专利名称：枞树型叶根轮槽加工的复合铣刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种机械制造技术领域的刀具，尤其涉及的是一种用于加工1000MW汽轮机转子揪树型叶根轮槽加工的复合铣刀。
背景技术：
汽轮机制造中转子轮槽的加工一直是生产中的瓶颈，主要表现为加工效率低，精 度不易保证，刀具成本高。轮槽的加工质量及加工效率取决于机床和刀具及其工艺技术。转 子轮槽结构与叶片叶根结构相对应，随单机容量不同而变化，有T型、菌型、叉型和揪树型 等。其中揪树型轮槽结构承载能力高，轮槽两侧齿数可根据离心力大小选择，强度高，适用 性好，对于300MW、600MW和1000MW等大功率机组的汽轮机转子而言，基本采用揪树型轮槽 结构。揪树型轮槽加工方法有逐齿成形铣削法、拉削法、磨削法和滚铣切削法。1000MW汽轮 机转子揪树型轮槽是圆弧槽，只能采用成形铣削加工，因而揪树型叶根轮槽铣刀成为汽轮 机制造行业备受关注的刀具装备技术，直接反映汽轮机转子轮槽加工水平。轮槽铣刀切削 状态比普通铣刀复杂，刀具寿命短，消耗量大，轮槽铣刀的改进往往是推动轮槽加工技术进 步的最直接动力。国内外关于轮槽铣刀的研究主要集中在波形刃口形状和刀具角度改进方 面。经过对现有技术文献的检索发现，中国实用新型专利申请号CN02288215. 4， 名称汽轮机转子叶根槽波刃立铣刀，该技术自述包括刀头、刀柄、切削刃，切削刃为 波刃型，切削刃的长度为比加深槽深尺寸长3 10mm。中国实用新型专利申请号 CN200710050191. 2，名称台阶后刀面转子成型铣刀及其加工工艺，该技术通过对转子轮槽 型线分析，确定该铣刀在正常使用条件下的修磨次数，减少刀具刃磨量，降低转子轮槽铣刀 的加工成本。上述两份文献都涉及到轮槽铣削刀具设计方法与制造工艺，但均针对600MW及以 下等级的汽轮机在制造中涉及的刀具及工艺技术问题。随着单机容量的攀升，对轮槽加工 质量提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种揪树型叶根轮槽加工的复合铣 刀，实现V型粗铣刀、加深铣刀和半精铣刀三刀合一，替代常规V型粗铣刀和半精铣刀切削 功能，从而满足1000MW汽轮机转子的工艺需求。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括柄部和切削部，柄部的末端固 定切削部，所述的切削部上设有螺旋槽和切削刃，螺旋槽螺旋设于切削刃上，切削刃分为三 段，每段轴向截面的面积从柄部起依次按照25%的递减，切削刃上设有波形分屑槽，分屑槽 是同心圆弧凹槽，轴线是铣刀的中心线，切削刃的刃口上设有倒圆。所述的螺旋槽螺旋设于切削刃上，螺旋角大于5°且小于10°。所述的螺旋槽的宽度是切削部宽度的三分之一。
所述的切削部是锥形，锥顶指向刀尖。所述的切削部的前角是10° 15°。所述的切削部是细晶粒粉末冶金高速钢，硬度为HRC65 67。所述的切削刃上覆有富铝多层硬质涂层，涂层的常温硬度大于38Gpa，抗氧化温度高于800°C，涂层结合力高于DIN50103/1HF2水平。所述的倒圆的半径为0. 02 0. 03mm。所述的分屑槽的间距是0. 3 0. 5mm。本发明与现有技术相比具有以下优点由于采用大前角、螺旋槽切削刃，有利于减 少材料变形，降低切削力，便于排屑；铣刀切削刃口倒圆设计，加强刃口强度，避免在大余 量、断续加工条件下切削刃口低强度、低抗冲击性能而产生刃口微崩刃；铣削刃铲磨成波 刃，形成圆弧梯形分屑槽，有利于转子材料切屑断屑与排屑，同时减少刀具与工件的接触面 积，减小切削力，降低切削热，提高刀具寿命；富铝涂层为实现高速高效切削提供保证，其良 好的热稳定性使得切削速度得以大幅度提高，进而提高了生产效率；通过切削刃优化设计， 实现原工艺V型粗铣刀、加深铣刀和半精铣刀三刀合一，完成1000MW超临界汽轮机粗加工 和半精加工，减少工装与换刀时间，切削速度与进给量得到提高，进而提高生产效率，降低 生产成本。
图1是本发明的侧视图；图2是本发明的横截面图；图3是单个切削刃的结构示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。如图1所示，本实施例包括柄部1和切削部2，其中柄部1末端固定切削部2，柄 部ι设有有M16的螺纹孔用于固定切削部2。所述的切削部2上设有四个螺旋槽3和四个切削刃4，其中螺旋槽3螺旋设于切 削刃4上，从切削部2的尖端延伸到柄部1的顶端。如图2所示，切削部2是锥形，锥顶指向刀尖，切削刃4分为三段，每段轴向截面相 似，从柄部1的顶端起截面面积依次按照25%的规律递减。所述的螺旋槽3的宽度是单个切削刃4的宽度的三分之一。所述螺旋槽3的螺旋角是8°，螺旋角存在使实际切削刃4的前角变大，切削过程 变得更轻快，同时采用螺旋槽3使切削刃4逐步切入工件，避免刀具切入瞬时切削力过大， 保证切削过程稳定性。所述的切削刃4上设有波形分屑槽5，分屑槽5是以铣刀中心线为轴线的同心圆弧 凹槽，间距为0. 3 0. 5讓。所述的切削刃4之间的夹角Φ相等，为70°，单个曲线刃之间夹角θ+β =67°。
切削刃4的前角是12°，切削刃4上铲磨设有后刀面6，可保证所加工轮槽尺寸与 形状精度，后刀面6的铲磨量Δ s必须保证。如图3所示，所述的切削刃4的刃口上设有倒圆7，倒圆7的半径是0.02 0. 03mmo所述的切削部2是细晶粒粉末冶金高速钢制成，硬度是HRC65 67。所述的切削刃4上覆有富铝多层硬质涂层，涂层的常温硬度大于38Gpa，抗氧化温 度高于800°C，涂层结合力高于德国标准DIN50103/1HF2水平。本实施例工作时，原工艺完成轮槽粗、半精加工需要三把刀V型粗铣刀、加深铣 刀和半精铣刀，本实施例可实现三刀合一，减少非切削时间约80% ；切削刃4的刃口倒圆强 化、富铝涂层和波形分屑槽5的应用，提高刀具寿命，降低刀具成本约40% ；实现三刀合一， 工序复合的同时实现半精加工高速切削，本实施例完成轮槽半精加工节省时间约30%。
权利要求
一种枞树型叶根轮槽加工的复合铣刀，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设有螺旋槽和切削刃，螺旋槽螺旋设于切削刃上，切削刃分为三段，每段轴向截面的面积从柄部起依次按照25％的递减，切削刃上设有波形分屑槽，分屑槽是同心圆弧凹槽，轴线是铣刀的中心线，切削刃的刃口上设有倒圆。
2.根据权利要求1所述的揪树型叶根轮槽加工的复合铣刀，其特征是，所述的螺旋槽 的螺旋角大于5°且小于10°。
3.根据权利要求1所述的揪树型叶根轮槽加工的复合铣刀，其特征是，所述的分屑槽 的间距是0. 3 0. 5mm。
4.根据权利要求1所述的揪树型叶根轮槽加工的复合铣刀，其特征是，倒圆的半径为 0. 02 0. 03mmο
5.根据权利要求1或2所述的揪树型叶根轮槽加工的复合铣刀，其特征是，所述的螺旋 槽的宽度是切削部宽度的三分之一。
6.根据权利要求1所述的揪树型叶根轮槽加工的复合铣刀，其特征是，所述的切削部 是锥形，锥顶指向刀尖。
7.根据权利要求1或3所述的揪树型叶根轮槽加工的复合铣刀，其特征是，所述的切削 部的前角是10° 15°。
8.根据权利要求1所述的揪树型叶根轮槽加工的复合铣刀，其特征是，所述的切削部 是细晶粒粉末冶金高速钢，硬度为HRC65 67。
9.根据权利要求1所述的揪树型叶根轮槽加工的复合铣刀，其特征是，所述的切削刃 上覆有富铝多层硬质涂层。
全文摘要
一种机械制造技术领域的枞树型叶根轮槽加工的复合铣刀，包括柄部和切削部，其中柄部末端固定切削部，切削部上设有螺旋槽和切削刃，其中螺旋槽螺旋设于切削刃上，螺旋角大于5°且小于10°。通过切削刃优化设计，实现原工艺V型粗铣刀、加深铣刀和半精铣刀三刀合一，完成1000MW超临界汽轮机粗加工和半精加工，减少工装与换刀时间，切削速度与进给量得到提高，进而提高生产效率，降低生产成本。
文档编号B23C5/12GK101804478SQ201010151318
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者刘钢, 励政伟, 安庆龙, 李军利, 陈明 申请人:上海交通大学