專利名稱：樅樹型葉根輪槽加工的復合銑刀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種機械制造技術領域的刀具，尤其涉及的是一種用于加工1000MW汽輪機轉(zhuǎn)子揪樹型葉根輪槽加工的復合銑刀。
背景技術：
汽輪機制造中轉(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床和刀具及其工藝技術。轉(zhuǎn) 子輪槽結(jié)構(gòu)與葉片葉根結(jié)構(gòu)相對應，隨單機容量不同而變化，有T型、菌型、叉型和揪樹型 等。其中揪樹型輪槽結(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，強度高，適用 性好，對于300MW、600MW和1000MW等大功率機組的汽輪機轉(zhuǎn)子而言，基本采用揪樹型輪槽 結(jié)構(gòu)。揪樹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 機轉(zhuǎn)子揪樹型輪槽是圓弧槽，只能采用成形銑削加工，因而揪樹型葉根輪槽銑刀成為汽輪 機制造行業(yè)備受關注的刀具裝備技術，直接反映汽輪機轉(zhuǎn)子輪槽加工水平。輪槽銑刀切削 狀態(tài)比普通銑刀復雜，刀具壽命短，消耗量大，輪槽銑刀的改進往往是推動輪槽加工技術進 步的最直接動力。國內(nèi)外關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方 面。經(jīng)過對現(xiàn)有技術文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，中國實用新型專利申請?zhí)朇N02288215. 4， 名稱汽輪機轉(zhuǎn)子葉根槽波刃立銑刀，該技術自述包括刀頭、刀柄、切削刃，切削刃為 波刃型，切削刃的長度為比加深槽深尺寸長3 10mm。中國實用新型專利申請?zhí)?CN200710050191. 2，名稱臺階后刀面轉(zhuǎn)子成型銑刀及其加工工藝，該技術通過對轉(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。上述兩份文獻都涉及到輪槽銑削刀具設計方法與制造工藝，但均針對600MW及以 下等級的汽輪機在制造中涉及的刀具及工藝技術問題。隨著單機容量的攀升，對輪槽加工 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)有技術的不足，提供一種揪樹型葉根輪槽加工的復合銑 刀，實現(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汽輪機轉(zhuǎn)子的工藝需求。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括柄部和切削部，柄部的末端固 定切削部，所述的切削部上設有螺旋槽和切削刃，螺旋槽螺旋設于切削刃上，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，切削刃的刃口上設有倒圓。所述的螺旋槽螺旋設于切削刃上，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)有技術相比具有以下優(yōu)點由于采用大前角、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計，加強刃口強度，避免在大余 量、斷續(xù)加工條件下切削刃口低強度、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，進而提高了生產(chǎn)效率；通過切削刃優(yōu)化設計， 實現(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超臨界汽輪機粗加工 和半精加工，減少工裝與換刀時間，切削速度與進給量得到提高，進而提高生產(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是單個切削刃的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施 例。如圖1所示，本實施例包括柄部1和切削部2，其中柄部1末端固定切削部2，柄 部ι設有有M16的螺紋孔用于固定切削部2。所述的切削部2上設有四個螺旋槽3和四個切削刃4，其中螺旋槽3螺旋設于切 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°，螺旋角存在使實際切削刃4的前角變大，切削過程 變得更輕快，同時采用螺旋槽3使切削刃4逐步切入工件，避免刀具切入瞬時切削力過大， 保證切削過程穩(wěn)定性。所述的切削刃4上設有波形分屑槽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的刃口上設有倒圓7，倒圓7的半徑是0.02 0. 03mmo所述的切削部2是細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)合力高于德國標準DIN50103/1HF2水平。本實施例工作時，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，本實施例可實現(xiàn)三刀合一，減少非切削時間約80% ；切削刃4的刃口倒圓強 化、富鋁涂層和波形分屑槽5的應用，提高刀具壽命，降低刀具成本約40% ；實現(xiàn)三刀合一， 工序復合的同時實現(xiàn)半精加工高速切削，本實施例完成輪槽半精加工節(jié)省時間約30%。
權(quán)利要求
一種樅樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，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有螺旋槽和切削刃，螺旋槽螺旋設于切削刃上，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，切削刃的刃口上設有倒圓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揪樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，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所述的揪樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，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所述的揪樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，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所述的揪樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，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所述的揪樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，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所述的揪樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，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所述的揪樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，其特征是，所述的切削部 是細晶粒粉末冶金高速鋼，硬度為HRC65 67。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揪樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，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
一種機械制造技術領域的樅樹型葉根輪槽加工的復合銑刀，包括柄部和切削部，其中柄部末端固定切削部，切削部上設有螺旋槽和切削刃，其中螺旋槽螺旋設于切削刃上，螺旋角大于5°且小于10°。通過切削刃優(yōu)化設計，實現(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超臨界汽輪機粗加工和半精加工，減少工裝與換刀時間，切削速度與進給量得到提高，進而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號B23C5/12GK101804478SQ201010151318
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者劉鋼, 勵政偉, 安慶龍, 李軍利, 陳明 申請人:上海交通大學