一种用于轮盘窄槽拉削硬质合金刀片的制作方法

1.本发明涉及一种轮盘窄槽拉削硬质合金刀片，尤其是一种用于燃气轮机高温合金轮盘窄槽拉削硬质合金刀片，属于燃气轮机加工技术领域。


背景技术：

2.随着科学技术不断发展进步，以及国家对燃气轮机发展战略规划和清洁能源发展需求，燃气轮机技术参数不断提高，其透平轮盘作为关键高温部件，为了适应高参数需求，已经使用整体高温合金材料制造。为实现高效、高质量加工，通常采用拉削方式对轮盘槽进行加工。但因材料为高温合金，高速钢拉刀以及无法满足拉削效率需求，于是进行拉硬质合金刀片式拉刀研制。宽槽使用硬质合金刀片式拉刀，刀片安装、压紧、刀体制造相对可靠。但轮盘底部槽不仅槽相对较深，且有宽度不超过6mm的槽加工，对此类槽拉削，使用螺钉压紧式硬质合金刀片式拉刀，刀体、刀片强度难以满足要求。因此需要研发新结构窄槽拉刀片，配合窄槽拉刀体使用，使之既能满足拉刀刀片强度要求，也能满足燃气轮机窄槽高效拉削需求。


技术实现要素：

3.本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于轮盘窄槽拉削硬质合金刀片，本发明既能配合窄槽拉刀体使用，满足拉刀刀片强度要求，也能满足燃气轮机窄槽高效拉削需求。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.一种用于轮盘窄槽拉削硬质合金刀片，包括一体成型的刀片头部和刀片座，所述刀片头部设置用于切削的刀片刃口，所述刀片座设置用于刀片安装定位的定位槽；
6.所述刀片的主后角α为25
±
0.1
°
，侧刃角β为4
±
0.1
°
，侧后角γ为3
±
0.1
°
，刀片的刀尖圆角半径r1为0.4
±
0.01mm。
7.在本发明中，所应用的领域仅限于刀片的宽度≤6mm，用于宽度不超过6mm的槽加工，通过定位槽与拉刀体安装定位，通过刀片刃口进行槽的拉削。设置刀片的主后角α为25
±
0.1
°
，侧刃角β为4
±
0.1
°
，侧后角γ为3
±
0.1
°
，刀片的刀尖圆角半径r1为0.4
±
0.01mm，能够满足拉刀刀片强度要求，也能满足燃气轮机窄槽高效拉削需求。
8.在本发明中主后角设置为25
±
0.1
°
时，可减小对加工材料挤压，减小加工硬化，同时能够增强刀片强度，提升刃口抗蹦刃性，保证刀片的使用寿命。
9.作为优选，所述刀片刃口的钝化半径r2为0.008
‑
0.015mm。
10.在上述方案中，刀片刃口的钝化半径越小刀片越锋利，但相应的刀片刃口的强度越低易损坏，将刀片刃口的钝化半径r2设置为0.008
‑
0.015mm，既能保证刀片的锋利度，又能保证刀片刃口的强度，保证使用寿命。
11.作为优选，所述刀片刃口为圆弧形的刀片刃口。
12.在上述方案中，将刀片刃口的形状设置为圆弧形，而非直线的刀片刃口，将刀片刃
口设置为圆弧形能够在满足拉削槽精度要求的同时，提高刀片刃口的强度，拉削过程中有利于提高刀片刃口的使用寿命。
13.作为优选，所述刀片刃口的半径r3为100
±
0.5mm。
14.在上述方案中，将刀片刃口的半径限定在100
±
0.5mm，才能保证加工精度的同时，提高刀片刃口的强度。如果刀片刃口的半径过小，则刀片刃口的圆弧弧度过大，不利于加工精度；如果刀片刃口的半径过大，则刀片刃口趋近于直线形，起不到增强刀片刃口强度的作用。
15.作为优选，所述定位槽包括分别设置于刀片上下端的上定位槽和下定位槽。
16.在上述方案中，通过设置上定位槽用于将刀片压紧在拉刀体上，设置下定位槽用于刀片和拉刀体之间安装定位。
17.作为优选，所述上定位槽在长度方向上呈多段式排布。
18.在上述方案中，上定位槽的第一段水平，第二段与水平方向具有夹角，下一段比上一段的夹角更大；在压紧刀片时，除给与向下的压力外，还能给与斜向下的压力，使刀片更稳固的安装。
19.作为优选，所述下定位槽在长度方向上呈圆弧形，作为优选，下定位槽的圆弧形半径r4＝32
±
0.01mm。
20.在上述方案中，设置圆弧形的下定位槽与拉刀体配合，能够保证将刀片顺滑的装入拉刀体，同时，将刀片与拉刀体压紧后，圆弧形下定位槽能够保证刀片不会沿装入或取出方向窜动，从而保证整体的稳定性。
21.进一步的，所述定位槽在宽度方向上呈中间深两边浅的结构。
22.在上述方向上，避免刀片会在宽度方向上移动。
23.作为优选，所述刀片座的宽度小于刀片头部的宽度。
24.作为优选，所述刀片头部的宽度为w1，刀片座的宽度为w2，其中w1
‑
w2＝2
±
0.1mm，w1≤6mm。
25.在上述方案中刀片座的宽度小于刀片头部的宽度，能够避免刀片座干涉排屑，需要说明的是刀片头部的宽度w1是指，刀片头部上宽度最宽处的宽度。
26.作为优选，所述刀片刃口的宽度为w2+0.3至w1
‑
0.3。
27.在上述方案中，刀片刃口的宽度可按照需求，在w2+0.3到w1
‑
0.3范围内磨制，使刀片适用于性广。
28.作为优选，所述刀片的长度为12.2
±
0.005mm。
29.作为优选，所述刀片的材质为硬质合金。
30.本发明的一种用于轮盘窄槽拉削硬质合金刀片，通过设置合适的刀片的主后角、侧刃角和侧后角等角度，在保证刀片宽度小于等于6的情况下，配合窄槽拉刀体使用，既能满足刀片强度要求，也能满足燃气轮机窄槽高效拉削需求。
31.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
32.1、能够在轮盘上加工宽度不超过6mm的槽；
33.2、能够满足刀片的强度要求。
附图说明
34.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
35.图1
‑
2是刀片的结构示意图；
36.图3是刀片的后角示意图；
37.图4是刀片的侧刃角示意图；
38.图5是刀片的侧后角示意图；
39.图6是刀片刃口的圆弧示意图；
40.图7是刀片安装取出示意图。
41.图中标记：1
‑
刀片头部、2
‑
刀片座、11
‑
刀片刃口、21a
‑
上定位槽、21b
‑
下定位槽。
具体实施方式
42.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
43.本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
44.如图1
‑
2所示，本实施例的一种用于轮盘窄槽拉削硬质合金刀片，包括材质为硬质合金并一体成型的刀片头部1和刀片座2，刀片头部1设置用于切削的刀片刃口11，刀片座2设置用于刀片安装定位的上定位槽21a和下定位槽21b，刀片的总长为12.2mm，刀片头部1的宽度为6mm。
45.如图3
‑
5所示，刀片的主后角α为25
°
，侧刃角β为4
°
，侧后角γ为3
°
，刀片的刀尖圆角半径r1为0.4mm。
46.在本实施例中，根据拉削的材质为高温合并依据拉刀齿升量，将刀片的主后角，侧刃角和侧后角等角度设置为本实施例的角度，可减小对加工材料挤压，减小加工硬化，同时能够增强刀片强度，提升刃口抗蹦刃性，保证刀片的使用寿命。通过设置上定位槽21a用于将刀片压紧在拉刀体上，设置下定位槽21b用于刀片和拉刀体之间安装定位。
47.在本实施例中，用于加工宽度不超过6mm的槽，通过上定位槽21a、下定位槽21b与拉刀体安装定位，通过刀片刃口11进行槽的拉削，能够满足拉刀刀片强度要求，也能满足燃气轮机窄槽高效拉削需求。
48.当然在其他实施例中，刀片的长度可以有0.005mm的误差范围，刀片的主后角α可以有0.1
°
的误差范围，侧刃角β可以有0.1
°
的误差范围，侧后角γ可以有的0.1
°
的误差范围内，刀片的刀尖圆角半径r1可以有0.01mm的误差范围；在误差范围内实施的其他实施例，同样能够达到实施例1的有益技术效果。同样为保证刀片强度，刀片头部1的宽度不宜小于4mm。
49.作为实施例1的进一步可选方式，在其他实施例中，刀片刃口11的钝化半径r2为0.008
‑
0.015mm，既能保证刀片的锋利度，又能保证刀片刃口11的强度，保证刀片使用寿命。
50.作为上述实施例的进一步可选方式，如图6所示，在其他实施例中，刀片刃口11为圆弧形的刀片刃口11，能够在满足拉削槽精度要求的同时，提高刀片刃口11的强度，有利于提高刀片刃口11的使用寿命。
51.作为上述实施例的进一步可选方式，在其他实施例中，刀片刃口11的半径r3为100
±
0.5mm，才能保证加工精度的同时，提高刀片刃口11的强度。如果刀片刃口11的半径过小，则刀片刃口11的圆弧弧度过大，不利于加工精度；如果刀片刃口11的半径过大，则刀片刃口11趋近于直线形，起不到增强刀片刃口11强度的作用。
52.作为上述实施例的进一步可选方式，在其他实施例中，如图7所示，下定位槽21b在长度方向上呈圆弧形，下定位槽21b的圆弧形半径r4＝32
±
0.01mm，设置圆弧形的下定位槽21b与拉刀体配合，如图7所示，能够保证将刀片顺滑的装入拉刀体，同时，将刀片与拉刀体压紧后，圆弧形下定位槽21b能够保证刀片不会沿装入或取出方向窜动，从而保证整体的稳定性；上定位槽21a在长度方向上呈多段式排布，上定位槽21a的第一段水平，第二段与水平方向具有夹角，下一段比上一段的夹角更大，从而在压紧刀片时，除给与向下的压力外，还能给与斜向下的压力，配合弧形下定位槽21b使用使刀片更稳固。
53.作为上述实施例的进一步可选方式，在其他实施例中，定位槽在宽度方向上呈中间深两边浅的结构，避免刀片会在宽度方向上移动。
54.作为上述实施例的进一步可选方式，在其他实施例中，刀片座2的宽度小于刀片头部1的宽度，刀片头部1的宽度为w1，刀片座2的宽度为w2，其中w1
‑
w2＝2
±
0.1mm，w1≤6mm；刀片座2的宽度小于刀片头部1的宽度，能够避免刀片座2干涉排屑。
55.作为上述实施例的进一步可选方式，在其他实施例中，刀片刃口11的宽度为w2+0.3至w1
‑
0.3，刀片刃口11的宽度可按照需求，在w2+0.3到w1
‑
0.3范围内磨制，使刀片适用于性广。
56.综上所述，采用本发明的一种用于轮盘窄槽拉削硬质合金刀片，既能满足刀片强度要求，也能满足燃气轮机窄槽高效拉削需求。
57.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。