CN103252687A - 一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，包括如下步骤：Ⅰ、将轮槽拉刀置于正弦磁力台上，利用砂轮对轮槽拉刀进行粗磨齿形和半精磨齿形；Ⅱ、对轮槽拉刀进行人工时效处理；Ⅲ、利用精磨砂轮对轮槽拉刀齿形精密成形磨削加工；Ⅳ、利用铲磨后角砂轮铲磨轮槽拉刀的齿后角；Ⅴ、利用铲磨轮切齿形砂轮铲磨轮槽拉刀的轮切齿形。本发明具有精度高、效率高、可靠性高的优点，适用于国外进口大型复杂高精度轮槽拉床，改善了轮槽拉削效果，提高了轮槽拉削工作效率。

Description

一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺

技术领域

本发明涉及到一种轮槽拉刀齿形数控磨削技术，尤其是一种加工汽轮机转子轮盘轮槽用的轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺。

背景技术

汽轮机转子是汽轮机的动力部分和核心部分，转子加工质量的好坏将直接影响到整个汽轮机的性能。多级轮盘是转子的主要组成部分，轮盘轮槽加工的质量将直接影响汽轮机的出力及振动情况，因此轮槽的加工是转子加工中最为关键、最为困难的环节。目前国内生产的30万千瓦、60万千瓦机组和核电机组的轮槽结构采用的都是枞树型。这种结构的轮槽增大了叶根与轮槽的接触面积，使载荷分布更加均匀，但其尺寸精度要求高，加工制造困难。此类轮盘轮槽加工多采用专用数控轮槽铣床，而大型的数控铣床加工大型枞树型转子轮槽也存在精度问题。目前，通过引进大型复杂高精度轮槽拉床，国内几大汽轮机厂对轮盘轮槽的加工逐渐由传统的专机铣削加工改为拉削工艺。加工多级轮盘轮槽用的轮槽拉刀以前均购买国外成品刀具，价格非常昂贵，因此非常有必要进行大规格轮槽拉刀的设计制造研究，尤其是对轮槽精拉刀齿形磨削的技术研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种高精度、高效率、高可靠性的轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺。

为解决上述技术问题，本发明一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺包括如下步骤： 

Ⅰ、将轮槽拉刀置于正弦磁力台上，利用砂轮对轮槽拉刀进行粗磨齿形和半精磨齿形；

Ⅱ、对轮槽拉刀进行人工时效处理，消除轮槽拉刀内应力，减小拉刀因强力磨削引起的变形；

Ⅲ、利用精磨砂轮对轮槽拉刀齿形精密成形磨削加工，精确修整轮槽拉刀齿形精磨砂轮，将轮槽拉刀齿形轮廓度误差值控制在0.01mm之内，同时将枞树型轮槽齿形工作面齿距误差控制在0.005mm之内；

Ⅳ、利用铲磨后角砂轮铲磨轮槽拉刀的齿后角，齿形精磨砂轮齿廓结合轮槽拉刀齿槽前角α、后角β及刀齿刃带C等参数生成铲磨齿形后角砂轮，铲磨齿形后角砂轮齿廓随着铲磨工艺、斜铲角度、砂轮直径、轮槽拉刀齿距的变化做相应变化，通过计算机精密计算并结合实际铲磨验证测量，将铲磨后轮槽拉刀刀齿刃带C一致性控制在0.1mm之内，使多次修磨后轮槽拉刀齿形轮廓度误差满足产品要求；

Ⅴ、利用铲磨轮切齿形砂轮铲磨轮槽拉刀的轮切齿形，在轮槽拉刀枞树型齿廓上铲磨轮切齿形，一方面把枞树型轮廓曲线连续切屑分成多节小段，减小切屑宽度，使金属容易变形，切屑便于卷曲和容纳在容屑槽中，从而避免出现拉刀使用时切屑卡屑现象，另一方面降低了切削力和减小了切削负荷，拉削时拉刀振动小，拉削平稳，提高了轮槽拉削质量。

上述一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，所述轮槽精拉刀的轮廓是在数控精密平面磨床上精密成形磨削加工齿形的。

上述一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，所述轮槽精拉刀磨削采用成形平磨拉刀齿形后再铲磨齿后角，铲磨工艺和相应的铲磨砂轮的截形随着铲磨拉刀齿形的变化而变化。

上述一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，所述精磨砂轮用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器进行修整，精磨砂轮修整后的截形精度直接影响着轮槽精拉刀轮廓的精度，进而决定了汽轮机轮盘轮槽轮廓的精度。

上述一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，所述铲磨后角砂轮用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器进行修整，铲磨后角砂轮修整后的截形精度直接影响着轮槽精拉刀轮廓的精度和轮槽拉刀的可修磨次数，从而影响轮槽拉刀寿命。

上述一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，所述铲磨轮切齿形砂轮用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器进行修整，铲磨轮切齿形砂轮修整后的截形精度直接影响着轮槽精拉刀轮切齿形的精度，进而决定轮槽拉刀使用时切屑分屑和卷屑效果和拉削平稳性。

由于汽轮机轮槽拉刀的设计与制造非常复杂，轮槽的形状和尺寸实际上是通过成形法加工获得，因此轮槽精拉刀轮廓的精度决定着轮槽轮廓的精度。本发明由于采用了上述技术方案，它具有以下独特的优点：                                               

轮槽拉刀精磨齿形轮廓度误差值低，轮槽拉刀齿形轮廓度误差值小于0.01mm，枞树型轮槽齿形工作面齿距误差在0.005mm内；轮槽拉刀后角铲磨精度高，铲磨后轮槽拉刀刀齿刃带C一致性小于0.1mm，从而保证多次修磨后轮槽拉刀齿形轮廓度误差满足产品要求，轮槽拉刀可修磨次数多，拉刀寿命长；

轮槽拉刀铲磨轮切齿形，有利于切屑分屑和卷屑，降低了切削力和减小了切削负荷，拉削时拉刀振动小；

适用于国外进口大型复杂高精度轮槽拉床，改善了轮槽拉削效果，提高了轮槽拉削工作效率。

附图说明

图1是轮槽拉刀磨削示意图；

图1-1是轮槽拉刀粗磨齿形和半精磨齿形所用砂轮的结构示意图； 

图2是轮槽拉刀铲磨砂轮铲磨方向示意图；

图3是轮槽拉刀单个工作齿示意图；

图4是轮槽拉刀齿形精磨砂轮的结构示意图；

图5是图4中的局部放大图；

图6是轮槽拉刀铲磨后角砂轮的结构示意图；

图7是轮槽拉刀铲磨轮切齿形砂轮的结构示意图；

图8是图7中的局部放大图。

具体实施方式

本发明一种轮槽拉刀齿形数控磨削工艺包括如下步骤：

1.如图1所示，将轮槽拉刀2放入正弦磁力台1上，利用图1-1所示的砂轮3对轮槽拉刀进行粗磨齿形和半精磨齿形；对轮槽拉刀进行人工时效处理，消除轮槽拉刀内应力，减小拉刀因强力磨削引起的变形。

2. 利用图4所示和图5所示齿形的精磨砂轮，精磨轮槽拉刀齿形。在数控精密平面成型磨床上，用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器精确修整轮槽拉刀齿形精磨砂轮，将轮槽拉刀齿形轮廓度误差值控制在0.01mm之内，同时将枞树型轮槽齿形工作面齿距误差控制在0.005mm之内。

3. 利用图6所示的铲磨后角砂轮，铲磨轮槽拉刀的齿后角。如图2和图3所示，齿形精磨砂轮齿廓结合轮槽拉刀齿槽前角α、后角β及刀齿刃带C等参数生成铲磨齿形后角砂轮，铲磨齿形后角砂轮齿廓（截形）随着铲磨工艺、斜铲角度、砂轮直径、轮槽拉刀齿距的变化做相应变化，通过计算机精密计算并结合实际铲磨验证测量，用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器进行修整，将铲磨后轮槽拉刀刀齿刃带C一致性控制在0.1mm之内，从而保证多次修磨后轮槽拉刀齿形轮廓度误差满足产品要求。

4．利用图7和图8所示的铲磨轮切齿形砂轮，铲磨轮槽拉刀的轮切齿形。用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器进行修整。在轮槽拉刀枞树型齿廓上铲磨轮切齿形，一方面把枞树型轮廓曲线连续切屑分成多节小段，减小切屑宽度，使金属容易变形，切屑便于卷曲和容纳在容屑槽中，从而避免出现拉刀使用时切屑卡屑现象；另一方面降低了切削力和减小了切削负荷，拉削时拉刀振动小，拉削平稳，提高了轮槽拉削质量。

Claims (6)

1.一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，其特征在于，它包括如下步骤： 

Ⅰ、将轮槽拉刀置于正弦磁力台上，利用砂轮对轮槽拉刀进行粗磨齿形和半精磨齿形；

Ⅱ、对轮槽拉刀进行人工时效处理，消除轮槽拉刀内应力，减小拉刀因强力磨削引起的变形；

Ⅲ、利用精磨砂轮对轮槽拉刀齿形精密成形磨削加工，精确修整轮槽拉刀齿形精磨砂轮，将轮槽拉刀齿形轮廓度误差值控制在0.01mm之内，同时将枞树型轮槽齿形工作面齿距误差控制在0.005mm之内；

Ⅳ、利用铲磨后角砂轮铲磨轮槽拉刀的齿后角，齿形精磨砂轮齿廓结合轮槽拉刀齿槽前角α、后角β及刀齿刃带C等参数生成铲磨齿形后角砂轮，铲磨齿形后角砂轮齿廓随着铲磨工艺、斜铲角度、砂轮直径、轮槽拉刀齿距的变化做相应变化，通过计算机精密计算并结合实际铲磨验证测量，将铲磨后轮槽拉刀刀齿刃带C一致性控制在0.1mm之内，使多次修磨后轮槽拉刀齿形轮廓度误差满足产品要求；

Ⅴ、利用铲磨轮切齿形砂轮铲磨轮槽拉刀的轮切齿形，在轮槽拉刀枞树型齿廓上铲磨轮切齿形。

2.如权利要求1所述的一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，其特征在于，所述轮槽精拉刀的轮廓是在数控精密平面磨床上精密成形磨削加工齿形的。

3.如权利要求1或2所述的一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，其特征在于，所述轮槽精拉刀磨削采用成形平磨拉刀齿形后再铲磨齿后角，铲磨工艺和相应的铲磨砂轮的截形随着铲磨拉刀齿形的变化而变化。

4.如权利要求1或2所述的一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，其特征在于，所述精磨砂轮用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器进行修整。

5.如权利要求1或2所述的一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，其特征在于，所述铲磨后角砂轮用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器进行修整。

6.如权利要求1或2所述的一种轮槽精拉刀齿形数控磨削工艺，其特征在于，所述铲磨轮切齿形砂轮用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器进行修整。

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