一种利用硬质合金刀具加工汽轮机转子型线槽形的方法与流程

本发明涉及一种用铣刀加工转子轮槽的方法，具体涉及一种利用硬质合金刀具加工汽轮机转子型线槽形的方法。

背景技术：

汽轮机转子轮槽的加工是汽轮机制造行业最为重要的一环，汽轮机转子为回转轮廓结构，转子上加工的轮槽是特殊槽形，槽形在转子上均匀分布，所述槽形不能够一次加工完成，需要用三把铣刀逐一加工才能成形，三把铣刀分别为粗铣刀、半精铣刀和精铣刀，三把铣刀在铣削中担任着不同的任务。现有的汽轮机转子轮槽的加工采用高速钢铣刀，存在铣刀的转速与进给量均偏低，导致汽轮机转子轮槽的加工效率低，且刀具寿命短，换刀时间长的问题。进而提供一种利用硬质合金刀具加工汽轮机转子型线槽形的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有的汽轮机转子轮槽的加工采用高速钢铣刀，存在铣刀的转速与进给量均偏低，导致汽轮机转子轮槽的加工效率低，且刀具寿命短，换刀时间长的问题。进而提供一种利用硬质合金刀具加工汽轮机转子型线槽形的方法。

本发明的技术方案是：

一种利用硬质合金刀具加工汽轮机转子型线槽形的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、转子的装夹：

将外圆跳动小于0.012mm的转子装夹在机床上；

步骤二、找到加工的基准点：

将精铣刀装夹在机床夹套上，使精铣刀端面与转子外圆接触无间隙，此时机床上显示的坐标点作为加工槽形的基准点；

步骤三、粗铣转子的第一槽形：

取下精铣刀，将粗铣刀装夹在机床夹套上，粗铣刀加工出第一槽形，粗铣刀的切削参数为：转速550r/min～600r/min，进给量55mm/min～60mm/min；

步骤四、检测第一槽形：

当粗铣刀加工完成转子一圈中最后一个第一槽形之后，取下粗铣刀，将锥度检测棒装夹到机床夹套上，锥度检测棒对准转子上粗铣刀加工的第一个第一槽形，当锥度检测棒的锥度外圆与粗铣刀加工的第一个第一槽形上下间隙不一致时，说明机床加工转子轮槽分布不均匀，则需要调整机床分度系统，直至锥度检测棒的锥度外圆与粗铣刀加工的第一个第一槽形上下间隙一致为止；如果锥度检测棒的锥度外圆与粗铣刀加工的第一个第一槽形上下间隙一致，则机床的分度系统不用调整；

步骤五、半精铣转子的第二槽形：

取下粗铣刀，将半精铣刀装夹在机床夹套上，半精铣刀在转子上加工出第二槽形，半精铣刀的切削参数为：转速610r/min～620r/min，进给量64mm/min～65mm/min；

步骤六、检测第二槽形：

使用锥度检测棒检测第二槽形，检测过程与步骤四一致；

步骤七、精铣转子的第三槽形：

取下半精铣刀，将精铣刀装夹在机床夹套上，精铣刀在转子上加工出第三槽形，精铣刀的切削参数为：转速600r/min～620r/min，进给量63mm/min～65mm/min；

步骤八、检测第三槽形：

当精铣刀加工完成第三槽形后用检测样柱检测第三槽形是否准确,如检测样柱与第三槽形完全匹配,则第三槽形的加工尺寸合格,如果检测样柱与第三槽形未完全匹配,计算检测样柱与第三槽形之间的间隙,然后继续加工第三槽形,直到检测样柱与第三槽形完全匹配,至此,完成对型线槽形的加工。

进一步地，步骤三中的粗铣刀的切削参数为：转速575r/min，进给量57.5mm/min。

进一步地，步骤五中的半精铣刀的切削参数为：转速615r/min，进给量64.5mm/min。

进一步地，步骤七中的精铣刀的切削参数为：转速610r/min，进给量64mm/min。

进一步地，粗铣刀、半精铣刀和精铣刀均为整体硬质合金轮槽铣刀。

进一步地，锥度测检棒与第二槽形之间设有间隙。

进一步地，第一槽形为锥度槽形。

进一步地，第三槽形为转子轮槽加工的最后轮廓。

进一步地，第二槽形的轮廓比第三槽形的轮廓小0.30mm。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明的粗铣刀、半精铣刀和精铣刀3均为整体硬质合金轮槽铣刀，整体硬质合金粗铣刀与传统的高速钢粗铣刀相比，转速与进给量都有所提高，加工效率提高了20％以上，刀具寿命延长了1倍以上。

2、整体硬质合金半精铣刀与传统的高速钢半精铣刀相比，转速与进给量都明显提高，并且节约了换刀时间，加工效率提高了50％以上，刀具寿命延长了2倍以上。

3、整体硬质合金精铣刀3与传统的高速钢精铣刀相比，转速与进给量都显著提高，并且节约了换刀时间，加工效率提高了70％以上，刀具寿命延长了3倍以上。

4、与传统的汽轮机转子轮槽的加工相比较，本发明使用锥度检测棒4检测第一槽形6-4和第二槽形6-3，利用锥度检测棒4对加工轮槽进行检测，能够保证轮槽在转子上均匀的分布。

附图说明

图1是转子轮槽的结构示意图；

图2是精铣刀3对刀的结构示意图；

图3是粗铣刀加工出第一槽形6-2的结构示意图；

图4是半精铣刀加工出第二槽形6-3的结构示意图；

图5是图4在A处的结构放大图；

图6是精铣刀3加工出第三槽形6-4的结构示意图；

图7是锥度检棒检测转子轮槽分度情况的结构示意图；

图8是图7在B处的结构放大图；

图9是检测样柱5检测第三槽形6-4的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式的一种利用硬质合金刀具加工汽轮机转子型线槽形的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、转子6的装夹：

将外圆跳动小于0.012mm的转子6装夹在机床上；

步骤二、找到加工的基准点：

将精铣刀3装夹在机床夹套7上，使精铣刀端面3-1与转子外圆6-1接触无间隙，此时机床上显示的坐标点作为加工槽形的基准点；

步骤三、粗铣转子6的第一槽形6-2：

取下精铣刀3，将粗铣刀装夹在机床夹套7上，粗铣刀加工出第一槽形6-2，粗铣刀的切削参数为：转速550r/min～600r/min，进给量55mm/min～60mm/min；

步骤四、检测第一槽形6-2：

当粗铣刀加工完成转子6一圈中最后一个第一槽形6-2之后，取下粗铣刀，将锥度检测棒4装夹到机床夹套7上，锥度检测棒4对准转子6上粗铣刀加工的第一个第一槽形6-2，当锥度检测棒4的锥度外圆与粗铣刀加工的第一个第一槽形6-2上下间隙不一致时，说明机床加工转子6轮槽分布不均匀，则需要调整机床分度系统，直至锥度检测棒4的锥度外圆与粗铣刀加工的第一个第一槽形6-2上下间隙一致为止；如果锥度检测棒4的锥度外圆与粗铣刀加工的第一个第一槽形6-2上下间隙一致，则机床的分度系统不用调整；

步骤五、半精铣转子6的第二槽形6-3：

取下粗铣刀，将半精铣刀装夹在机床夹套7上，半精铣刀在转子6上加工出第二槽形6-3，半精铣刀的切削参数为：转速610r/min～620r/min，进给量64mm/min～65mm/min；

步骤六、检测第二槽形6-3：

使用锥度检测棒4检测第二槽形6-3，检测过程与步骤四一致；

步骤七、精铣转子6的第三槽形6-4：

取下半精铣刀，将精铣刀3装夹在机床夹套7上，精铣刀3在转子6上加工出第三槽形6-4，精铣刀3的切削参数为：转速600r/min～620r/min，进给量63mm/min～65mm/min；

步骤八、检测第三槽形6-4：

当精铣刀3加工完成第三槽形6-4后用检测样柱5检测第三槽形6-4是否准确,如检测样柱5与第三槽形6-4完全匹配,则第三槽形6-4的加工尺寸合格,如果检测样柱5与第三槽形6-4未完全匹配,计算检测样柱5与第三槽形6-4之间的间隙,然后继续加工第三槽形6-4,直到检测样柱5与第三槽形6-4完全匹配,至此,完成对型线槽形的加工。

具体实施方式二：结合图3说明本实施方式，本实施方式的步骤三中的粗铣刀的切削参数为：转速575r/min，进给量57.5mm/min。如此设置，粗铣刀为整体硬质合金铣刀，粗铣刀顺利加工出第一槽形6-2，整体硬质合金铣刀与高速钢铣刀相比，转速与进给量都有所提高，加工效率提高了20％以上，刀具寿命延长1倍。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的步骤五中的半精铣刀的切削参数为：转速615r/min，进给量64.5mm/min。如此设置，半精铣刀为整体硬质合金铣刀，半精铣刀加工出第二槽形6-3，整体硬质合金铣刀与高速钢铣刀相比，转速与进给量都明显提高，并且节约了换刀时间，加工效率提高了50％以上，刀具寿命延长2倍以上。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1至图3和图5说明本实施方式，本实施方式的步骤七中的精铣刀3的切削参数为：转速610r/min，进给量64mm/min。如此设置，精铣刀3为整体硬质合金铣刀，精铣刀3顺利加工出第三槽形6-4，整体硬质合金铣刀与高速钢铣刀相比，转速与进给量都显著提高，并且节约了换刀时间，加工效率提高了70％以上，刀具寿命延长3倍。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式的粗铣刀、半精铣刀和精铣刀3均为整体硬质合金轮槽铣刀。如此设置，有效地提高了刀具的转速和进给量，且节约了换刀时间，加工效率提高了20％以上，刀具寿命了1倍以上。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图4、图7和图8说明本实施方式，本实施方式的锥度测检棒4与第二槽形6-3之间设有间隙6-5。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图3说明本实施方式，本实施方式的第一槽形6-2为锥度槽形。如此设置，锥度槽形有利于半精铣刀在转子6上加工出第二槽形6-3。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图1图6和图9说明本实施方式，本实施方式的第三槽形6-4为转子轮槽加工的最后轮廓。如此设置，能够满足转子6轮槽的加工要求。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式九：结合图5说明本实施方式，本实施方式的第二槽形6-3的轮廓比第三槽形6-4的轮廓小0.30mm。如此设置，第二槽形6-3为第三槽形6-4提供加工余量。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。