CN110977019A - 燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加工刀具领域，旨在解决现有拉刀加工难度大、使用成本高的问题，提供一种燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其包括刀体，所述刀体上设有成排的多个刀片槽；各个所述刀片槽内依次叠设有垫片和刀片；所述刀片和所述垫片均与所述刀体相对固定，且所述垫片垫设于所述刀片之下；成排的所述刀片槽内的各垫片的厚度值依次增加，且各相邻垫片的厚度值的增加量恒定为设定的拉刀齿升量。本发明的有益效果是刀体使用寿命长、加工难度小成本低。

Description

燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀

技术领域

本发明涉及加工刀具领域，具体而言，涉及燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀。

背景技术

燃气机轮盘作为关键高温部件，制造难度大，其槽通常采用拉削方式进行加工：拉刀向下直线运动，刃口在轮盘上切出与刃口形状、结构尺寸一致的槽。轮盘槽拉削加工的关键工具之一就是拉刀，目前，由于技术发展限制和拉刀制造难度、精度等要求，拉刀普遍采用整体高速钢拉刀，将拉刀刃口磨制成需求型线，实现具有复杂型线结构的轮槽高精度成型加工。

高速钢拉刀拉削轮盘槽的精度高，但存在如下问题：(1)拉削速度相对较低，因高速钢切削性能限制，拉削速度较低，高效的拉床性能并未得到充分发挥；(2)刃口磨损后，修磨刃口技术难度大、周期长等不利因素；(3)高速钢材料种类有限，且整体高速成套拉刀价格昂贵，刀具材料不易根据需求更换；(4)刀具耐磨性即每次刃磨后的使用寿命较低，尤其是拉削高强度钢、高温合金材料，高速钢拉刀使用寿命难以满足使用要求。

发明内容

本发明旨在提供一种燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，以解决现有拉刀加工难度大、使用成本高的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其包括刀体，所述刀体上设有成排的多个刀片槽；各个所述刀片槽内依次叠设有垫片和刀片；所述刀片和所述垫片均与所述刀体相对固定，且所述垫片垫设于所述刀片之下；成排的所述刀片槽内的各垫片的厚度值依次增加，且各相邻垫片的厚度值的增加量恒定为设定的拉刀齿升量。

本实施例燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀能够很好地适用于在加工尺寸精度要求相对较低的粗拉削加工中。因刀片槽空间小，且为半封闭式，难以使用磨削等精密加工方法；而使用铣削、电火花等相对磨削精度低一级的加工方式，难以满足拉刀对齿升量精密控制的要求。本实施例中，通过刀体、垫片、刀片及垫片厚度控制方式的设置，有效将拉刀齿升量的精度转移垫片厚度值的控制上，而垫片结构简单，并可单独磨削加工，加工精度容易控制，有效降低刀体制造难度。另外，因垫片可单独热处理，其热处理硬度可比刀体高，能有效提高因拉削力作用在刀片槽上的压强，延长刀体使用寿命。

在一种实施方式中：

所述刀片具有至少两条切削刃。通过设置更多的切削刃，可在其中一条切削刃磨损后换用其他的切削刃，以提高刀片的整体使用寿命。

在一种实施方式中：

所述刀体顶部的横断面呈等腰梯形，在梯形的两腰所在面上分别设有沿刀体长向分布的一排刀片槽；两排刀片槽内分别设置所述刀片和所述垫片。

在一种实施方式中：

所述刀片和所述垫片上分别设置有通孔，一压紧螺钉从通孔处穿过所述刀片和所述垫片并螺纹连接于所述刀体，以将所述刀片和所述垫片压紧于所述刀体。通过压紧螺钉实现对刀片和垫片的固定，可方便地在需要更换刀片或垫片时进行更换。

在一种实施方式中：

所述垫片的侧面和所述刀片槽的槽面之间存在间隙，且所述刀片的侧面和所述刀片槽的槽面之间形成定位配合。由刀片和刀片槽之间进行定位和侧向力的传递，可将刀片收到的加工荷载直接传递到刀体；同时，垫片和刀片槽之间的间隙能够避免垫片和刀片槽的侧向限位影响刀片和刀片槽的定位和侧向力传递。

在一种实施方式中：

所述刀片由为硬质合金材料制成。

在一种实施方式中：

所述垫片的厚度方向两个平面采用平面磨床加工，加工精度在±0.001mm内。

在一种实施方式中：

对所述垫片进行单独热处理，且其热处理硬度大于刀体，以延长拉刀的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中提及之附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1中示出了本发明实施例中的燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀的结构示意图；

图2为图1的A向视图；

图3为图2的B处放大图。

图标：1-压紧螺钉；2-刀片；3-垫片；4-刀体；5-刀片槽；6-通孔；7-切削刃。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请配合参见图1、图2和图3，本实施例提供一种燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其包括刀体4，刀体4上设有成排的多个刀片槽5；刀片槽5的排数和分布可根据拉刀所需成型的结构来确定。例如，本实施例中，为在燃汽轮机轮盘上成型轮盘槽，刀体4顶部的横断面呈等腰梯形，在梯形的两腰所在面上分别设有沿刀体4长向分布的一排刀片槽5。各个刀片槽5内依次叠设有垫片3和刀片2；刀片2可根据加工材质更换不同种类硬质合金材料，以实现更好切削效果。刀片2和垫片3均与刀体4相对固定，且垫片3垫设于刀片2之下。

拉刀齿升量，即拉刀相邻两齿高度差，若相邻两齿高度分别记为H1、H2，拉刀齿升量h＝H1-H2，它是拉刀关键参数之一。拉刀齿升量h值的大小直接影响拉削力、拉削工件表面质量和刀片2使用寿命等。因此，h值不仅需设计合理，还需严格、精密制造拉刀刀体4，使h值能严格控制在设计公差范围内，且h值控制得越精确越好。为此，对拉刀刀体4制造，尤其是影响齿升量的刀片槽5精密制造，十分困难。

本实施例中，通过设置为成排的刀片槽5内的各垫片3的厚度值依次增加，且各相邻垫片3的厚度值的增加量恒定为设定的拉刀齿升量。

本实施例燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀能够很好地适用于在加工尺寸精度要求相对较低的粗拉削加工中。因刀片槽5空间小，且为半封闭式，难以使用磨削等精密加工方法；而使用铣削、电火花等相对磨削精度低一级的加工方式，难以满足拉刀对齿升量精密控制的要求。本实施例中，通过刀体4、垫片3、刀片2及垫片3厚度控制方式的设置，有效将拉刀齿升量的精度转移垫片3厚度值的控制上，而垫片3结构简单，并可单独磨削加工，加工精度容易控制，有效降低刀体4制造难度。另外，因垫片3可单独热处理，其热处理硬度可比刀体4高，能有效提高因拉削力作用在刀片槽5上的压强，延长刀体4使用寿命。

本实施例中，刀片2和垫片3上分别设置有通孔6，一压紧螺钉1从通孔6处穿过刀片2和垫片3并螺纹连接于刀体4，以将刀片2和垫片3压紧于刀体4。通过压紧螺钉1实现对刀片2和垫片3的固定，可方便地在需要更换刀片2或垫片3时进行更换。

本实施例中，可选地，每个刀片2具有至少两条切削刃17。通过设置更多的切削刃17，可在其中一条切削刃17磨损后换用其他的切削刃17，以提高刀片2的整体使用寿命。如，在需要切换切削刃17是，可松开压紧螺钉1，旋转切换刀片2的切削刃17后再重新锁紧压紧螺钉1即可。

本方案中，垫片3的侧面和刀片槽5的槽面之间存在间隙，且刀片2的侧面和刀片槽5的槽面之间形成定位配合。由刀片2和刀片槽5之间进行定位和侧向力的传递，可将刀片2收到的加工荷载直接传递到刀体4；同时，垫片3和刀片槽5之间的间隙能够避免垫片3和刀片槽5的侧向限位影响刀片2和刀片槽5的定位和侧向力传递。垫片3的厚度方向两个平面采用平面磨床加工，加工精度在±0.001mm内。本实施例中，还可以对垫片3进行单独热处理，且其热处理硬度大于刀体4，以延长拉刀的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其特征在于：

包括刀体，所述刀体上设有成排的多个刀片槽；各个所述刀片槽内依次叠设有垫片和刀片；所述刀片和所述垫片均与所述刀体相对固定，且所述垫片垫设于所述刀片之下；

成排的所述刀片槽内的各垫片的厚度值依次增加，且各相邻垫片的厚度值的增加量恒定为设定的拉刀齿升量。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其特征在于：

所述刀片具有至少两条切削刃。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其特征在于：

所述刀体顶部的横断面呈等腰梯形，在梯形的两腰所在面上分别设有沿刀体长向分布的一排刀片槽；两排刀片槽内分别设置所述刀片和所述垫片。

4.根据权利要求1-3任一项所述的燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其特征在于：

所述刀片和所述垫片上分别设置有通孔，一压紧螺钉从通孔处穿过所述刀片和所述垫片并螺纹连接于所述刀体，以将所述刀片和所述垫片压紧于所述刀体。

5.根据权利要求1所述的燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其特征在于：

所述垫片的侧面和所述刀片槽的槽面之间存在间隙，且所述刀片的侧面和所述刀片槽的槽面之间形成定位配合。

6.根据权利要求1所述的燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其特征在于：

所述刀片由为硬质合金材料制成。

7.根据权利要求1所述的燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其特征在于：

所述垫片的厚度方向两个平面采用平面磨床加工，加工精度在±0.001mm内。

8.根据权利要求1所述的燃气轮机轮盘槽粗拉削用可转位硬质合金拉刀，其特征在于：

对所述垫片进行单独热处理，且其热处理硬度大于刀体。

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