進行清洗，去除粘附在刀具表面的微小切屑和雜質(zhì)； 2)用千分尺測量崩刃刀齒齒尖崩刃區(qū)域沿刀齒寬度方向的長度L和最大深度D； 3)把修磨拉刀臥放在機床的磁力工作臺上，齒尖崩刃區(qū)域朝上，修磨拉刀的側(cè)面緊靠水平的磁力工作臺，修磨拉刀的底部通過墊塊和用螺栓固定在磁力工作臺上的擋塊共同實現(xiàn)定位，用千分表沿修磨拉刀的刃口寬度方向進行測量，保證跳動量小于2絲，然后打開磁力工作臺的磁力開關(guān),依靠磁力對修磨拉刀進行夾緊； 4)磁力工作臺翻轉(zhuǎn)60度，修整砂輪偏轉(zhuǎn)一等于修磨拉刀刀齒的后角的角度，使修磨過程不改變修磨拉刀刀齒的后角； 5)修整砂輪移動至崩刃刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪，先徑向進給且徑向進給量為所述齒尖崩刃區(qū)域的最大深度D，再軸向進給且軸向進給量為所述齒尖崩刃區(qū)域沿刀齒寬度方向的長度L，完成崩刃刀齒的修磨，修整砂輪回坐標原點并停車； 6)修整砂輪移動至崩刃刀齒后面的第一個后續(xù)刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪，先徑向進給且徑向進給量為0.9D，再軸向進給且軸向進給量為0.9L，保證相鄰兩修磨齒高度差，完成該第一個后續(xù)刀齒的修磨，修整砂輪回坐標原點并停車； 7)修整砂輪移動至崩刃齒后面的第二個后續(xù)刀齒的外側(cè)頂點處，開啟修整砂輪，先徑向進給且徑向進給量為0.8D，再軸向進給且軸向進給量為0.8L，保證相鄰兩修磨齒高度差，完成該第二個后續(xù)刀齒的修磨，修整砂輪回坐標原點并停車； 8)反復(fù)循環(huán)進行步驟6)和步驟7)，每次循環(huán)徑向進給量減少0.1D，軸向進給量減少0.1L，且保證相鄰兩修磨齒高度差，直至刃磨10個后續(xù)刀齒后修磨結(jié)束，若后續(xù)刀齒的數(shù)量不足10個，則保留最末三個后續(xù)刀齒不修磨，以保證拉刀整體型線不改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，其特征在于:所述步驟I)中，修磨拉刀刀齒的前角小于25度，后角為2-8度，齒間距為20-40毫米，齒厚為10-15毫米，齒高為10-15毫米，卷屑槽半徑為2.5-5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，其特征在于:所述步驟3)中，修磨拉刀的刀齒部分伸出磁力工作臺邊緣至少100毫米以防止干涉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，其特征在于:所述修磨拉刀的崩刃刀齒尖端的三角形區(qū)域的長度不超過刀齒寬度的5%，最大深度不超過齒高的3% ο
全文摘要
一種無側(cè)刃粗拉刀齒尖崩刃的高效修磨方法，將磁力工作臺偏轉(zhuǎn)一定角度磨去修磨拉刀的崩刃刀齒尖端的三角形區(qū)域，后續(xù)刀齒按照該崩刃刀齒修磨后的形狀進行修磨且修磨余量逐漸遞減，保留修磨拉刀最末三個后續(xù)刀齒不修磨以保證拉刀型線，從而改變修磨拉刀刀齒的局部包絡(luò)線以實現(xiàn)無側(cè)刃粗拉刀刀齒崩刃的高效修磨。本發(fā)明保證了拉刀原有的整體包絡(luò)線型，修磨余量小且刃磨均勻，修磨時間大大縮短，能夠有效地減少崩刃刀齒相鄰前后刀齒修磨后受到的沖擊與振動，提高了修磨效率，增加了刀具的可刃磨次數(shù)，延長了刀具使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，適用于各種結(jié)構(gòu)的拉刀，尤其重型燃氣輪機轉(zhuǎn)子輪盤榫槽加工用無側(cè)刃粗拉刀的修磨。
文檔編號B24B3/16GK103203666SQ201310126008
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者陳明, 王呈棟, 劉志強, 安慶龍, 李明超, 孔嘯 申請人:上海交通大學(xué)