WO2017031618A1 - 用以加工圆弧形槽的拉床及拉刀 - Google Patents
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Abstract
一种用以加工圆弧形槽，特别是加工圆弧形榫齿槽的拉床（30），包括拉刀（10）、用以驱动所述拉刀（10）运动的拉刀驱动机构和用以定位一工件的工件定位机构。所述拉刀（10）包括转盘（12）和与所述转盘（12）连接的刀齿部（14）。所述刀齿部（14）具有刀齿部第一端（18）和刀齿部第二端（20）。所述刀齿部（14）包括分布在所述刀齿部第一端（18）和刀齿部第二端（20）之间的若干刀齿（22）。所述若干刀齿（22）排列成与所述转盘（12）同心的圆弧形。所述若干刀齿（22）的齿高和齿宽至少其中之一在从所述刀齿部第一端（18）至所述刀齿部第二端（20）的方向上递增。所述拉刀驱动机构用以驱动所述拉刀（10）围绕第一轴线（40）转动以在所述工件上加工一条圆弧形槽。
Description
本发明涉及拉削工具，特别是涉及一种能够加工圆弧形槽的拉床及拉刀，例如加工透平圆弧形榫齿槽的拉床及拉刀。
拉刀是由许多尺寸逐渐增大的刀齿所组成的一种切削刀具。当它在拉力或推力作用下沿其轴线做直线运动时，其刀齿便一个接一个地在被加工工件上切下一层薄薄的金属，从而使工件获得一定形状、尺寸、精度和光洁度的内孔或外表面。切削过程的连续进行，是利用拉刀后一刀齿比前一刀齿增加一定的齿宽或齿高（即齿升量）来实现的。但目前的拉刀只能加工直形槽或孔，对于圆弧形槽无能为力。例如，燃气透平包括轮盘以及与轮盘连接的叶片。轮盘通常设有榫齿槽，叶片根部设有与榫齿槽配合的榫齿。已经发现圆弧形榫齿槽与圆弧形榫齿配合能够达到最佳的固定连接效果。但这样的圆弧榫齿槽无法利用现有的拉刀进行加工，只能进行铣削加工。
有鉴于此，本文提出一种能够加工圆弧形槽的拉刀。
本文还提出一种能够加工圆弧形槽的拉床。
本文提出的用以加工圆弧形槽的拉刀包括一转盘及一刀齿部。所述转盘可绕一轴线旋转，所述转盘具有一与所述轴线垂直的转盘表面。所述刀齿部设置于所述转盘表面上，包括刀齿部第一端和刀齿部第二端，所述刀齿部包括分布在所述刀齿部第一端和刀齿部第二端之间的若干刀齿，所述若干刀齿排列成与所述转盘同心的圆弧形，所述若干刀齿的齿高和齿宽至少其中之一在从所述刀齿部第一端至所述刀齿部第二端的方向上递增。
在一实施例中，所述若干刀齿排列成与所述转盘同心的环形，所述环形在所述刀齿部第一端和刀齿部第二端之间形成一供待拉削工件进入的缺口。
在一实施例中，所述刀齿部设置在所述转盘表面的周缘。
在一实施例中，所述若干刀齿的齿高和齿宽皆在从所述刀齿部第一端至所述刀齿部第二端的方向上递增。
本文提出的用以加工圆弧形槽的拉床，包括拉刀、用以驱动所述拉刀运动的拉刀驱动机构和用以定位一工件的工件定位机构。所述拉刀包括转盘和与所述转盘连接的刀齿部。所述刀齿部具有刀齿部第一端和刀齿部第二端。所述刀齿部包括分布在所述刀齿部第一端和刀齿部第二端之间的若干刀齿。所述若干刀齿排列成与所述转盘同心的圆弧形。所述若干刀齿的齿高和齿宽至少其中之一在从所述刀齿部第一端至所述刀齿部第二端的方向上递增。所述拉刀驱动机构用以驱动所述拉刀围绕第一轴线转动以在所述工件上加工一条圆弧形槽。
在一实施例中，当所述圆弧形槽形成后，所述工件定位机构使所述工件围绕第二轴线转动一预定角度以让所述拉刀在所述工件上加工另一条圆弧形槽。
在一实施例中，所述第一轴线与所述第二轴线相互垂直。
在一实施例中，所述若干刀齿排列成与所述转盘同心的环形，所述环形在所述刀齿部第一端和刀齿部第二端之间形成一供所述工件进入的缺口。
在一实施例中，所述转盘具有一与所述第一轴线垂直的转盘表面，所述刀齿部设置在所述转盘表面的周缘。
在一实施例中，所述若干刀齿的齿高和齿宽皆在从所述刀齿部第一端至所述刀齿部第二端的方向上递增。
综上所述，本发明提供了一种能够加工圆弧形槽的拉床及其拉刀，拉刀具有呈圆弧形的刀齿部。当拉刀进行圆弧形的旋转时，即可在工件上加工圆弧形的槽，本发明尤其适用于透平轮盘上的圆弧形榫齿槽的加工。
图1是拉刀一实施例的立体图。
图2是应用图1拉刀的拉床的简化示意图。
图3是可利用拉床加工的透平圆弧形榫齿槽的立体示意图。
图4是用以加工图3的透平圆弧形榫齿槽的拉刀的截面示意图。
在详细描述实施例之前，应该理解的是，本发明不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本发明可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本发明并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。
图1是拉刀一实施例的立体图。拉刀10用以加工圆弧形槽，例如图2所示的透平轮盘的圆弧形榫齿槽34。拉刀10包括一转盘12及一刀齿部14。当拉刀10安装至机床后，转盘12可被一驱动机构驱动以绕一轴线旋转。转盘12具有一与所述轴线垂直的转盘表面16。刀齿部14设置于所述转盘表面16上，具有刀齿部第一端18和刀齿部第二端20。刀齿部14包括分布在刀齿部第一端18和刀齿部第二端20之间的若干刀齿22。这些刀齿22排列成与所述转盘12同心的圆弧形。
在所示的实施例中，刀齿部14设置在所述转盘表面16的周缘。若干刀齿22排列成与所述转盘12同心的环形，该环形在刀齿部第一端18和刀齿部第二端20之间形成一供待拉削工件进入的缺口24。
在其他未示出的实施例中，刀齿部14也可以排列成较短的一段圆弧，这可以根据工件材料硬度和待加工槽的长度等参数来确定。
这些刀齿22的齿高和齿宽至少其中之一在从所述刀齿部第一端12至所述刀齿部第二端20的方向上递增。在所示的实施例中，若干刀齿22的齿高和齿宽皆在从所述刀齿部第一端18至所述刀齿部第二端20的方向上递增。应当理解的是，在其他实施例中，刀齿22仅在齿高上递增或仅在齿宽上递增。
当转盘12在驱动机构驱动下旋转时，将带动刀齿部14进行圆弧形运动，刀齿部14的若干刀齿22将在圆弧形方向上对待加工工件进行切削。由于刀齿部14的运动方式是圆弧形方向，因此加工出来的槽也是圆弧槽。
图2是应用图1的拉刀的拉床简化示意图。拉床30用以在一工件32上加工圆弧形槽，在此是以在透平轮盘32上加工圆弧形榫齿槽34为例。拉床30包括拉刀10、用以驱动所述拉刀运动的拉刀驱动机构（图未示）和用以定位工件32的工件定位机构（图未示）。拉刀驱动机构用以驱动所述拉刀10围绕第一轴线40转动以在工件32上加工一条圆弧形槽34。具体而言，拉刀10转动之前，使工件32待加工槽的部位位于刀齿部14的缺口24内。转动拉刀10后，刀齿部14的若干刀齿22即切削工件32形成一条圆弧形榫齿槽34。
当一条圆弧形槽34形成后，工件定位机构使工件32围绕第二轴线42转动一预定角度以让所述拉刀10在工件32上加工另一条圆弧形槽34，第一轴线40与第二轴线42相互垂直。
如此，每形成一条圆弧形槽34后，工件定位机构都使工件32围绕第二轴线42转动一预定角度，然后进行下一条圆弧形槽34的加工，直至完成所有圆弧形槽的加工。
应当理解，刀齿的形状决定了拉削加工出的弧形槽的形状。因此，可以根据要加工的弧形槽的形状来设计刀齿的具体形状。图3是透平的分解示意图。透平包括轮盘40和安装在轮盘40上的叶片42。轮盘40周缘形成有若干圆弧形榫齿槽44，圆弧形榫齿槽44的壁面呈波浪状。叶片42根部具有与圆弧形榫齿槽形状匹配的榫齿。
图4例示了一种用以加工圆弧形榫齿槽44的刀齿50的截面示意图。刀齿50的刀刃也呈相同的波浪状，若干刀齿50沿圆弧形排列构成刀齿部。这些刀齿50的齿高和齿宽逐渐变化。形成拉刀和拉削加工过程可参照前述实施例的描述，在此不再赘述。
综上所述，本文提供了一种能够加工圆弧形槽的拉床及其拉刀，拉刀具有呈圆弧形的刀齿部。当拉刀进行圆弧形的旋转时，即可在工件上加工圆弧形的槽，本发明尤其适用于透平轮盘上的圆弧形榫齿槽的加工。
本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。
Claims (10)
- 一种用以加工圆弧形槽的拉刀，其特征在于，包括：一转盘，所述转盘可绕一轴线旋转，所述转盘具有一与所述轴线垂直的转盘表面；一刀齿部，所述刀齿部设置于所述转盘表面上，包括刀齿部第一端和刀齿部第二端，所述刀齿部包括分布在所述刀齿部第一端和刀齿部第二端之间的若干刀齿，所述若干刀齿排列成与所述转盘同心的圆弧形，所述若干刀齿的齿高和齿宽至少其中之一在从所述刀齿部第一端至所述刀齿部第二端的方向上递增。
- 如权利要求1所述的用以加工圆弧形槽的拉刀，其特征在于，所述若干刀齿排列成与所述转盘同心的环形，所述环形在所述刀齿部第一端和刀齿部第二端之间形成一供待拉削工件进入的缺口。
- 如权利要求2所述的用以加工圆弧形槽的拉刀，其特征在于，所述刀齿部设置在所述转盘表面的周缘。
- 如权利要求1所述的用以加工圆弧形槽的拉刀，其特征在于，所述若干刀齿的齿高和齿宽皆在从所述刀齿部第一端至所述刀齿部第二端的方向上递增。
- 一种用以加工圆弧形槽的拉床，包括拉刀、用以驱动所述拉刀运动的拉刀驱动机构和用以定位一工件的工件定位机构，其特征在于，所述拉刀包括转盘和与所述转盘连接的刀齿部，所述刀齿部具有刀齿部第一端和刀齿部第二端，所述刀齿部包括分布在所述刀齿部第一端和刀齿部第二端之间的若干刀齿，所述若干刀齿排列成与所述转盘同心的圆弧形，所述若干刀齿的齿高和齿宽至少其中之一在从所述刀齿部第一端至所述刀齿部第二端的方向上递增，所述拉刀驱动机构用以驱动所述拉刀围绕第一轴线转动以在所述工件上加工一条圆弧形槽。
- 如权利要求5所述的用以加工圆弧形槽的拉床，其特征在于，当所述圆弧形槽形成后，所述工件定位机构使所述工件围绕第二轴线转动一预定角度以让所述拉刀在所述工件上加工另一条圆弧形槽。
- 如权利要求6所述的用以加工圆弧形槽的拉床，其特征在于，所述第一轴线与所述第二轴线相互垂直。
- 如权利要求5所述的用以加工圆弧形槽的拉床，其特征在于，所述若干刀齿排列成与所述转盘同心的环形，所述环形在所述刀齿部第一端和刀齿部第二端之间形成一供所述工件进入的缺口。
- 如权利要求5所述的用以加工圆弧形槽的拉床，其特征在于，所述转盘具有一与所述第一轴线垂直的转盘表面，所述刀齿部设置在所述转盘表面的周缘。
- 如权利要求5所述的用以加工圆弧形槽的拉床，其特征在于，所述若干刀齿的齿高和齿宽皆在从所述刀齿部第一端至所述刀齿部第二端的方向上递增。
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