一种汽轮机转子锁口槽加工用机夹式插刀的制作方法

1.本实用新型属于刀具加工技术领域，具体涉及一种汽轮机转子锁口槽加工用机夹式插刀。


背景技术：

2.汽轮机转子叶根槽通常包括t形叶根槽和枞树形叶根槽，t形叶根槽通常在汽轮机转子叶轮上周向分布，t形叶根槽上加工有一处锁口槽，用于t形叶片插入，锁口槽的截面呈平行四边形，平行四边形截面的锐角记为α，钝角记为β，见图9，锁口槽的四个角通常为尖角，有时也设计成小圆角，无法通过旋转刀具加工。
3.中国专利cn102554329a公开了加工汽轮机转子叶轮中t形叶片插入槽的工艺，t形叶片插入槽即为锁口槽，该专利中应用了一种角度成型插刀，但未进一步披露角度成型插刀的材料、具体结构和技术参数。
4.汽轮机转子材料的强度、韧性和耐高温性能都较好，抗拉强度大于800mpa，导热性差，加工产生的热量容易聚集在表面，加工硬化较为严重，此外，汽轮机转子材料塑性变形量大，不易断屑，插削时刀尖崩坏和刀刃磨损崩刃现象较为普遍，因此在汽轮机转子叶轮上加工锁口槽时，刀具的材质和参数选择非常关键，如果选择不合理，将导致较长的刀具修磨时间，严重影响汽轮机转子叶根槽的加工效率。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种汽轮机转子锁口槽加工用机夹式插刀，该机夹式插刀能方便地更换刀片，且能有效地保护刀片的锐角刀尖，提高机夹式插刀的总体寿命，缩短机夹式插刀的修磨时间。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种汽轮机转子锁口槽加工用机夹式插刀，包括刀杆和刀片，所述刀杆包括头部和柄部，所述头部加工有用于安装刀片的定位槽，所述刀片包括切削部以及用于与定位槽通过紧固件可拆卸连接的连接部，所述切削部的主切削刃一端形成锐角刀尖，另一端形成钝角刀尖，所述锐角刀尖用于加工锁口槽的锐角，所述钝角刀尖远离柄部并用于加工锁口槽的钝角。
8.进一步地，所述刀片的材质为硬质合金，所述刀杆的材质为碳钢。
9.进一步地，所述头部的横截面呈直角梯形状，所述头部横截面的直角梯形斜边与主切削刃位于主后刀面上。
10.进一步地，所述锐角刀尖处的主偏角与锁口槽平行四边形截面的锐角相等，所述钝角刀尖处的主偏角与锁口槽平行四边形截面的钝角相等，所述锐角刀尖和钝角刀尖处的副偏角均为1.5～2
°
。
11.进一步地，所述主切削刃的刃倾角为8～10
°
，所述切削部的主前角为6～7
°
，主后角为4～4.5
°
，副后角为1.5～2
°
，所述主切削刃磨出负倒棱。
12.进一步地，所述负倒棱的宽度为1～1.5mm，角度为-1～0
°
。
13.进一步地，所述刀片侧面呈t形，所述柄部的横截面呈矩形。
14.进一步地，所述头部与柄部之间设有过渡部。
15.进一步地，所述过渡部的横截面呈直角梯形状，且所述过渡部的直角梯形横截面在各个方向均不高出头部的后端面。
16.进一步地，所述紧固件为螺钉。
17.相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：
18.本实用新型的汽轮机转子锁口槽加工用机夹式插刀，包括刀杆和刀片，刀杆包括头部和柄部，头部加工有用于安装刀片的定位槽，刀片包括切削部以及用于与定位槽通过紧固件可拆卸连接的连接部，切削部的主切削刃一端形成锐角刀尖，另一端形成钝角刀尖，锐角刀尖用于加工锁口槽的锐角，钝角刀尖远离柄部并用于加工锁口槽的钝角；由于刀片通过紧固件安装固定在刀杆头部的定位槽内，因此刀片与刀杆可拆卸连接，这样刀片损坏后方便更换刀片，由于钝角刀尖远离柄部，这样锐角刀尖靠近柄部，进而能有效地保护更为尖锐、脆弱的锐角刀尖，提高机夹式插刀的总体寿命，缩短机夹式插刀的修磨时间，从而能提高汽轮机转子锁口槽的加工效率。
19.本实用新型中，由于刀片的材质为硬质合金，这样所制得的机夹式插刀的硬度更高、耐磨性较好，并且具有更高的切削速度，因而锁口槽的加工效率更高；而且头部的横截面呈直角梯形状，头部横截面的直角梯形斜边与主切削刃位于主后刀面上，锐角刀尖处的主偏角与锁口槽平行四边形截面的锐角相等，钝角刀尖处的主偏角与锁口槽平行四边形截面的钝角相等，锐角刀尖和钝角刀尖处的副偏角均为1.5～2
°
，主切削刃的刃倾角为8～10
°
，切削部的主前角为6～7
°
，主后角为4～4.5
°
，副后角为1.5～2
°
，这样通过合理设置刀片角度，能使机夹式插刀的性能表现良好，寿命提高，刀片的锐角刀尖不容易崩坏，主切削刃不容易崩刃。
20.本实用新型中，主切削刃磨出负倒棱，负倒棱的宽度为1～1.5mm，角度为-1～0
°
；这样能改善刀片的刃口强度。
21.本实用新型中，过渡部的横截面呈直角梯形状，且过渡部的直角梯形横截面在各个方向均不高出头部的后端面；这样在使用本机夹式插刀加工汽轮机转子锁口槽的过程中能避免破坏已加工平面。
附图说明
22.图1为本实用新型的汽轮机转子锁口槽加工用机夹式插刀的主视结构示意图；
23.图2为图1的左视结构示意图；
24.图3为图1的俯视结构示意图；
25.图4为图3的a-a方向剖视结构示意图；
26.图5为图2中显示刀片角度的示意图；
27.图6为图3中显示刀片角度的示意图；
28.图7为图6中的局部放大示意图；
29.图8为图4中显示刀片角度的示意图；
30.图9为背景技术中锁口槽截面的结构示意图；
31.图10为采用本插刀加工汽轮机转子锁口槽的加工状态示意图。
32.图中附图标记说明：1、刀杆，1-1、头部，1-11、主后刀面，1-2、柄部，1-3、过渡部，2、刀片，2-1、切削部，2-11、主切削刃，2-111、锐角刀尖，2-112、钝角刀尖，2-2、连接部，3、螺钉，4、斜边。
具体实施方式
33.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.如图1、2、3、5和6所示，一种汽轮机转子锁口槽加工用机夹式插刀，包括刀杆1和刀片2，刀杆1包括头部1-1、柄部1-2以及用于连接头部1-1和柄部1-2的过渡部1-3，头部1-1加工有用于安装刀片2的定位槽，刀片2包括切削部2-1以及用于与定位槽通过紧固件可拆卸连接的连接部2-2，切削部2-1的主切削刃2-11一端形成锐角刀尖2-111，另一端形成钝角刀尖2-112，锐角刀尖2-111用于加工锁口槽的锐角，钝角刀尖2-112远离柄部1-2并用于加工锁口槽的钝角。在一个实施例中，紧固件为螺钉3。由于刀片2通过紧固件安装固定在刀杆1头部1-1的定位槽内，因此刀片2与刀杆1可拆卸连接，这样刀片2损坏后方便更换刀片2，由于钝角刀尖2-112远离柄部1-2，这样锐角刀尖2-111靠近柄部1-2，进而能有效地保护更为尖锐、脆弱的锐角刀尖2-111，提高机夹式插刀的总体寿命，缩短机夹式插刀的修磨时间，从而能提高汽轮机转子锁口槽的加工效率。
37.在一个实施例中，刀片2的材质为硬质合金，刀杆1的材质为碳钢，这样所制得的机夹式插刀的硬度更高、耐磨性较好，并且具有更高的切削速度，因而锁口槽的加工效率更高。头部1-1的横截面呈直角梯形状，头部1-1横截面的直角梯形斜边与主切削刃2-11位于主后刀面1-11上，见图3、6和7；主切削刃2-11的刃倾角λs为8～10
°
，见图6和7；锐角刀尖2-111处的主偏角κ
r1
＝α，且与锁口槽平行四边形截面的锐角相等，钝角刀尖2-112处的主偏角κ
r2
＝β，且与槽平行四边形截面的钝角相等，锐角刀尖2-111和钝角刀尖2-112处的副偏角κr′
均为1.5～2
°
，见图5；切削部2-1的主前角γ0为6～7
°
，主后角α0为4～4.5
°
，见图8，切削部2-1的副后角α0′
为1.5～2
°
，见图6和7；这样通过合理设置刀片2角度，能使机夹式插刀的性能表现良好，寿命提高，刀片2的锐角刀尖2-111不容易崩坏，主切削刃2-11不容易崩刃。
38.在一个实施例中，主切削刃2-11磨出负倒棱，负倒棱的宽度ba为1～1.5mm，角度α
01
为-1～0
°
，见图8；这样能改善刀片2的刃口强度。
39.在一个实施例中，如图1所示，刀片2侧面呈t形，柄部1-2的横截面呈矩形。在一个实施例中，柄部1-2横截面的宽和高相等，且均为16mm或25mm。在另一个实施例中，柄部1-2横截面的宽为16mm，高为25mm。
40.在一个实施例中，过渡部1-3的横截面呈直角梯形状，且过渡部1-3的直角梯形横截面在各个方向均不高出头部1-1的后端面；这样在使用本机夹式插刀加工汽轮机转子锁口槽的过程中能避免破坏已加工平面。
41.综上，本机夹式插刀能方便更换刀片2，且使用本机夹式插刀加工汽轮机转子锁口槽时的加工效率高，并且通过合理设置刀片2角度，能使机夹式插刀的性能表现良好，寿命提高，刀片2的锐角刀尖2-111不容易崩坏，主切削刃2-11不容易崩刃。
42.本实用新型中，通过本插刀的锐角刀尖2-111加工汽轮机转子锁口槽的锐角α，通过本插刀的钝角刀尖2-112加工汽轮机转子锁口槽的钝角β，其中本插刀在锁口槽内的加工状态见图10，在加工过程中，将本插刀安装于刨床上，先通过锐角刀尖2-111插出锁口槽的第一个锐角α，见图10中的a位置，接着再通过钝角刀尖2-112插出与该第一个锐角α同一斜边4上的另一个钝角β，见图10中的b位置，再检查加工出来的两段斜边4是否在同一直线上，然后插出锁口槽另一斜边4上的锐角α和钝角β，见图10中的d位置和c位置，其中主切削刃2-11负责锁口槽斜边4的切削工作，主后刀面1-11同锁口槽斜边4所在平面相对且互相作用。
43.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。