使用枞树型轮槽铣刀的精密铲磨方法

魔神

    

　　1引言

　　汽轮机转子是汽轮机的动力部分，加工质量的好坏将直接影响到整个汽轮机的性能，而轮槽的加工又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都采用的是普通枞树型。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。由于大型枞树型轮槽是圆弧槽，有4个承力面，其受力面角度大、强度高、轮槽深度大，横截面几何尺寸大，普通铣床无法加工。国外加工此类轮槽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。经分析试验后，国内在轮槽加工工艺上，采用数控铣床分7刀加工此类轮槽。

　　1.粗铣刀Ⅰ2.粗铣刀Ⅱ3.加深立铣刀

　　4.半精铣刀Ⅱ5.半精铣刀Ⅱ6.精铣刀7.端面铣刀

　　图1轮槽加工示意图

　　如图1所示，加工末级轮槽使用的轮槽铣刀比加工1～6级轮槽时多3倍以上，每一轮槽又需7刀才能加工完成，若购买国外成品刀具，价格非常昂贵，因此非常必要进行大规格轮槽铣刀的设计研制。由于轮槽铣刀属于专用刀具，设计时除考虑刀具结构、材质、切削余量分配等因素外，还要考虑铣刀制造的工艺性。轮槽铣刀尤其是轮槽精铣刀的设计与制造非常复杂。由于轮槽的形状和尺寸实际上是通过成形法加工获得，因此轮槽精铣刀廓形的精度决定着轮槽廓形的精度。为了保证轮槽铣刀的使用寿命和方便重磨，轮槽精铣刀一般采用零度前角，铲齿结构，其廓形是在铲齿车床上铲磨完齿形后最终形成。随着铲齿刀具刃形的变化，需要不同的铲磨工艺，相应的铲磨砂轮的截形也不同。铲磨砂轮需要用金刚石滚轮或者用带有金刚石笔的修整器进行修整，铲磨砂轮修整后的截形精度直接影响着轮槽精铣刀廓形的精度，进而决定了轮槽廓形的精度。因为铲磨齿形所用成形砂轮的截形设计计算相当繁琐，所以生产中常采用一些近似计算，但其精度往往达不到要求。此外，铲磨过程中砂轮截形还会因铲磨工艺、斜铲角度、砂轮直径、刀具几何参数等的变化而发生一些变化。因此，如何对轮槽铣刀进行精密铲磨，是制造合格的轮槽铣刀，保证枞树型轮槽加工精度的关键所在。