CN108526565A - 压气机动叶叶根成型的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了压气机动叶叶根成型的装置，涉及汽轮机动叶叶根成型刀具，包括刀体，所述刀体的刃口型线与汽轮机叶片的叶根型线一致；所述刀体还具有多个切削齿，呈周向等分或不等分分布，相邻切削齿之间是容屑槽，所述容屑槽是螺旋槽，所述容屑槽为依据斐波那契螺旋线制作的螺旋槽。所述刀体采用粉末高速钢制成。本发明克服了现有的动叶叶根成型刀具螺旋线仅采用普通型的圆柱形螺旋线导致容屑槽的堵塞，采用斐波那契螺旋线作为退出螺旋线，能够使过渡更为平滑，防止钢屑堵塞容屑槽；刀具修磨次数的增加不会改变刀具型线；具有高效成型、实用性强等特点。

Description

压气机动叶叶根成型的装置

技术领域

本发明涉及汽轮机动叶叶根成型刀具，具体涉及压气机动叶叶根成型的装置。

背景技术

汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。汽轮机是一种高温高压高速旋转的机械，尤其对于发电用汽轮机来说，又是大功率输出地原动力机械，所以设计要求汽轮机具有高效率，高安全可靠性，而且可调性要好。其中，汽轮机的叶片的工作条件复杂，除因高速旋转和气流作用而承受较高的静应力和动应力外，还因其分别处在过热蒸汽区、两相过渡区、和湿蒸汽区段内工作而承受高温、高压、腐蚀和冲蚀作用。因此叶片的材料要满足以下要求：良好的常温和高温机械性能、良好的抗蚀性、良好的减震性、和一定的耐磨性良好的冷热加工性能。叶片的常用材料有：

1、铬不锈钢1Cr13和2Cr13属于马氏体耐热钢，它们除了在室温和工作温度下具有足够的强度外，还具有高的耐蚀性和减振性，是世界上使用最广泛的汽轮机材料。

2、强化型铬不锈钢，弥补了1Cr13型铬不锈钢热强性较低的缺点，在其中加入钼、钨、钒、铌、硼等。

3、低合金珠光体耐热钢，用于制造工作温度在450℃以下中压汽轮机各级动叶片和静叶片。

4、铝合金和钛合金其密度小、耐蚀性高，用于制造大功率汽轮机末级长动叶片。

透平机械中汽轮机叶片叶根的形式主要有T型、菌型、叉型及枞树型。而枞树型叶根具有强度高，精度高及连接可靠的特点。但传统动叶叶根成型的刀具加工枞树型叶根时，加工难度相对于其他形式如叉形的叶根来说难度要大得多，其难度主要体现在叶根型线精度高，刀具制作困难。为解决高进给速度切削时产生的振动大、加工表面仍有振纹存在、表面粗糙度无法达到叶根表面粗糙度为Ra0.8的表面质量要求，专利文件CN101972870A汽轮机叶片叶根铣刀提出了采用焊接铣刀的容屑槽制成螺旋槽，其焊接刀片的容屑面也是个螺旋曲面，切削时为连续切削，可降低振动情况，提高叶根表面质量。

然而，实际使用过程中，常会出现螺旋线的螺旋槽卡屑问题，需要在叶根处理的中途停止清理，以避免成型刀具的损伤，降低了使用的效率，其根本原因在于动叶叶根成型刀具的螺旋线的不合理选型以及钢屑退出机制的粗放设置，共同限制了钢屑的导出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是动叶叶根成型刀具的螺旋线的不合理选型以及钢屑退出机制的粗放设置，共同限制了钢屑的导出，目的在于提供压气机动叶叶根成型的装置，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

压气机动叶叶根成型的装置，包括刀体，所述刀体的刃口型线与汽轮机叶片的叶根型线一致；所述刀体还具有多个切削齿，呈周向等分或不等分分布，相邻切削齿之间是容屑槽，所述容屑槽是螺旋槽，所述容屑槽为依据斐波那契螺旋线制作的螺旋槽。斐波那契螺旋线，也称黄金螺旋，是根据斐波那契数列画出来的螺旋曲线，自然界中存在许多斐波那契螺旋线的图案，是自然界最完美的经典黄金比例。虽然相较于圆柱形螺旋线较难塑造，但在目前日渐完善的数控机床基础上，使动叶叶根成型刀具已经能够制造。克服了现有的动叶叶根成型刀具螺旋线仅采用普通型的圆柱形螺旋线导致容屑槽的堵塞，采用斐波那契螺旋线作为退出螺旋线，能够使过渡更为平滑，防止钢屑堵塞容屑槽。

进一步地，所述刀体采用粉末高速钢制成。粉末高速钢有ASP23、、ELMAX等产品，可以获得极高硬度HRC 63～70,，而且在550～600℃仍可保持高硬度HRC 60以上和高耐磨性的耐热耐磨钢类，其主要用途为制造各种机床的切削工具,也部分用于高载荷模具,航空高温轴承及特殊耐热耐磨零部件等。

进一步地，所述刀体与刀片焊接一体化成型，焊接方式为铜焊或银焊。由于焊接时采用的高温焊接材料，因此需要采用硬纤焊，铜焊或者银焊为可供选择的方案。

进一步地，所述切削齿表面具有氮化钛涂层。氮化钛具有熔点高、硬度大、化学稳定性好、与金属的润湿小的结构材料、并具有较高的导电性和超导性，可应用于高温结构材料和超导材料，与粉末高速钢的结合，能够使得刀具修磨次数的增加不会改变刀具型线。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明压气机动叶叶根成型的装置，克服了现有的动叶叶根成型刀具螺旋线仅采用普通型的圆柱形螺旋线导致容屑槽的堵塞，采用斐波那契螺旋线作为退出螺旋线，能够使过渡更为平滑，防止钢屑堵塞容屑槽；

2、本发明压气机动叶叶根成型的装置，刀具修磨次数的增加不会改变刀具型线；

3、本发明压气机动叶叶根成型的装置，具有高效成型、实用性强等特点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为斐波那契螺旋线示意图。

附图中标记及对应的部件名称：

1-刀体，2-切削齿，3-容屑槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-2所示，本发明压气机动叶叶根成型的装置，包括刀体1，所述刀体1的刃口型线与汽轮机叶片的叶根型线一致；所述刀体1还具有多个切削齿2，呈周向等分或不等分分布，相邻切削齿2之间是容屑槽3，所述容屑槽3是螺旋槽，所述容屑槽3为依据斐波那契螺旋线制作的螺旋槽。斐波那契螺旋线，也称黄金螺旋，是根据斐波那契数列画出来的螺旋曲线，自然界中存在许多斐波那契螺旋线的图案，是自然界最完美的经典黄金比例。虽然相较于圆柱形螺旋线较难塑造，但在目前日渐完善的数控机床基础上，使动叶叶根成型刀具已经能够制造。克服了现有的动叶叶根成型刀具螺旋线仅采用普通型的圆柱形螺旋线导致容屑槽3的堵塞，采用斐波那契螺旋线作为退出螺旋线，能够使过渡更为平滑，防止钢屑堵塞容屑槽3。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定：所述刀体1采用粉末高速钢制成。粉末高速钢有ASP23、、ELMAX等产品，可以获得极高硬度HRC 63～70,，而且在550～600℃仍可保持高硬度HRC 60以上和高耐磨性的耐热耐磨钢类，其主要用途为制造各种机床的切削工具,也部分用于高载荷模具,航空高温轴承及特殊耐热耐磨零部件等。所述刀体1与刀片焊接一体化成型，焊接方式为铜焊或银焊。由于焊接时采用的高温焊接材料，因此需要采用硬纤焊，铜焊或者银焊为可供选择的方案。所述切削齿2表面具有氮化钛涂层。氮化钛具有熔点高、硬度大、化学稳定性好、与金属的润湿小的结构材料、并具有较高的导电性和超导性，可应用于高温结构材料和超导材料，与粉末高速钢的结合，能够使得刀具修磨次数的增加不会改变刀具型线。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.压气机动叶叶根成型的装置，包括刀体(1)，所述刀体(1)的刃口型线与汽轮机叶片的叶根型线一致；所述刀体(1)还具有多个切削齿(2)，呈周向等分或不等分分布，相邻切削齿(2)之间是容屑槽(3)，所述容屑槽(3)是螺旋槽，其特征在于，所述容屑槽(3)为依据斐波那契螺旋线制作的螺旋槽。

2.根据权利要求1所述的压气机动叶叶根成型的装置，其特征在于，所述刀体(1)采用粉末高速钢制成。

3.根据权利要求1所述的压气机动叶叶根成型的装置，其特征在于，所述刀体(1)与刀片焊接一体化成型，焊接方式为铜焊或银焊。

4.根据权利要求1所述的压气机动叶叶根成型的装置，其特征在于，所述切削齿(2)表面具有氮化钛涂层。