一種大型輪槽半精銑刀及其加工方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種大型輪槽銑刀及其加工方法，屬于機械加工技術領域。
【背景技術】
[0002] 輪槽銑刀也叫圣誕樹銑刀，是專門針對汽輪機轉子輪槽加工設計的復雜成型刀 具。也是加工汽輪機轉子的重要刀具，百萬等級超超臨界機組及核電機組轉子輪槽的加工 所用大型輪槽銑刀型線復雜，要求精度高。輪槽銑削一直以來是汽輪機轉子加工過程中比 較耗時的生產工序，以前所使用的傳統輪槽銑刀采用普通高速鋼、普通幾何結構，生產效率 低下，刀具壽命短，加工費用高昂。
[0003] 現有輪槽銑刀的柄部為布朗夏普刀柄，但由于此次設計的輪槽銑刀外形尺寸大， 布朗夏普刀柄已經不能承受如此大的切削力，亟待研制能夠滿足精度的刀具和加工方法。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種大型輪槽半精銑刀及其加工方法，以解決大型輪槽粗銑 刀因其結構復雜使其加工過程步驟繁瑣，操作復雜且難以保證加工精度的問題。
[0005] 本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：
[0006] -種大型輪槽半精銑刀，它包括正棒本體，正棒本體的一端為刀柄端，該刀柄端為 IS040錐柄，所述正棒本體的另一端為型線端，該端沿正棒本體的軸向方向均勾加工有多個 齒背臺階，所述多個齒背臺階的外圓從靠近IS040錐柄的一端至遠離IS040錐柄的另一端依 次遞減，每兩個相鄰齒背臺階之間加工有一個容肩槽，容肩槽沿正棒本體的軸向方向設置， 多個齒背臺階通過多個容肩槽均勻分割形成多個沿正棒本體的軸向方向設置的磨鏟齒，每 個磨鏟齒的后刀面的形狀為連續的圓弧形，正棒本體的中部加工有多個鍵槽。
[0007] -種大型輪槽半精銑刀的加工方法，該加工方法包括以下步驟：
[0008] 步驟一:粗車：
[0009] 1)選定正棒本體，確定正棒本體的外徑變化小于0.05mm，車正棒本體的外圓以 準；
[00?0] 2)首先選定正棒本體的一端作為刀柄端，對該端按照外圓Φ48±0.10mm、長度 69.85+:::的要求進行車削加工，然后鉆攻Ml6-6H，要求一刀下，孔口鉆Φ 16.3mm，锪60°，最后 使該端形成IS040錐柄；
[0011] 3)夾住并固定IS040錐柄，正棒本體的另一端為型線端，該端按臺階依次車準多個 初形臺階和輔助頭，首先找正并確保正棒本體的外徑變化小于〇.〇5mm，車每個初形臺階放 量1-1.2mm，輔助頭按勿2:' :x]5的要求進行加工，同時在輔助頭上加工中心孔；
[0012] 4)頂中心孔，車IS040錐柄的大頭部按Φ 44.45mm放量0.6-0.7mm，車IS040錐柄12 的中部按Φ 31.75mm放量0.6-0.7mm;
[0013] 步驟二:外磨:將步驟一加工后的料體進行粗磨，確保最大外圓Φ 70mm見光，IS040 錐柄和型線端之間的豎直端面為B端面，確保B端面的粗糙度達到RaO. 8，磨布IS040錐柄及 IS040錐柄的中部的槽，使二者同放量0.4-0.45mm;
[0014] 步驟三:數控車：將步驟二加工后的料體進行找正，確保各部分的外徑變化小于 0.01mm，車型線端中車刃型線單面放量0.4mm，型線端中B端面留量0.2；"1，按20倍型線放大 圖進行檢測；
[0015] 步驟四：數控銑:在型線端的多個初形臺階中均勻銑削4個70°容肩槽，每兩個相鄰 容肩槽之間形成有一個切削刃，切削刃的前刀面0°角，等分、前刀面及圓周跳動小于 0.10mm；
[0016] 步驟五:數控銑:每個切削刃的外端面為銑齒背臺階，留直線段4-6mm;
[0017] 步驟六：銑鍵槽：在IS040錐柄和型線端之間銑兩個鍵槽，每個鍵槽的尺寸以 16.13mmX 16為準，兩個鍵槽對稱小于0.10mm;
[0018] 步驟七:熱處理:HRC66-68，三次回火，清理噴砂；
[0019] 步驟八:復M16-6H螺紋孔，清理螺紋及端面氧化皮；
[0020] 步驟九:研中心孔；
[0021 ] 步驟十:光學磨:靠磨端面B，去量0.2mm，保證端面B垂直度小于0.01mm;
[0022] 步驟十一：外磨：磨Φ 70外圓見光即可；磨IS040錐柄的尺寸，清理，并用專門設計 制作的檢測套筒檢測IS040錐柄，確保IS040錐柄的外徑端面到端面B的直線距離在1.524土 0.05mm范圍內；
[0023] 步驟十二:線切割:割輔助頭，確保刀體的長度按80.269放量0.6-0.7mm;
[0024]步驟十三:數控磨:磨型線端各幾何角度，0°前刀面，等分小于0.01mm，粗糙度小于 RaO.8,開端面齒確保磨鏟齒后刀面的形狀為連續圓弧形，經20倍型線放大圖進行質量檢 測；
[0025]步驟十四：切削刃鈍化，打字，包裝。
[0026]本發明具有以下有益效果：
[0027] 1、本發明的大型輪槽半精銑刀的結構設計科學合理，通過IS040錐柄的設計，有效 提升大型輪槽半精銑刀切削力。
[0028] 2、本發明的加工方法操作過程科學合理，通過本發明中的加工方法使大型輪槽半 精銑刀的型線精度高，尺寸精度達到0.0127mm，型線輪廓度達到0.005mm。
[0029] 3、本發明的加工方法，不但能夠解決大型輪槽半精銑刀難以加工的難題，通過該 加工方法形成的大型輪槽半精銑刀還能夠滿足精度要求。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發明的大型輪槽半精銑刀的主視結構剖面圖；
[0031 ]圖2是本發明的大型輪槽半精銑刀的右視結構示意圖；
[0032] 圖3是本發明的加工方法中步驟一的操作示意圖；
[0033] 圖4是本發明的加工方法中步驟五的操作示意圖；
[0034]圖5是專用于檢測IS040錐柄12的檢測套筒11的主視結構剖面圖。
【具體實施方式】
[0035]【具體實施方式】一:結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式包括正棒本體，正棒 本體的一端為刀柄端，該刀柄端為IS040錐柄12，所述正棒本體的另一端為型線端，該端沿 正棒本體的軸向方向均勻加工有多個齒背臺階3,所述多個齒背臺階3的外圓從靠近IS040 錐柄12的一端至遠離IS040錐柄12的另一端依次遞減，每兩個相鄰齒背臺階3之間加工有一 個容肩槽2,容肩槽2沿正棒本體的軸向方向設置，多個齒背臺階3通過多個容肩槽2均勻分 割形成多個沿正棒本體的軸向方向設置的磨鏟齒1，每個磨鏟齒1的后刀面的形狀為連續的 圓弧形，正棒本體的中部加工有多個鍵槽8。
[0036] 本實施方式中每個磨鏟齒1的前刀面和后刀面之間的交線為該磨鏟齒1的切削刃 5〇
[0037] 本實施方式中正棒本體的中部加工有多個鍵槽8,用于定位，根據樣品試驗得出， 鍵槽8的個數設置為兩個即可。
[0038]【具體實施方式】二:結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式中IS040錐柄12上加 工有M16螺紋孔7。本實施方式中M16螺紋孔7為連接孔，用于固定本發明中的大型輪槽半精 銑刀而設置。其他未提及的結構及連接關系與【具體實施方式】一相同。
【具體實施方式】 [0039] 三:結合圖2說明本實施方式，本實施方式中容肩槽2的個數為四個， 每兩個相鄰容肩槽2之間的夾角的取值范圍為68°至72°。其他未提及的結構及連接關系與 二相同。
【具體實施方式】 [0040] 四：結合圖1說明本實施方式，本實施方式中鍵槽8的個數為兩個，每 個鍵槽8的寬度為16.13_。其他未提及的結構及連接關系與一或三相同。
【具體實施方式】 [0041] 五:結合圖1、圖2、圖3、圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式中的 加工方法包括以下步驟：
[0042] 步驟一:粗車：
[0043] 5)選定正棒本體，確定正棒本體的外徑變化小于0.05mm，車正棒本體的外圓以 眞3準；
[0044] 6)首先選定正棒本體的一端作為刀柄端，對該端按照外圓Φ48±0.10mm、長度 69.85+:;:的要求進行車削加工，然后鉆攻M16-6H，要求一刀下，孔口鉆Φ 16.3mm，锪60°，最后 使該端形成IS040錐柄12;
[0045] 7)夾住并固定IS040錐柄12，正棒本體的另一端為型線端，該端按臺階依次車準多 個初形臺階4和輔助頭10,首先找正并確保正棒本體的外徑變化小于0.05mm，車每個初形臺 階4放量1-1.2mm，輔助頭10按勿2^_ :xl5的要求進行加工，同時在輔助頭10上加工中心孔；
[0046] 8)頂中心孔，車IS040錐柄12的大頭部按Φ 44.45mm放量0.6-0.7mm，車IS040錐柄 12 的中部按 Φ 31.75mm 放量 0.6-0.7mm;
[0047] 本步驟的發明效果：由于本刀具切削刃5為復雜型線結構，銑刀的型線部分最終形 狀由數控車床車削完成，但數控車床加工費用高，切削效率低，所以由普通車床進行粗加 工。對小型銑刀粗車時，粗車成錐面是正好把型線部分包括在其中，而粗車大型半精銑刀 時，粗車為臺階面，更多的為數控車床去除余量。由此縮短刀具加工時間，節約刀具制造成 本，通過本發明樣品試驗得出，加工100個刀具所用時間比現有技術縮短3至5小時，每個刀 具的制造成本與通過現有技術加工的刀具相比，至少節省30% ;
[0048]步驟二:外磨:將步驟一加