燃气轮机转子叶轮接配面加工方法及专用车刀.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010517218.6

申请日:

2010.10.25

公开号:

CN102000844A

公开日:

2011.04.06

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B23B 27/14申请公布日:20110406|||实质审查的生效IPC(主分类):B23B 27/14申请日:20101025|||公开

IPC分类号:

B23B27/14; B23B1/00

主分类号:

B23B27/14

申请人:

东方电气集团东方汽轮机有限公司

发明人:

冷进明; 唐仕东; 张登才; 朱永祥; 赵毅; 吕滔; 李蒙军; 杨达莉; 易泰勋

地址:

618000 四川省德阳市高新技术产业园区金沙江西路666号

优先权:

专利代理机构:

成都蓉信三星专利事务所 51106

代理人:

刘克勤

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内容摘要

一种车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法,先用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面,预留精车余量,然后用下述专用车刀精车,精车时,车刀的直线刃口与工件表面全线接触,近似刮削。该车刀由刀体、硬质合金刀片、压紧螺钉组成,刀体头部端面上有刀片装配槽,槽底有螺孔,所述硬质合金刀片位于装配槽内,由压紧螺钉将其固定在刀体上,所述硬质合金刀片的刃口是直线刃口,该刃口与刀体中垂线相垂直。本发明可以直接加工出接配面,不必抛光,各项技术指标就能完全符合要求。

权利要求书

1.一种车刀,由刀体、硬质合金刀片、压紧螺钉组成,刀体头部端面上有刀片装配槽,槽底有螺孔,所述硬质合金刀片位于装配槽内,由压紧螺钉将其固定在刀体上,其特征在于:所述硬质合金刀片的刃口是直线刃口,该直线刃口与刀体中垂线相垂直。2.根据权利要求1所述的车刀,其特征在于:所述硬质合金刀片表面有TiCN喷涂层。3.根据权利要求1所述的车刀,其特征在于:所述硬质合金刀片的刀刃前角为15~20°、后角为6°。4.根据权利要求1所述的车刀,其特征在于:所述硬质合金刀片的平面轮廓形状为正四边形,每一条边都是一道刃口。5.根据权利要求1所述的车刀,其特征在于:所述刀体用合金钢40CrA制成,其截面形状是矩形。6.一种车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法,用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面,预留精车余量,然后用权利要求1所述车刀精车,精车时,车刀的直线刃口与工件表面全线接触。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述精车时的切削参数为:切削深度0.01mm,切削速度120m/min,进给量1mm/r。

说明书

燃气轮机转子叶轮接配面加工方法及专用车刀

技术领域

本发明涉及燃气轮机转子叶轮的加工方法,具体涉及该叶轮接配面的加工方法及专用车刀。

背景技术

燃气轮机的转子结构比较特殊,所有叶轮并列成组,用拉杆固定联接,两端配上轴头,构成整根转子。相邻叶轮的端面彼此接配,机组运行时,靠该接配面的静摩擦力传递扭矩,故对该接配面的平面度、平行度、粗糙度要求极高,若接配面不平将使转子最终接配后产生弯曲,因弯曲的存在就会导致整根转子存在残留的不平衡量,转子不平衡对机组的运行是非常危险的;若粗糙度不高,接配面贴合不良,将不能传递扭矩。叶轮接配面的平面度、平行度必须控制在0.008mm以内,粗糙度Ra0.8、Rmax3.6,有效接触面积须在80%以上,并且工艺要求只能用车削加工达到。

目前车削该接配面的方法分为三个步骤,第1步试车,检测机床导轨不平度、刀片磨损、刀片热膨胀对加工面的不平度影响,依据该影响对加工程序进行插值补偿,然后进行第2步粗车和第3步精车,尽管如此,加工出的接配面离上述要求仍然相去甚远,不得不增加抛光工步,才能勉强达到要求。车削后要花5~6小时抛光一个接配面,加工一个叶轮需10~12个小时抛光,加工时间太长,成本很高。

发明内容

本发明的目的,是提供一种车削该接配面的专用车刀及用该车刀车削接配面的方法,可以直接加工出接配面,不必抛光,各项技术指标就能完全符合要求。

本发明的技术方案是:

一种车刀,由刀体、硬质合金刀片、压紧螺钉组成,刀体头部端面上有刀片装配槽,槽底有螺孔,所述硬质合金刀片位于装配槽内,由压紧螺钉将其固定在刀体上,所述硬质合金刀片的刃口是直线刃口,该刃口与刀体中垂线相垂直。

所述硬质合金刀片表面有TiCN喷涂层,刀刃前角为15~20°、后角为6°。

所述硬质合金刀片的平面轮廓形状为正四边形,每一条边都是一道刃口。

所述刀体用合金钢40CrA制成,其截面形状是矩形。

一种车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法,用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面,预留精车余量,然后用上述专用车刀精车,精车时,车刀的直线刃口与工件表面全线接触。

所述精车时的切削参数为:切削深度0.01mm,切削速度120m/min,进给量1mm/r。

本发明的技术效果:

加工后检查结果:

工件加工面粗糙度高,Ra=0.21,Rmax=2.16,平面度、平行度好,可达0.005mm,不需要抛光,一件叶轮加工周期缩短8~12小时。

用0级精度平尺涂红墨水检查,分四个位置(4×90°)检查其接触情况,技术要求达到80%的接触面积即为合格,而实际检测结果均达到90%以上,在车削刀架相反的位置用千分表检查接配面,跳动在0.005以内,为0.002mm,且只允许内径方向凹,此方法体现出真实的跳动值,可以排除仿形加工后造成的假相。

附图说明

图1是本发明车刀的结构图;

图2是图1的俯视图;

图3是图1的左视图。

具体实施方式

参见图1至图3,本燃气轮机转子叶轮接配面的专用车刀,由刀体1、硬质合金刀片3、压紧螺钉2组成,刀体1头部端面上有刀片装配槽,槽底有螺孔,所述硬质合金刀片3位于装配槽内,由压紧螺钉2将其固定在刀体1上。

刀体1采用优质合金钢40CrA,通过性能热处理后达到硬度为HRC40~45,其截面形状是矩形,这样便于装夹刀具时找正。

硬质合金刀片3表面喷涂TiCN耐磨层,以提高刀片的耐用度和切削速度。刀刃前角为15~20°、后角为6°。它的平面轮廓是正四边形,它的刃口是直线刃口,且每一条边都是一道刃口。相应地,刀片装配槽的平面轮廓也是正四边形,这样,刀片3在装配槽内可转为安装,当一个刃口磨损后,卸下转动90度,使用另一刃口,一块刀片可以使用4次,可降低加工成本。

本发明的突出特点是,硬质合金刀片3的直线刃口与刀体1的中垂线相垂直,这样,车削时,直线刃口与工件表面全线接触,近似刮削。

要使硬质合金刀片3的直线刃口与刀体1的中垂线相垂直,在加工刀体1时,必须严格控制刀片装配槽在刀体1上的位置度。

车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法如下:

先用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面,预留精车余量,然后再用上述专用车刀精车。装夹专用车刀时,用千分表找正刀体1的直线度在0.01mm以内,目标值为0.005mm;以保证刀刃与工件表面全线接触。加工时用冷却液对刀刃充分冷却。

精车时优选的切削参数为:切削深度0.01mm,切削速度120m/min,进给量1mm/r;走刀轨迹采取从内到外,即从叶轮接配面的中心走向外圆。

加工后检查结果:

工件加工面粗糙度高,Ra=0.21,Rmax=2.16,平面度、平行度好,可达0.005mm,不需要抛光,一件叶轮加工周期缩短8~12小时。

用0级精度平尺涂红墨水检查,分四个位置(4×90°)检查其接触情况,技术要求达到80%的接触面积即为合格,而实际检测结果均达到90%以上,在车削刀架相反的位置用千分表检查接配面,跳动在0.005以内,为0.002mm,且只允许内径方向凹,此方法体现出真实的跳动值,可以排除仿形加工后造成的假相。

本发明的直线刃口车刀,也可用于加工其它粗糙度要求高的工件平面,使用方法与本发明相同。

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1、10申请公布号CN102000844A43申请公布日20110406CN102000844ACN102000844A21申请号201010517218622申请日20101025B23B27/14200601B23B1/0020060171申请人东方电气集团东方汽轮机有限公司地址618000四川省德阳市高新技术产业园区金沙江西路666号72发明人冷进明唐仕东张登才朱永祥赵毅吕滔李蒙军杨达莉易泰勋74专利代理机构成都蓉信三星专利事务所51106代理人刘克勤54发明名称燃气轮机转子叶轮接配面加工方法及专用车刀57摘要一种车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法,先用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面,预。

2、留精车余量,然后用下述专用车刀精车,精车时,车刀的直线刃口与工件表面全线接触,近似刮削。该车刀由刀体、硬质合金刀片、压紧螺钉组成,刀体头部端面上有刀片装配槽,槽底有螺孔,所述硬质合金刀片位于装配槽内,由压紧螺钉将其固定在刀体上,所述硬质合金刀片的刃口是直线刃口,该刃口与刀体中垂线相垂直。本发明可以直接加工出接配面,不必抛光,各项技术指标就能完全符合要求。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102000854A1/1页21一种车刀,由刀体、硬质合金刀片、压紧螺钉组成,刀体头部端面上有刀片装配槽,槽底有螺孔,所述硬质合金刀片位于装配槽内。

3、,由压紧螺钉将其固定在刀体上,其特征在于所述硬质合金刀片的刃口是直线刃口,该直线刃口与刀体中垂线相垂直。2根据权利要求1所述的车刀,其特征在于所述硬质合金刀片表面有TICN喷涂层。3根据权利要求1所述的车刀,其特征在于所述硬质合金刀片的刀刃前角为1520、后角为6。4根据权利要求1所述的车刀,其特征在于所述硬质合金刀片的平面轮廓形状为正四边形,每一条边都是一道刃口。5根据权利要求1所述的车刀,其特征在于所述刀体用合金钢40CRA制成,其截面形状是矩形。6一种车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法,用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面,预留精车余量,然后用权利要求1所述车刀精车,精车时,车刀的直线刃。

4、口与工件表面全线接触。7根据权利要求6所述的方法,其特征在于所述精车时的切削参数为切削深度001MM,切削速度120M/MIN,进给量1MM/R。权利要求书CN102000844ACN102000854A1/3页3燃气轮机转子叶轮接配面加工方法及专用车刀技术领域0001本发明涉及燃气轮机转子叶轮的加工方法,具体涉及该叶轮接配面的加工方法及专用车刀。背景技术0002燃气轮机的转子结构比较特殊,所有叶轮并列成组,用拉杆固定联接,两端配上轴头,构成整根转子。相邻叶轮的端面彼此接配,机组运行时,靠该接配面的静摩擦力传递扭矩,故对该接配面的平面度、平行度、粗糙度要求极高,若接配面不平将使转子最终接配后产。

5、生弯曲,因弯曲的存在就会导致整根转子存在残留的不平衡量,转子不平衡对机组的运行是非常危险的;若粗糙度不高,接配面贴合不良,将不能传递扭矩。叶轮接配面的平面度、平行度必须控制在0008MM以内,粗糙度RA08、RMAX36,有效接触面积须在80以上,并且工艺要求只能用车削加工达到。0003目前车削该接配面的方法分为三个步骤,第1步试车,检测机床导轨不平度、刀片磨损、刀片热膨胀对加工面的不平度影响,依据该影响对加工程序进行插值补偿,然后进行第2步粗车和第3步精车,尽管如此,加工出的接配面离上述要求仍然相去甚远,不得不增加抛光工步,才能勉强达到要求。车削后要花56小时抛光一个接配面,加工一个叶轮需1。

6、012个小时抛光,加工时间太长,成本很高。发明内容0004本发明的目的,是提供一种车削该接配面的专用车刀及用该车刀车削接配面的方法,可以直接加工出接配面,不必抛光,各项技术指标就能完全符合要求。0005本发明的技术方案是0006一种车刀,由刀体、硬质合金刀片、压紧螺钉组成,刀体头部端面上有刀片装配槽,槽底有螺孔,所述硬质合金刀片位于装配槽内,由压紧螺钉将其固定在刀体上,所述硬质合金刀片的刃口是直线刃口,该刃口与刀体中垂线相垂直。0007所述硬质合金刀片表面有TICN喷涂层,刀刃前角为1520、后角为6。0008所述硬质合金刀片的平面轮廓形状为正四边形,每一条边都是一道刃口。0009所述刀体用合。

7、金钢40CRA制成,其截面形状是矩形。0010一种车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法,用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面,预留精车余量,然后用上述专用车刀精车,精车时,车刀的直线刃口与工件表面全线接触。0011所述精车时的切削参数为切削深度001MM,切削速度120M/MIN,进给量1MM/R。0012本发明的技术效果0013加工后检查结果0014工件加工面粗糙度高,RA021,RMAX216,平面度、平行度好,可达0005MM,不需要抛光,一件叶轮加工周期缩短812小时。说明书CN102000844ACN102000854A2/3页40015用0级精度平尺涂红墨水检查,分四个位置490检查。

8、其接触情况,技术要求达到80的接触面积即为合格,而实际检测结果均达到90以上,在车削刀架相反的位置用千分表检查接配面,跳动在0005以内,为0002MM,且只允许内径方向凹,此方法体现出真实的跳动值,可以排除仿形加工后造成的假相。附图说明0016图1是本发明车刀的结构图;0017图2是图1的俯视图;0018图3是图1的左视图。具体实施方式0019参见图1至图3,本燃气轮机转子叶轮接配面的专用车刀,由刀体1、硬质合金刀片3、压紧螺钉2组成,刀体1头部端面上有刀片装配槽,槽底有螺孔,所述硬质合金刀片3位于装配槽内,由压紧螺钉2将其固定在刀体1上。0020刀体1采用优质合金钢40CRA,通过性能热处。

9、理后达到硬度为HRC4045,其截面形状是矩形,这样便于装夹刀具时找正。0021硬质合金刀片3表面喷涂TICN耐磨层,以提高刀片的耐用度和切削速度。刀刃前角为1520、后角为6。它的平面轮廓是正四边形,它的刃口是直线刃口,且每一条边都是一道刃口。相应地,刀片装配槽的平面轮廓也是正四边形,这样,刀片3在装配槽内可转为安装,当一个刃口磨损后,卸下转动90度,使用另一刃口,一块刀片可以使用4次,可降低加工成本。0022本发明的突出特点是,硬质合金刀片3的直线刃口与刀体1的中垂线相垂直,这样,车削时,直线刃口与工件表面全线接触,近似刮削。0023要使硬质合金刀片3的直线刃口与刀体1的中垂线相垂直,在加。

10、工刀体1时,必须严格控制刀片装配槽在刀体1上的位置度。0024车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法如下0025先用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面,预留精车余量,然后再用上述专用车刀精车。装夹专用车刀时,用千分表找正刀体1的直线度在001MM以内,目标值为0005MM;以保证刀刃与工件表面全线接触。加工时用冷却液对刀刃充分冷却。0026精车时优选的切削参数为切削深度001MM,切削速度120M/MIN,进给量1MM/R;走刀轨迹采取从内到外,即从叶轮接配面的中心走向外圆。0027加工后检查结果0028工件加工面粗糙度高,RA021,RMAX216,平面度、平行度好,可达0005MM,不需要抛光,一件叶轮加工周期缩短812小时。0029用0级精度平尺涂红墨水检查,分四个位置490检查其接触情况,技术要求达到80的接触面积即为合格,而实际检测结果均达到90以上,在车削刀架相反的位置用千分表检查接配面,跳动在0005以内,为0002MM,且只允许内径方向凹,此方法体现出真实的跳动值,可以排除仿形加工后造成的假相。0030本发明的直线刃口车刀,也可用于加工其它粗糙度要求高的工件平面,使用方法说明书CN102000844ACN102000854A3/3页5与本发明相同。说明书CN102000844ACN102000854A1/1页6图1图2图3说明书附图CN102000844A。

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