CN102862039B - 一种叶根铣刀的加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种叶根铣刀的加工方法，它涉及一种铣刀加工方法，以解决现有对汽轮机叶片叶根型线进行粗、精加工的刀具需要进口后再加工，汽轮机叶片的制造成本高、加工周期长的问题。方法：一、在车床上车削圆柱坯料的外圆、内孔、凹槽及两端面；二、在铣床上铣削铣刀齿：齿数Z＝18、每个齿的前角γ为10°；三、插削加工键槽达图纸尺寸要求；四、粗铲齿背后圆柱坯料制成叶根铣刀坯；五、热处理：将叶根铣刀坯淬硬至HRC63～66；六、平磨叶根铣刀坯两端面至图纸尺寸要求，同时保证凸台的宽度L留磨量0.35mm；七、磨削叶根铣刀坯前刀面达图纸尺寸要求；八、铲磨铣刀凹槽的型线及后角，至此，叶根铣刀加工完毕。本发明用于加工叶根铣刀。

Description

一种叶根铣刀的加工方法
技术领域
本发明涉及一种铣刀加工方法，具体涉及一种叶根铣刀的加工方法。
背景技术
叶根铣刀是加工汽轮机叶片叶根型线的专用刀具，利用该刀具对汽轮机叶片叶根型线进行粗、精加工一次完成，刀具外形如图1所示，由于这种刀具结构复杂、型线精度要求高，齿深精度±0.01mm，型线轮廓度0.03mm。由于叶片叶根型线精度要求很高，进口的刀具不是所有的尺寸都能符合加工汽轮机叶片叶根型线的要求，还需对不符尺寸进行加工，这无疑增加了汽轮机叶片的制造成本和加工周期、降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的是为解决现有对汽轮机叶片叶根型线进行粗、精加工的刀具需要进口后再加工，汽轮机叶片的制造成本高、加工周期长、生产效率的问题，而提供一种叶根铣刀的加工方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述叶根铣刀的加工方法的具体步骤如下：
步骤一、在车床上车削圆柱坯料的外圆、内孔、凹槽及两端面，内孔位于圆柱坯料轴心处，凹槽为圆柱坯料的圆柱表面上的环形槽，车削转速为120r/min、进给量0.25mm/r、切削深度2mm，外圆及两端面均留磨量0.5mm～0.6mm，内孔留磨量0.4mm～0.5mm，凹槽的前端垂直面至铣刀前端面之间形成凸台，凸台的宽度L留磨量0.6mm～0.7mm，用凹槽样板I控制凹槽型线；
步骤二、在铣床上铣削铣刀齿：齿数Z＝18、每个齿的前角γ为8°～12°、铣削转速200r/min、进给量0.15mm/r、切削深度18mm；
步骤三、插削加工键槽达图纸尺寸要求；
步骤四、粗铲齿背，铲齿量K＝6mm；至此，圆柱坯料制成叶根铣刀坯；
步骤五、热处理：将叶根铣刀坯淬硬至HRC63～66，其热处理的工艺为：先将叶根铣刀坯预热500℃～600℃，保持2小时，然后将叶根铣刀坯放入中温炉中加热800℃～900℃，保持16分钟，再将叶根铣刀坯放入高温炉中加热1200℃～1300℃，保持8分钟，再将叶根铣刀坯放入550℃～650℃的等温炉中保温16分钟，最后将叶根铣刀坯放入回火炉中进行二次回火处理，先将回火炉的温度升为500℃～600℃，保持2小时，再将回火炉的温度升为500℃～600℃，保持2小时；
步骤六、平磨叶根铣刀坯两端面至图纸尺寸要求，同时保证凸台的宽度L留磨量0.31mm～0.4mm，内圆磨叶根铣刀坯内孔达图纸尺寸要求；
步骤七、磨削叶根铣刀坯前刀面达图纸尺寸要求；
步骤八、铲磨铣刀凹槽的型线及后角，铲磨量K＝5mm，其铲磨方法如下：
①、铲磨叶根铣刀坯外圆达图纸尺寸要求。
②、铲磨凹槽的槽根：凹槽的前端面与叶根铣刀坯轴线垂直，凹槽的后端面为由里向外、由前向后倾斜的斜面，斜面的斜度为45°，凹槽4的深度为h，用凹槽样板II控制凹槽的铲磨型线深度h；
③、用凹槽样板III控制铲磨凹槽的宽度，铲磨凹槽的前端面和斜面，本工序加工应保证凸台的宽度L留磨量0.2mm～0.3mm；
④、磨削叶根铣刀坯前端端面至凸台的宽度L达到图纸尺寸要求，用凹槽样板IV控制凹槽的整体型线；
⑤、铲磨凸台两侧的圆角R及铣刀侧刃；
至此，叶根铣刀加工完毕。
本发明的有益效果是：
本发明由于采用合理的切削余量分配，利用多块凹槽样板严格控制了叶根铣刀各型线尺寸，利用该方法加工的叶根铣刀，齿深精度保证在±0.01mm，型线轮廓度在0.02mm以内。利用本发明的方法加工的叶根铣刀，降低了汽轮机叶片的制造成本、缩短了加工周期、提高了生产效率。
附图说明
图1是叶根铣刀的整体结构主剖视图，图2是图1的左视图，图3是凹槽样板I的主视图，图4是具体实施方式一的步骤一中采用凹槽样板I对凹槽4进行检测的示意图，图5是凹槽样板II的主视图，图6是具体实施方式一的步骤八中采用凹槽样板II对凹槽4进行检测的示意图，图7是凹槽样板III的主视图，图8是具体实施方式一的步骤八中采用凹槽样板III对凹槽4进行检测的示意图，图9是凹槽样板IV的主视图，图10是具体实施方式一的步骤八中采用凹槽样板IV对凹槽4进行检测的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图10说明本实施方式，本实施方式的叶根铣刀的加工方法如下：
步骤一、在车床上车削圆柱坯料的外圆1、内孔2、凹槽4及两端面3，内孔2位于圆柱坯料轴心处，凹槽4为圆柱坯料的圆柱表面上的环形槽，车削转速为120r/min、进给量0.25mm/r、切削深度2mm，外圆1及两端面3均留磨量0.5mm～0.6mm，内孔2留磨量0.4mm～0.5mm，凹槽4的前端垂直面至铣刀前端面之间形成凸台9，凸台9的宽度L留磨量0.6mm～0.7mm，用凹槽样板I控制凹槽4型线；
步骤二、在铣床上铣削铣刀齿：齿数Z＝18、每个齿的前角γ为8°～12°、铣削转速200r/min、进给量0.15mm/r、切削深度18mm；
步骤三、插削加工键槽5达图纸尺寸要求；
步骤四、粗铲齿背，铲齿量K＝6mm；至此，圆柱坯料制成叶根铣刀坯；
步骤五、热处理：将叶根铣刀坯淬硬至HRC63～66，其热处理的工艺为：先将叶根铣刀坯预热500℃～600℃，保持2小时，然后将叶根铣刀坯放入中温炉中加热800℃～900℃，保持16分钟，再将叶根铣刀坯放入高温炉中加热1200℃～1300℃，保持8分钟，再将叶根铣刀坯放入550℃～650℃的等温炉中保温16分钟，最后将叶根铣刀坯放入回火炉中进行二次回火处理，先将回火炉的温度升为500℃～600℃，保持2小时，再将回火炉的温度升为500℃～600℃，保持2小时；
步骤六、平磨叶根铣刀坯两端面3至图纸尺寸要求，同时保证凸台9的宽度L留磨量0.31mm～0.4mm，内圆磨叶根铣刀坯内孔2达图纸尺寸要求；
步骤七、磨削叶根铣刀坯前刀面6达图纸尺寸要求；
步骤八、铲磨铣刀凹槽4的型线及后角，铲磨量K＝5mm，其铲磨方法如下：
①、铲磨叶根铣刀坯外圆1达图纸尺寸要求。
②、铲磨凹槽4的槽根：凹槽4的前端面与叶根铣刀坯轴线垂直，凹槽4的后端面为由里向外、由前向后倾斜的斜面4-1，斜面4-1的斜度为45°，凹槽4的深度为h，用凹槽样板II控制凹槽4的铲磨型线深度h；
③、用凹槽样板III控制铲磨凹槽4的宽度，铲磨凹槽4的前端面和斜面4-1，本工序加工应保证凸台9的宽度L留磨量0.2mm～0.3mm；
④、磨削叶根铣刀坯前端端面3(即磨削A面)至凸台9的宽度L达到图纸尺寸要求，用凹槽样板IV控制凹槽4的整体型线；
⑤、铲磨凸台9两侧的圆角R及铣刀侧刃10；
至此，叶根铣刀加工完毕。可在铣刀的端面处标记图号。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的步骤二中每个齿的前角γ为10°。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式的步骤五中的热处理的工艺为：先将铣刀预热550℃，保持2小时，然后将铣刀放入中温炉中加热850℃，保持16分钟，再将铣刀放入高温炉中加热1240℃，保持8分钟，再将铣刀放入600℃的等温炉中保温16分钟，最后将铣刀放入回火炉中进行二次回火处理，先将回火炉的温度升为550℃，保持2小时，再将回火炉的温度升为550℃，保持2小时；其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤六中凸台9的宽度L留磨量0.35mm。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤八的(3)中保证凸台9的宽度L留磨量0.25mm。其它步骤与具体实施方式一相同。
应用实例：现以船用汽轮机Y495.170.010型号汽轮机叶片叶根型线的专用铣刀为例：其铣刀的外圆为φ140、宽度为52。
步骤一、在车床上车削圆柱坯料的外圆1、内孔2、凹槽4及两端面3，其尺寸：外圆1为φ140.5、内孔2为φ39.5、凸台9的宽度L为24.1mm，凹槽4的深度为h为7±0.02mm，凹槽4的型线用凹槽样板I控制，凹槽样板I的尺寸见图3和图4，车削转速为120r/min、进给量0.25mm/r、切削深度2mm；
步骤二、在铣床上铣削铣刀齿：齿数Z＝18、每个齿的前角γ为10°，铣削转速200r/min、进给量0.15mm/r、切削深度18mm；
步骤三、插削加工键槽5的宽度为100 -0.2、高度43.50 0+0.62；
步骤四、粗铲齿背，铲齿量K＝6mm；至此，圆柱坯料制成叶根铣刀坯；
步骤五、热处理：将叶根铣刀坯淬硬至HRC65，其热处理的工艺为：先将叶根铣刀坯预热550℃，保持2小时，然后将叶根铣刀坯放入中温炉中加热850℃，保持16分钟，再将叶根铣刀坯放入高温炉中加热1240℃，保持8分钟，再将叶根铣刀坯放入600℃的等温炉中保温16分钟，最后将叶根铣刀坯放入回火炉中进行二次回火处理，先将回火炉的温度升为550℃，保持2小时，再将回火炉的温度升为550℃，保持2小时；
步骤六、平磨叶根铣刀坯两端面3的宽度达52mm，保证凸台9的宽度L为23.9mm；内圆磨叶根铣刀坯内孔2为φ400 +0.02；
步骤七、磨削叶根铣刀坯前刀面6，每个齿的前角γ为10°；
步骤八、铲磨铣刀凹槽4的型线，铲磨量K＝5mm，其铲磨方法如下：
①、铲磨叶根铣刀坯外圆1达φ140；
②、铲磨凹槽4的槽根：凹槽4的前端面与叶根铣刀坯轴线垂直，凹槽4的后端面为由里向外、由前向后倾斜的斜面4-1，斜面4-1的斜度为45°，用凹槽样板II控制凹槽4的铲磨型线深度h达7.108±0.01，凹槽样板II的尺寸见图5和图6；
③、用凹槽样板III控制铲磨凹槽4的宽度，铲磨凹槽4的前端面和斜面4-1，凹槽样板III的尺寸见图7和图8，本工序加工应保证凸台9的宽度L为23.7mm；
④、磨削叶根铣刀坯前端端面3(即A面)，用凹槽样板IV控制凸台9的宽度L为23.5mm，凹槽样板IV的尺寸见图9和图10，用凹槽样板IV检查整体凹槽4的型线；
⑤、铲磨凸台9两侧的圆角R为1mm及铣刀侧刃10，将侧刃的侧角磨削为3°；
至此船用汽轮机Y495.170.010型号汽轮机叶片叶根型线的专用铣刀加工完毕。

Claims (5)

1.一种叶根铣刀的加工方法，其特征在于：所述叶根铣刀的加工方法的具体步骤如下：
步骤一、在车床上车削圆柱坯料的外圆（1）、内孔（2）、凹槽（4）及两端面（3），内孔（2）位于圆柱坯料轴心处，凹槽（4）为圆柱坯料的圆柱表面上的环形槽，车削转速为120r/min、进给量0.25mm/r、切削深度2mm，外圆（1）及两端面（3）均留磨量0.5mm～0.6mm，内孔（2）留磨量0.4mm～0.5mm，凹槽（4）的前端垂直面至铣刀前端面之间形成凸台（9），凸台（9）的宽度L留磨量0.6mm～0.7mm，用凹槽样板Ⅰ控制凹槽（4）型线；
步骤二、在铣床上铣削铣刀齿：齿数Z=18、每个齿的前角γ为8°～12°、铣削转速200r/min、进给量0.15mm/r、切削深度18mm；
步骤三、插削加工键槽（5）达图纸尺寸要求；
步骤四、粗铲齿背，铲齿量K=6mm；至此，圆柱坯料制成叶根铣刀坯；
步骤五、热处理：将叶根铣刀坯淬硬至HRC63～66，其热处理的工艺为：先将叶根铣刀坯预热500℃～600℃，保持2小时，然后将叶根铣刀坯放入中温炉中加热800℃～900℃，保持16分钟，再将叶根铣刀坯放入高温炉中加热1200℃～1300℃，保持8分钟，再将叶根铣刀坯放入550℃～650℃的等温炉中保温16分钟，最后将叶根铣刀坯放入回火炉中进行二次回火处理，先将回火炉的温度升为500℃～600℃，保持2小时，再将回火炉的温度升为500℃～600℃，保持2小时；
步骤六、平磨叶根铣刀坯两端面（3）至图纸尺寸要求，同时保证凸台（9）的宽度L留磨量0.31mm～0.4mm，内圆磨叶根铣刀坯内孔（2）达图纸尺寸要求；
步骤七、磨削叶根铣刀坯前刀面（6）达图纸尺寸要求；
步骤八、铲磨叶根铣刀坯凹槽（4）的型线及后角，铲磨量K=5mm，其铲磨方法如下：
①、铲磨叶根铣刀坯外圆（1）达图纸尺寸要求；
②、铲磨凹槽（4）的槽根：凹槽（4）的前端面与叶根铣刀坯轴线垂直，凹槽（4）的后端面为由里向外、由前向后倾斜的斜面（4-1），斜面（4-1）的斜度为45°，凹槽（4）的深度为h，用凹槽样板Ⅱ控制凹槽（4）的铲磨型线深度h；
③、用凹槽样板Ⅲ控制铲磨凹槽（4）的宽度，铲磨凹槽（4）的前端面和斜面（4-1），本工序加工应保证凸台（9）的宽度L留磨量0.2mm～0.3mm；
④、磨削叶根铣刀坯前端端面（3）至凸台（9）的宽度L达到图纸尺寸要求，用凹槽样板Ⅳ控制凹槽（4）的整体型线；
⑤、铲磨凸台（9）两侧的圆角R及铣刀侧刃（10）；
至此，叶根铣刀加工完毕。
2.根据权利要求1所述一种叶根铣刀的加工方法，其特征在于：所述步骤二中每个齿的前角γ为10°。
3.根据权利要求1所述一种叶根铣刀的加工方法，其特征在于：所述步骤五中的热处理的工艺为：先将铣刀预热550℃，保持2小时，然后将铣刀放入中温炉中加热850℃，保持16分钟，再将铣刀放入高温炉中加热1240℃，保持8分钟，再将铣刀放入600℃的等温炉中保温16分钟，最后将铣刀放入回火炉中进行二次回火处理，先将回火炉的温度升为550℃，保持2小时，再将回火炉的温度升为550℃，保持2小时。
4.根据权利要求1所述一种叶根铣刀的加工方法，其特征在于：所述步骤六中凸台（9）的宽度L留磨量0.35mm。
5.根据权利要求1所述一种叶根铣刀的加工方法，其特征在于：所述步骤八的③中保证凸台（9）的宽度L留磨量0.25mm。
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