加工水轮机叶片高效刀具的研究及应用(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:2

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后角选小值可增加刀齿强度，但叶片材料韧性大，为减小后刀面与已加工表面的摩擦，后角宜选大些，取后角α=7°～9°。面铣刀后角是由刀体设计的安装后角和刀片的后角形成的，刀片的后角系列有0°～25°，考虑到刀片的强度和安装角的限制，选刀片后角α=11°。

（3）铣刀齿距分布

选用不等齿距分布，对减小切削振动有较好效果。

5.2 专用面铣刀

叶片曲面加工区域大，铸造型面加工余量为0～70mm，粗铣时产生程序空运行状况。购自德国瓦德利希.柯宝公司的龙门铣床配置了目前世界上功率最大的数控铣头，为实现大切深、大进给提供了条件。与哈理工大学、绵工工具厂合作研制了双层刃阶梯刀齿结构的专用面铣刀，允许切深达20mm。

5.3 螺旋立铣刀

叶片进出、水边和焊接坡口需用φ80、φ63螺旋立铣刀。国外刀具价格约1.7～2.7万元/把，而国产螺旋立铣刀价格约是其1/4～1/8。我们与太原王牌工具厂合作研制了适于不锈钢材料叶片加工的螺旋立铣刀，该刀具为平装刀片螺钉夹紧结构。加深容屑槽、加大螺旋角，利于排屑和使切削轻快；铣刀的端部是参与切削最多的部位，也最易损坏，采用可换头的结构极大地延长了刀体寿命；改进可换头设计，在底刃增大容屑空间和副后角，避免了常见的堵塞积屑而打刀现象；端刃改2刃为4刃切削，极大地改善了此部位最易损坏的状况；周刃采用方刀片由转位2次增为4次，提高了刀片的利用率。

5.4 球头铣刀

轴流式水轮机叶片的法兰根部曲面加工采用球头铣刀。该刀具球头中心部位切削速度趋于零，切削状况恶劣，易产生切屑堵塞和刀齿崩刃。球头铣刀国产化难度较大，现采用日立公司刀具。

6.铣刀刀片的优选

刀片的切削性能对提高效率，降低刀具费用影响重大。通过试验室试切和在生产中叶片的加工，试验了国内株洲、自贡、上硬、陕硬等著名刀片制造厂家的M2、YS25、SC30、YT535、YG546、YG532、P25、Y330、Y320等多种刀片牌号，也试验了日立CY250、HC844，三菱UP20M、F620，瓦尔特WTA51、WTL71，山特维克4030、235，肯纳K68，伊斯卡IC328等公司的10多种牌号，优选了伊斯卡和日立公司的刀片，采用波形刃槽型的IC328刀片粗铣较好，CY250半精铣、精铣较好。两种刀片价格中低位，耐用度优异。

7.结语

五轴联动数控加工叶片从装夹、找正、编程、测量到优选开发高效刀具、加工参量和加工技术都需不断进行改进和创新，通过开发国产面铣刀和螺旋立铣刀，优选刀片牌号，选定合理的铣削工艺和切削参量，全台加工生产周期由6个半月缩短到5个月。水轮机叶片加工使用刀片数量大，更期待叶片加工刀片的国产化，达到更高的加工效率，更好的加工质量和更低的刀具耗费。

• 基于车削加工特征的刀具选择

• 快速成形/零件制造技术

• 利用CAXA制造工程师制作扳手组件模型