CN112404574A - 一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,包括刀体,所述刀体从左到右沿长度方向均匀设置有若干刀片槽,所述刀片槽内设置有刀片,所述刀片包括前压紧面、下压紧面,后压紧面,所述刀片槽包括有与刀片前压紧面配合的前定位面,与下压紧面配合的下定位面,与后压紧面配合的后定位面,所述前定位面和下定位面之间设置有应力槽;任一所述刀片槽左侧设置有螺钉孔,所述螺钉孔开孔端设置有受力锥面,螺钉孔内设置锥形螺钉;所述螺钉孔与刀片槽、应力槽之间形成压板。能够满足燃气轮机窄槽高效拉削需求。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域,具体涉及应用于燃气轮机高温合金轮盘窄槽高效拉削,尤其是槽宽W不大于6mm,也可用于类似工况条件的拉削。
背景技术
随着科学技术不断发展进步,以及国家对燃气轮机发展战略规划和清洁能源发展需求,燃气轮机技术参数不断提高,其透平轮盘作为关键高温部件,为了适应高参数需求,已经使用整体高温合金材料制造。为实现高效、高质量加工,通常采用拉削方式对轮盘槽进行加工。但因材料为高温合金,高速钢拉刀以及无法满足拉削效率需求,于是进行拉硬质合金刀片式拉刀研制。宽槽使用硬质合金刀片式拉刀,刀片安装、压紧、刀体制造相对可靠。但轮盘底部槽不仅槽相对较深,且有宽度不超过6mm的槽加工,对此类槽拉削,使用硬质合金刀片式拉刀,刀体强度难以满足要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是:提供一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,以满足燃气轮机窄槽高效拉削需求。
本发明采用的技术方案如下:
一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,包括刀体,所述刀体从左到右沿长度方向均匀设置有若干刀片槽,所述刀片槽内设置有刀片,所述刀片包括前压紧面、下压紧面,后压紧面,所述刀片槽包括有与刀片前压紧面配合的前定位面,与下压紧面配合的下定位面,与后压紧面配合的后定位面,所述前定位面和下定位面之间设置有应力槽;任一所述刀片槽左侧设置有螺钉孔,所述螺钉孔开孔端设置有受力锥面,螺钉孔内设置锥形螺钉;所述螺钉孔与刀片槽、应力槽之间形成压板。
优选的,所述压板包括压紧刀片面,所述压紧刀片面为刀片槽的前定位面,未压紧状态下,所述压紧刀片面与刀片的前压紧面的间隙小于等于0.01mm;压紧后,所述压紧刀片面(81)与刀片的前压紧面(31)的间隙为0mm。
优选的,未压紧状态下,所述压紧刀片面与刀片的前压紧面的二面角夹角小于等于1°,压紧后,所述压紧刀片面(81)与刀片的前压紧面(31)的二面角夹角为0。
优选的,未压紧状态下,所述受力锥面的夹角比锥形螺钉顶部锥面夹角小2-3°,压紧后,所述受力锥面(7)的夹角与所述锥形螺钉(2)的顶部锥面夹角相等。
优选的,所述锥形螺钉与压板的受力点到应力槽中心的垂直距离为H1,所述锥形螺钉与压板的受力点到压板与刀片的受力点的垂直距离为H2;H1/H2的值大于等于1.5。
优选的,所述压板最小厚度L1为3-4mm。
优选的,刀体长度为300mm。
优选的,所述刀体上从左到右按需求在不同空间位置上依次设置有10个刀片槽,任一个刀片槽内安装有1个刀片。
优选的,所述刀片采用硬质合金材质。
本发明的燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,硬质合金刀片安装到刀体上的刀片槽内,在锥形螺钉未压紧状态下,刀片可自由装拆。刀片安装好后,通过将锥形螺钉向下拧,锥形螺钉向与刀体一体成型的压板施加压力,压板产生弹性变形,从而压紧处于刀片槽内的刀片。本发明通过设置在刀片槽内设置应力槽,且应力槽,刀片槽和螺钉孔之间形成压板,且螺钉孔顶部为受力锥面,从而实现压板与刀体一体成型,不需要另设置压板,因此可以形成槽宽W可小于6mm的窄槽拉刀。且刀片可实现自由装拆,因此,当刀片损坏或磨损时,可直接替换刀片,刀体重复使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1的左视图;
图3是图1的俯视图;
图4是图3中Ⅰ的放大图;
图5是图3中A-A截面图;
图6是图5中Ⅱ的刀片未压紧状态的结构示意图;
图7是图5中Ⅱ的刀片压紧状态的结构示意图;
图8是图5中Ⅱ的刀片压紧状态的受力分析示意图;
其中,附图标记对应的名称为:
1-刀体,2-锥形螺钉,3-刀片,31-前压紧面,32-下压紧面,33-后压紧面,4-刀片槽,41-前定位面,42-下定位面,43-后定位面,5-应力槽,6-螺钉孔,7-受力锥面,8-压板,81-压紧刀片面,82-螺钉压紧压板面。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明,本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例1
一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,如图1-8所示,包括刀体1,所述刀体1从左到右沿长度方向均匀设置有若干刀片槽4,所述刀片槽4内设置有刀片3,所述刀片3包括前压紧面31、下压紧面32,后压紧面33,如图6所示,所述刀片槽4包括有与刀片前压紧面31配合的前定位面41,与下压紧面32配合的下定位面42,与后压紧面33配合的后定位面43,所述前定位面41和下定位面42之间设置有应力槽5;任一所述刀片槽4左侧设置有螺钉孔6,所述螺钉孔6开孔端设置有受力锥面7,如图4所示,螺钉孔6内设置锥形螺钉2;所述螺钉孔6与刀片槽4、应力槽5之间形成压板8。
本发明提供了一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,如图1-8所示包括刀体1,所述刀体1从左到右沿长度方向均匀设置有若干刀片槽4,用于放置刀片3,所述刀片3包括置于两个侧面的前压紧面31和后压紧面33,以及置于刀片3底部的下压紧面32,通过与刀片槽4内的前定位面41、后定位面43和下定位面42配合,其中,刀片前压紧面31配合前定位面41,下压紧面32配合下定位面42,后压紧面33配合后定位面43,实现精准确定刀片3在刀片槽4内的位置,此外,刀片3顶部还设置有用于切削的刃口;与此同时,本发明的任一项所述刀片槽4内的所述前定位面41和下定位面42之间设置有应力槽5;任一所述刀片槽5左侧设置有螺钉孔6,所述螺钉孔6开孔端设置有受力锥面7,螺钉孔6内设置锥形螺钉2;所述螺钉孔6与刀片槽4、应力槽5之间形成压板8。因此,当螺钉孔6内的锥形螺钉2向下拧时,锥形螺钉2向受力锥面7施加压力,而受力锥面7的一部分为压板的螺钉压紧压板面82,因此,压板8产生弹性变形,从而压紧处于刀片槽4内的刀片3,从而实现对刀片3的紧固安装。本发明的刀片3采用刀体1上压板8与锥形螺钉2复合压紧在刀体1上,压板8与刀体1为一整体,可以形成槽宽W可小于6mm的窄槽拉刀,能够满足燃气轮机窄槽高效拉削需求。且该窄槽拉刀设计合理,在刀片3在未压紧状态下,可实现自由装拆,当刀片3使用磨损后,可直接更换相同规格的新刀片继续使用,刀体1可重复多次使用。
实施例2
基于上述实施例1,如图6所示,所述压板8包括压紧刀片面81,所述压紧刀片面81为刀片槽4的前定位面41,所述压紧刀片面81与刀片的前压紧面31的间隙小于等于0.01mm;压紧后,所述压紧刀片面81与刀片的前压紧面31的间隙为0mm。在本实施例中,所述压板8包括压紧刀片面81,压板8与刀体1为一整体,所述压紧刀片面81为刀片槽4的前定位面41,未压紧时,压紧刀片面81与刀片3的前压紧面31的间隙小于等于0.01mm,在未压紧时,两者之间有小间隙使得刀片安装容易,但是当间隙控制在0.01mm以内,能保证此量在压板8弹性变形量范围内,同时也能保证压板8压紧刀片3后,拉刀成型槽宽W尺寸精度不受影响。
实施例3
基于上述实施例2,如图6-7所示,所述压紧刀片面81与刀片3的前压紧面31的二面角夹角α小于等于1°;压紧后,所述压紧刀片面81与刀片的前压紧面31的二面角夹角为0。在本实施例中,未压紧时,压紧刀片面81与刀片3的前压紧面31的二面角夹角α小于等于1°,随着锥形螺钉2拧紧的过程中,压板8受力产生弹性变形,压紧刀片面81与刀片3的前压紧面31的二面夹角α逐渐减小,当刀片3压紧时,α趋于0°,如图7所示,实现压板对刀片3的紧固安装。
实施例4
基于上述实施例3,如图6-7所示,所述受力锥面7的夹角比锥形螺钉2的顶部锥面夹角小2-3°;压紧后,所述受力锥面7的夹角与所述锥形螺钉2的顶部锥面夹角相等。在发明中,压板8包括两个压紧面,其中一个为螺钉压紧压板面82,该螺钉压紧压板面82为受力锥面7的一部分,而锥形螺钉2的顶部锥面夹角为θ,在未压紧时,本实施例中,对应受力锥面7夹角比锥形螺钉2的顶部锥面夹角小2-3°,如图6所示;因此,当锥形螺钉2向下拧紧时,受力锥面7在压紧过程中逐渐增大,刀片3压紧后,受力锥面7的夹角将会趋于θ,而螺钉压紧压板面82为受力锥面7的一部分,因此锥形螺钉压2上压板8直至压紧刀片3,压板8产生弹性变形,如图7。此外,根据实施例3中,压板8还包括另一个面为压紧刀片的面,为压紧刀片面81,未压紧时,压紧刀片面81与刀片3的前压紧面31的二面角夹角α小于等于1°,如图6所示,随着锥形螺钉2拧紧过程中,压紧刀片面81与刀片压紧面31夹角α逐渐减小,刀片3压紧时α趋于0°,如图7所示。通过压板8上这两个压紧面的角度设置,使相应压紧面增大,压紧更可靠,压紧刀片精度更高。
实施例5
基于上述实施例1-4任一项,如图8所示,所述锥形螺钉2与压板8的受力点到应力槽5中心的垂直距离为H1,所述锥形螺钉2与压板8的受力点到压板8与刀片3的受力点的垂直距离为H2;H1/H2的值大于等于1.5。在本实施例中,具体阐述了应力槽5的结构尺寸,通过锥形螺钉2与压板8的受力点到应力槽5中心的垂直距离为H1,锥形螺钉2与压板8的受力点到压板8与刀片3的受力点的垂直距离为H2,限定H1/H2的值大于等于1.5。在本发明中压紧刀片的压板8与刀体1为一整体,通过锥形螺钉2向压板8施加压紧力F1,压板8产生弹性变形,给刀片3施加压紧力F2,达到压紧刀片3的目的。为了使压板8弹性变形小,但压紧力F2足够压紧刀片3,图3中的应力槽5的结构尺寸H1/H2应不小于1.5,若H1/H2值过小,就需增大F1值和压板8变形量达到满足F2大小需求,这样容易损伤压板8和螺钉孔6中的螺纹。
实施例6
基于上述实施例5,如图8所示,所述压板8最小厚度L1为3-4mm。在本实施例中,限定了压板8的最小厚度为3-4mm,压板8的最小厚度图从中可以看出,为应力槽5切线到压板8平面的水平距离;由于刀体1空间尺寸限制,L1不能设置过大,且L1对压紧力F1有直接影响,当L1大于4mm时,锥形螺钉2压紧压板8的F1就会增大,为获得大的F1,需增大压紧锥形螺钉2与刀体1上螺纹摩擦力,容易使螺纹损伤,或压不紧刀片3。L1若小于3mm时,压板8容易折断,减低刀体1使用寿命。
实施例7
基于上述实施例1-4或6,刀体1长度为300mm。在本实施例中,阐述了刀体1的长度为300mm,但不局限于上述尺寸,可以根据实际需要设置刀体1长度。
实施例8
基于上述实施例1,如图1,3所述刀体1上从左到右按需求在不同空间位置上依次设置有10个刀片槽4,任一个刀片槽4内安装有一个刀片3。在本实施例中,阐述了刀体1上的刀片槽4的数量,可基于实施例7的刀体1长度,刀体1上从左到右均匀设置有10个刀片槽4,但不局限于上述刀片槽4个数,可根据实际情况,设置刀片槽4的数量。
实施例9
基于上述实施例7,所述刀片3采用硬质合金材质。在本实施例中,阐述了刀片3材质为硬质合金材质,能够加工球墨铸铁工件、高温合金工件等材料的切削。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (9)
1.一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,包括刀体(1),所述刀体(1)从左到右沿长度方向均匀设置有若干刀片槽(4),所述刀片槽(4)内设置有刀片(3),其特征在于,所述刀片(3)包括前压紧面(31)、下压紧面(32),后压紧面(33),所述刀片槽(4)包括有与刀片(3)前压紧面(31)配合的前定位面(41),与下压紧面(32)配合的下定位面(42),与后压紧面(33)配合的后定位面(43),所述前定位面(41)和下定位面(42)之间设置有应力槽(5);任一所述刀片槽(4)左侧设置有螺钉孔(6),所述螺钉孔(6)开孔端设置有受力锥面(7),螺钉孔(6)内设置锥形螺钉(2);所述螺钉孔(6)与刀片槽(4)、应力槽(5)之间形成压板(8)。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,其特征在于,所述压板(8)包括压紧刀片面(81),所述压紧刀片面(81)为刀片槽(4)的前定位面(41);未压紧状态下,所述压紧刀片面(81)与刀片的前压紧面(31)的间隙小于等于0.01mm;压紧后,所述压紧刀片面(81)与刀片的前压紧面(31)的间隙为0mm。
3.根据权利要求2所述的一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,其特征在于,未压紧状态下,所述压紧刀片面(81)与刀片的前压紧面(31)的二面角夹角小于等于1°;压紧后,所述压紧刀片面(81)与刀片的前压紧面(31)的二面角夹角为0。
4.根据权利要求3所述的一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,其特征在于,未压紧状态下,所述受力锥面(7)的夹角比所述锥形螺钉(2)的顶部锥面夹角小2-3°;压紧后,所述受力锥面(7)的夹角与所述锥形螺钉(2)的顶部锥面夹角相等。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,其特征在于,所述锥形螺钉(2)与压板(8)的受力点到应力槽(5)中心的垂直距离为H1,所述锥形螺钉(2)与压板(8)的受力点到压板(8)与刀片(3)的受力点的垂直距离为H2;H1/H2的值大于等于1.5。
6.根据权利要求5所述的一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,其特征在于,所述压板(8)最小厚度L1为3-4mm。
7.根据权利要求1-4或6任一项所述的一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,其特征在于,刀体(1)长度为300mm。
8.根据权利要求7所述的一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,其特征在于,所述刀体上从左到右按需求在不同空间位置上依次设置有10个刀片槽(4),任一个刀片槽(4)内安装有一个刀片(3)。
9.根据权利要求1所述的一种燃气轮机轮盘拉削用窄槽拉刀,其特征在于,所述刀片(3)采用硬质合金材质。
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