雙T形轉子輪槽加工用成形車刀的研制
時間:2011-05-23 08:40:53 來源:未知
圖1
0 前言
轉子是汽輪機中極為重要的部件之一，轉子工作時做高速旋轉，不僅要承受動葉片所產生的離心力，更主要還承受動應力，因而轉子輪槽要有很嚴密的尺寸精度和較低的表面粗糙度。某新機組轉子輪槽采用雙T形結構，形狀如圖1所示。
由圖1可以看到輪槽型線較復雜，兩個定位面，且型線尺寸較大，切削長度達54mm，這給加工刀具提出更高的要求，因此，成形車刀的設計是保證轉子輪槽加工質量的關鍵要素。本文針對加工汽輪機轉子雙T形輪槽成形車刀的設計與制造進行探討。
1 刀具材料的選擇
轉子的材料為30Cr2Ni4MoV,強度高，并且這種材料的韌性和粘性也較大；前面已提到成形車刀的切削長度較大，因而成形車刀的切削抗力非常大。綜上分析結果，刀具材料選用超硬高速鋼——鈷高速鋼W2Mo9Cr4VCo8(M42)，其常溫硬度HRC67-70。Co的加入，提高了刀具材料的耐熱性、耐磨性，比普通高速鋼有更長的耐用度。
2 刀具前角與后角的確定
雙T形轉子輪槽在加工中分二個工步進行。第一步采用普通彎頭車刀，加工出雙T槽的大致形狀，單面留余量0.2mm。第二步采用成形精車刀，切除最后0.2mm余量，保證產品圖紙的設計尺寸和表面粗糙度。因此，成形車刀的型線尺寸是保證輪槽尺寸的關鍵。設計型線精車刀時，上面已分析切削抗力很大，所以取較大的前角go=10°，后角ao=10°，這樣保證刀具切削順利，但型線車刀的廓形深度與理論廓形深度產生0.3mm～0.5mm的變化，根據前角和后角的大小修正廓形深度尺寸公式:
ctgjap=ctgj(1-tgatgg)
t01=t1tgjctgjap
圖2
式中，j=45°，jap為刃磨前角之前成形車刀的j尺寸，t1=16.3mm，t01為刃磨前角之前成形車刀的t1尺寸，這樣，成形車刀刃磨前角之后，車刀廓形深度與理論深度一致。圖2為成形車刀的制造詳圖。
3 刀具的制造要點
制造成形車刀時，關鍵是保證成形車刀的前角與后角。后角是由線切割加工，一次完成，前角刃磨時，由于兩處直線段不在同一豎直平面，若一次刃磨前角完成，兩直線段刀尖在高度方向有落差，這樣造成刀具型線與產品型線有0.2mm差異。因此刃磨前角時，分兩段刃磨，保證兩處直線段刀尖在同一水平面。
4 結束語
在加工中采用成形車刀，可一次形成成形表面，操作簡便。加工精度穩定、生產效率高。