[发明专利]燃气轮机转子叶轮接配面加工方法及专用车刀

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机转子叶轮的加工方法，具体涉及该叶轮接配面的加工方法及专用车刀。

背景技术

燃气轮机的转子结构比较特殊，所有叶轮并列成组，用拉杆固定联接，两端配上轴头，构成整根转子。相邻叶轮的端面彼此接配，机组运行时，靠该接配面的静摩擦力传递扭矩，故对该接配面的平面度、平行度、粗糙度要求极高，若接配面不平将使转子最终接配后产生弯曲，因弯曲的存在就会导致整根转子存在残留的不平衡量，转子不平衡对机组的运行是非常危险的；若粗糙度不高，接配面贴合不良，将不能传递扭矩。叶轮接配面的平面度、平行度必须控制在0.008mm以内，粗糙度Ra0.8、Rmax3.6，有效接触面积须在80％以上，并且工艺要求只能用车削加工达到。

目前车削该接配面的方法分为三个步骤，第1步试车，检测机床导轨不平度、刀片磨损、刀片热膨胀对加工面的不平度影响，依据该影响对加工程序进行插值补偿，然后进行第2步粗车和第3步精车，尽管如此，加工出的接配面离上述要求仍然相去甚远，不得不增加抛光工步，才能勉强达到要求。车削后要花5～6小时抛光一个接配面，加工一个叶轮需10～12个小时抛光，加工时间太长，成本很高。

发明内容

本发明的目的，是提供一种车削该接配面的专用车刀及用该车刀车削接配面的方法，可以直接加工出接配面，不必抛光，各项技术指标就能完全符合要求。

本发明的技术方案是：

一种车刀，由刀体、硬质合金刀片、压紧螺钉组成，刀体头部端面上有刀片装配槽，槽底有螺孔，所述硬质合金刀片位于装配槽内，由压紧螺钉将其固定在刀体上，所述硬质合金刀片的刃口是直线刃口，该刃口与刀体中垂线相垂直。

所述硬质合金刀片表面有TiCN喷涂层，刀刃前角为15～20°、后角为6°。

所述硬质合金刀片的平面轮廓形状为正四边形，每一条边都是一道刃口。

所述刀体用合金钢40CrA制成，其截面形状是矩形。

一种车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法，用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面，预留精车余量，然后用上述专用车刀精车，精车时，车刀的直线刃口与工件表面全线接触。

所述精车时的切削参数为：切削深度0.01mm，切削速度120m/min，进给量1mm/r。

本发明的技术效果：

加工后检查结果：

工件加工面粗糙度高，Ra＝0.21，Rmax＝2.16，平面度、平行度好，可达0.005mm，不需要抛光，一件叶轮加工周期缩短8～12小时。

用0级精度平尺涂红墨水检查，分四个位置(4×90°)检查其接触情况，技术要求达到80％的接触面积即为合格，而实际检测结果均达到90％以上，在车削刀架相反的位置用千分表检查接配面，跳动在0.005以内，为0.002mm，且只允许内径方向凹，此方法体现出真实的跳动值，可以排除仿形加工后造成的假相。

附图说明

图1是本发明车刀的结构图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图。

具体实施方式

参见图1至图3，本燃气轮机转子叶轮接配面的专用车刀，由刀体1、硬质合金刀片3、压紧螺钉2组成，刀体1头部端面上有刀片装配槽，槽底有螺孔，所述硬质合金刀片3位于装配槽内，由压紧螺钉2将其固定在刀体1上。

刀体1采用优质合金钢40CrA，通过性能热处理后达到硬度为HRC40～45，其截面形状是矩形，这样便于装夹刀具时找正。

硬质合金刀片3表面喷涂TiCN耐磨层，以提高刀片的耐用度和切削速度。刀刃前角为15～20°、后角为6°。它的平面轮廓是正四边形，它的刃口是直线刃口，且每一条边都是一道刃口。相应地，刀片装配槽的平面轮廓也是正四边形，这样，刀片3在装配槽内可转为安装，当一个刃口磨损后，卸下转动90度，使用另一刃口，一块刀片可以使用4次，可降低加工成本。

本发明的突出特点是，硬质合金刀片3的直线刃口与刀体1的中垂线相垂直，这样，车削时，直线刃口与工件表面全线接触，近似刮削。

要使硬质合金刀片3的直线刃口与刀体1的中垂线相垂直，在加工刀体1时，必须严格控制刀片装配槽在刀体1上的位置度。

车削燃气轮机转子叶轮接配面的方法如下：

先用普通车刀按常规车削工艺粗车叶轮接配面，预留精车余量，然后再用上述专用车刀精车。装夹专用车刀时，用千分表找正刀体1的直线度在0.01mm以内，目标值为0.005mm；以保证刀刃与工件表面全线接触。加工时用冷却液对刀刃充分冷却。