[發明專利]汽輪機轉子輪槽粗銑刀及其制造工藝有效

申請號：	201310324627.8	申請日：	2013-07-30
公開（公告）號：	CN103418822A	公開（公告）日：	2013-12-04
發明（設計）人：	謝鴻;徐志明;劉文澤;胡劍華;周樂安;王強;俞銀傳;楊洋	申請（專利權）人：	東方電氣集團東方汽輪機有限公司
主分類號：	B23C5/02	分類號：	B23C5/02;B23P15/34
代理公司：	成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106	代理人：	劉克勤;段雪茵
地址：	618000 四川省德陽***	國省代碼：	四川;51
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摘要：
搜索關鍵詞：	汽輪機轉子輪槽粗銑刀及其制造工藝
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及金屬切削刀具技術領域，具體是一種抗崩刃性能優異的汽輪機轉子輪槽粗銑刀及其制造工藝。?

背景技術

傳統汽輪機轉子輪槽加工一般分為三個工步：粗加工（V型粗銑刀又稱波刃錐度銑刀、半精加工（圣誕樹半精銑刀）和精加工（圣誕樹精銑刀）。其中，粗加工的切削余量最大，占輪槽加工余量的80%以上，是決定加工效率的關鍵工步。后波刃錐度銑刀廣泛應用于機械、航空和船舶等裝備行業。制造該類銑刀的刀具材料主要有兩大類：高速鋼和硬質合金。高速鋼后波刃錐度銑刀在銑削時生產效率低，走刀慢，增大進給量會增大切削力進而產生振動，刃口易磨損，耐用度不高。在轉子輪槽粗加工中，后波刃高速鋼錐度銑刀的下刀方式一般是采用2～3次下刀，需要多次切削才能完成粗加工，該類銑刀已經無法滿足生產對高效加工的-需求。而硬質合金具有紅硬性好、硬度高、更耐磨等特點，但是由于硬質合金材料脆性較大，在使用過程中，切削刃易破損而使得刀具安全性和可靠性降低，縮短刀具壽命。另外，硬質合金材料價格昂貴，成本高，所以設計時需要考慮該銑刀的修磨次數，提高材料的重復利用率。?

市面上的普通硬質合金后波刃錐度銑刀屬于標準刀具，如圖4、5所示，一般采用全主刃結構，后波刃采用鏟齒5的結構，法向前角α’絕大多數為正前角。相比于高速鋼后波刃錐度銑刀，無論從切削參數還是下刀方式，硬質合金后波刃錐度銑刀都具有更高的加工效率。但是，采用現有技術制造的硬質合金銑刀由于幾何參數、結構以及加工工藝等原因使得刀具在使用過程中容易崩刃，導致刀具耐用度低，安全性和可靠性明顯不如高速鋼銑刀。這些問題嚴重制約了轉子輪槽的加工效率，影響加工過程的安全性，也限制了該類銑刀的大范圍推廣應用。?

以上問題的出現對硬質合金后波刃錐度銑刀提出了更加嚴格的技術要求，有必要進行優化設計，提升刀具的抗崩刃性能。?

發明內容

本發明的目的在于：克服現有技術的不足，提供一種汽輪機轉子輪槽粗銑刀及其制造工藝，該銑刀具有優異的抗崩刃性能，明顯提高了加工效率及切削過程中的安全性和可靠性。?

本發明所采用的技術方案是：?

汽輪機轉子輪槽粗銑刀，包括整體結構的刃部和柄部，所述刃部周向均勻分布有若干個呈螺旋型線布置的切削刃；所述刃部沿銑刀軸向分層三階設置，切削刃包括交錯布置的主刃和副刃，主刃為貫穿第一階部分和第二階部分的全刃、采用開分屑槽的尖齒后波刃結構，副刃第一階部分為高度低于主刃第一階部分的凸臺、第二階部分采用不開分屑槽的尖齒后角結構；刃部的第三階部分為可修磨部分。

所述切削刃的前角采用負前角，其法向前角為-2°～?-8°。?

所述切削刃的第一階后角為6°～?8°，第二階后角為12°～15°。?

所述相鄰切削刃之間的容屑槽是等螺旋角的螺旋槽，等螺旋角為25°～35°。?

所述切削刃前端的鈍化刃口半徑為為0.025?～?0.035mm。?

所述可修磨部分的軸向長度大于15mm，銑刀加工時的砂輪切出位置至刃部末端的距離為5mm～10mm。?

所述主刃上的分屑槽為圓弧形，波距為1.5mm～2.0mm，波深為0.2～0.3mm。?

所述銑刀采用超細晶粒硬質合金材料制得，刃部表面涂層為PVD納米復合涂層。?

所述的汽輪機轉子輪槽粗銑刀的制造工藝，包括以下具體步驟：?

（1）毛坯準備：根據銑刀圖紙要求，將刃部加工成具有前端錐度切削刃和后端圓柱狀可修磨部分的毛坯，并預成型刃部周向的螺旋容屑槽，對刃部的前刀面和后刀面留有余量，柄部各尺寸精磨準確，并符合國家標準；

（2）粗磨容屑槽：在刃部表面粗加工出主刃和副刃，為精磨前刀面稍微留些余量，表面光潔度Ra3.2；?

（3）精磨主刃的前刀面：表面光潔度Ra0.4；

（4）粗磨切削刃的第二階部分：使得主刃和副刃第二階后角為12°～15°，表面光潔度Ra3.2；