CN112719360A - 一种加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置及方法 - Google Patents

一种加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置及方法 Download PDF

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崔闯
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Abstract

本发明公开了一种加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置，包括刀座，所述刀座上对称设置有切削结构，所述刀座上设有镗铣床刀柄，用于安装旋转主轴。加工时只需主轴旋转Z轴进给运动，避免刀具路径走圆时出现的四处节点，一次铣削、精度更高、降低成本、提高工作效率。刀座所需镗刀是市场普通标准白钢镗刀，修磨更加方便，刀具成本更低。镗刀装夹利用相互之间呈90°的顶丝锁紧固定，保证整个切削更稳定。本发明的加工工艺方法与辅助工具相结合，使用起来完全解决现在加工方法存在的问题，而且符合图纸尺寸要求，即保证了精度同时也降低了表面粗糙度值，节约成本，节省时间。

Description

一种加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置及方法
技术领域
本发明涉及密封槽加工技术领域，具体为一种适用于加工V形环槽的加工工艺方法及辅助工具。
背景技术
石油、稀有气体、煤气、天然气、空气运输都离不开高压离心压缩机的使用。由于高压离心压缩机工作时输出气体压力特别大(范围在15MPa-42MPa)，为了保证压力密封至关重要，我们采用金属环垫片密封(如图1所示)，因为金属环垫片密封接触面积小，容易压紧，耐高温，所以金属环垫片密封对出风口处密封环槽的尺寸精度、表面粗糙度要求严格。
现各个高压离心压缩机生产厂家对于加工高压离心压缩机出风口密封环槽存在几个困扰问题，严重影响了生产效率和加工成本。尽管现在数控镗铣床加工精度很高，但也达不到使用要求，当数控镗铣床刀具路径走圆时，Z轴(Z轴是机床主轴运动方向)分层进给运动，四个直角节点处有凸(凹)台或平面(如图2所示),不能保证精度和表面粗糙度。
现在加工高压离心压缩机出风口处V形环槽方法共有以下三种：1、用键槽铣刀分层加工，X轴和Y轴同时递增或递减(X轴Y轴是机床工作台的运动方向)，层与层之间会有台阶出现(如图3所示)，表面粗糙度达不到图纸要求，为了达到图纸要求只能人工修磨；2、用球头铣刀加工，虽然表面粗糙度达到图纸要求但是不能清除环槽根部R角(如标号4所示)；3、在刀具厂定做成型铣刀，成型铣刀磨损特别快，加工时间较长，使成本会大大提升，同时存在直角节点处有凸(凹)台或平面。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置，以解决现在生产中所存在的层与层之间出现台阶，或者用球头铣刀加工时环槽底部存在R角等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置，包括刀座，所述刀座上对称设置有切削结构，所述刀座上设有镗铣床刀柄，用于安装旋转主轴。
优选的，所述切削结构包括
刀槽，所述刀槽呈方形，且刀槽贯穿刀座；
定位螺孔，所述定位螺孔开设在刀槽外；所述定位螺孔包括横向螺孔和纵向螺孔，且横向螺孔和纵向螺孔间的夹角呈90°；
镗刀，所述镗刀插接于刀槽；
第一螺钉，所述第一螺钉与横向螺孔和纵向螺孔配合，用于固定镗刀。
优选的，所述镗铣床刀柄通过第二螺钉固定于刀座；所述刀座的中心处开设有通孔，所述镗铣床刀柄上一体成型有突起，用于与通孔配合。
优选的，所述镗刀的主偏角Kr＝67°；副偏角Kˊr＝45°；前角γo＝20°；后角ɑo＝15°；
或主偏角Kr＝0°；前角γo＝20°；后角ɑo＝5°。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：加工时只需主轴旋转Z轴进给运动，避免刀具路径走圆时出现的四处节点，一次铣削、精度更高、降低成本、提高工作效率。
刀座所需镗刀是市场普通标准白钢镗刀，修磨更加方便，刀具成本更低。镗刀装夹利用相互之间呈90°的顶丝锁紧固定，保证整个切削更稳定。
本发明的加工工艺方法与辅助工具相结合，使用起来完全解决现在加工方法存在的问题，而且符合图纸尺寸要求，即保证了精度同时也降低了表面粗糙度值，节约成本，节省时间。同时本方法对工件的结构、材料、生产批量等有较强的适应性，应用广泛。除可加工各种钢材、铸铁、有色金属外，还可以加工玻璃钢、夹布胶木、尼龙等非金属。能获得很高的加工精度和很小的表面粗糙度值。
附图说明
图1为高压离心压缩机出风口处密封原理示意图。
图2为现有加工方法存在四个直角节点处有凸(凹)台或平面的效果图。
图3为现有加工方法分层铣削层与层之间出现台阶的效果图。
图4为现有加工方法球头铣刀加工不能清除槽底部R角的效果图。
图5为本发明加工方法与辅助工具相结合加工环槽切削时示意图。
图6-7为本发明a处的一种镗刀细节图。
图8为本发明a处的另一种镗刀细节图。
图9为本发明加工方法与辅助工具相结合加工环槽切削时示意图。
图10为本发明装配示意图。
图11为本发明辅助工具“刀座”示意图。
1、出风口法兰；2、八角形金属环垫；3、环链接面法兰；4、根部R角；
5、刀座；6、镗铣床刀柄；7、旋转主轴；8、刀槽；9、横向螺孔；10、纵向螺孔；11、镗刀；12、第一螺钉；13、第二螺钉；14、通孔；15、工件；16、定位块。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
请参阅图5-11，本发明提供一种技术方案：一种加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置，包括刀座5，刀座5上对称设置有切削结构，刀座5上设有镗铣床刀柄6，用于安装旋转主轴7。
切削结构包括
刀槽8，刀槽8呈方形，且刀槽8贯穿刀座5，其尺寸为20*20。
定位螺孔，定位螺孔开设在刀槽8外；定位螺孔包括横向螺孔9和纵向螺孔10，且横向螺孔9和纵向螺孔10间的夹角呈90°，这样固定的镗刀11能够更加稳定；
镗刀11，镗刀11插接于刀槽8，且镗刀11可左右转动调节，确定角度后方便可进行加工，镗刀11为20*20的白钢镗刀。
第一螺钉12，第一螺钉12与横向螺孔9和纵向螺孔10配合，用于稳定的固定镗刀11。第一螺钉12的型号为M10。
镗铣床刀柄6通过第二螺钉13固定于刀座5，第二螺钉13的型号为M16；刀座5的中心处开设有通孔14，镗铣床刀柄6上一体成型有突起，用于与通孔14配合，通孔14与镗铣床刀柄6的突起呈间隙配合，确保刀座中心与主轴同一中心，同轴度更好，运转起来更平稳。同时通孔14的两侧设置有25*35键槽，并与镗铣床刀柄6处对称设置的定位块16相配合，进一步保证镗铣床刀柄6与刀座5能够完成同步转动。镗铣床刀柄6的型号可以选用BT50。
镗刀11的主偏角Kr＝67°，保证其与环槽角度相加等于90°；副偏角Kˊr＝45°；前角γo＝20°；后角ɑo＝15°；，前角越大，切削越锋利；刀尖倒角依据环槽根部R角所定(如图6、7所示)；
本发明还提出另一种镗刀11，其主偏角Kr＝0°；前角γo＝20°；后角ɑo＝5°的切槽镗刀(如图8所示)。
本发明还提供一种操作方法：将工件15装夹在机床工作台，按母线找正，以出风口内腔定中心，铣削出风口端面，以加工完成的出风口端面定原始起点，机床设定好旋转主轴7的转速与进给速度；
加工时通过旋转主轴7带动镗刀11切削，同时旋转主轴7进给运动，切削时保证镗刀11的切削刃持续平行于环槽法线，同时镗刀11的切削刃与法线形成90°夹角，而且镗刀11的切削刃时刻保持垂直环槽切线，由此改变环槽的形状和尺寸。
将镗铣床刀柄6装夹在旋转主轴7，旋转主轴7以转速3-30rpm、进给速度(Fr为0.005-0.5mm/r)进行加工，优选的转速为15rpm。整个旋转主轴7呈Z轴进给运动，避免刀具路径走圆时出现的四处节点，一次铣削、精度更高、降低成本、提高工作效率。如加工时遇见镗刀11抖动或者加工表面有颤抖条纹时，及时停止加工，检查镗刀11是否磨损、第一螺钉12是否松动，如发现镗刀11磨损需及时修磨或更换。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置，其特征在于：包括刀座(5)，所述刀座(5)上对称设置有切削结构，所述刀座(5)上设有镗铣床刀柄(6)，用于安装旋转主轴(7)。
2.根据权利要求1所述的加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置，其特征在于：所述切削结构包括
刀槽(8)，所述刀槽(8)呈方形，且刀槽(8)贯穿刀座(5)；
定位螺孔，所述定位螺孔开设在刀槽(8)外；所述定位螺孔包括横向螺孔(9)和纵向螺孔(10)，且横向螺孔(9)和纵向螺孔(10)间的夹角呈90°；
镗刀(11)，所述镗刀(11)插接于刀槽(8)；
第一螺钉(12)，所述第一螺钉(12)与横向螺孔(9)和纵向螺孔(10)配合，用于固定镗刀(11)。
3.根据权利要求1所述的加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置，其特征在于：所述镗铣床刀柄(6)通过第二螺钉(13)固定于刀座(5)；所述刀座(5)的中心处开设有通孔(14)，所述镗铣床刀柄(6)上一体成型有突起，用于与通孔(14)配合。
4.根据权利要求2所述的加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置，其特征在于：所述镗刀(11)的主偏角Kr＝67°；副偏角Kˊr＝45°；前角γo＝20°；后角ɑo＝15°；
或主偏角Kr＝0°；前角γo＝20°；后角ɑo＝5°。
5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置的操作方法，其特征在于：将工件(15)装夹在机床工作台，按母线找正，以出风口内腔定中心，铣削出风口端面，以加工完成的出风口端面定原始起点，机床设定好旋转主轴(7)的转速与进给速度；
加工时通过旋转主轴(7)带动镗刀(11)切削，同时旋转主轴(7)进给运动，切削时保证镗刀(11)的切削刃持续平行于环槽法线，同时镗刀(11)的切削刃与法线形成90°夹角，而且镗刀(11)的切削刃时刻保持垂直环槽切线，由此改变环槽的形状和尺寸。
6.根据权利要求5所述的加工高压离心压缩机出风口处密封环槽的装置的操作方法，其特征在于：将镗铣床刀柄(6)装夹在旋转主轴(7)，旋转主轴(7)以转速3-30rpm、进给速度0.005-0.5mm/r进行加工；如加工时遇见镗刀(11)抖动或者加工表面有颤抖条纹时，及时停止加工，检查镗刀(11)是否磨损、第一螺钉(12)是否松动，如发现镗刀(11)磨损需及时修磨或更换。
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