[发明专利]弧形槽加工方法及用于该方法的刀具

说明书

本发明涉及一种用于切割或加工弧形槽，特别是例如在涡轮转子的制造中切割或加工弧形槽转子的方法及其装置。

象用于蒸汽涡轮机中那样的涡轮转子例如具有一个基本上圆柱形的底座部件，其上构造有若干个盘状圆柱形部分。这些部分的周边上设置有间隔开的槽，以便接纳涡轮叶片，这些叶片的根面在槽的纵向方向上成锯齿形。因此，这些槽具有所谓的圣诞树的轮廓，其作用是正确地接纳并固定涡轮叶片的根部。在这种情况下，在纵向方向上延伸的直槽以及斜槽和圆弧形的槽都是已知的。

用于加工从侧面看是圆弧形的转子槽的方法及其装置可以从设在5602Langenberg/Rhld的Kollmann Maschinenbau有限公司的第9期特别出版物上刊登的由工程师(级)Sienfried Neumann所撰写的题为“用于铣削发电机和涡轮转子的方法及其机器”的专业论文中得知。圆弧形槽可以用一个具有若干盘形圆柱段的坯料加工而成。一种铣床被用来加工槽。此铣床具有一根刀具旋转轴，它被安装成可轴向调节。在此例中的刀具旋转轴的轴向方向基本上对应于刀具的径向方向或与其平行。一个所谓的钟状铣刀被装接到该刀具旋转轴上，并且其刀具底座部件具有带轴向突伸边缘的圆板。边缘的纵向截面的轮廓由支承切削刃的切削零件限定。这些零件以它们的圆周外轮廓确定在粗切工艺中被切割并且初始粗糙地预成形的槽的轮廓。剖面的轮廓是由若干矩形和朝着钟形铣刀的边缘的多级锥形构成的。这样该轮廓就不会形成底切，仅仅适合于开通一个经磨削的预成型轮廓的槽(粗切削)。

采用了一个圆铣床来对槽进行成形和精加工，它可以引导一柄式成型铣刀沿着槽的一条圆弧形路径向前进给。该柄式铣刀具有对应于被加工的槽侧面的成形轮廓。该柄式成形铣刀具有相对于工件(涡轮转子)的径向的根切。

由于形成根切结构所要求的轮廓深度大以及对应于槽的长度的切削路径长，用柄式铣刀铣切需要较长的加工时间。这样，在沿涡轮转子的周边上分布有大量的槽的情况下，累计起来就需要很长的总的加工时间，在一个实例中单是一个圆周边上的槽可能就达到5个小时以上的加工时间。要求长的加工时间会导致涡轮转子加工中高的生产成本。

针对这一问题，本发明的目的是提供一种加工成形的弧形槽的方法及其装置，这种方法和装置可使加工时间较短。

根据本发明的一种特别用于对至少在部分上是圆柱形的工件上的弧形槽进行铣削的钟式根切铣刀，该钟式根切铣刀具有：一个刀具基体，该基体具有一个与一条转动轴线同轴安置的环状支承部分；在该支承部分上构成的刀片座和用于接纳和保持可换向刀片的紧固装置；其特征在于，在该刀具基体绕该转动轴线的转动时，所述可换向刀片以它们的起作用的切削刃形成一个与该转动轴线同轴的外圆周切削轮廓，该切削轮廓在该转动轴线的方向上有至少一个根切。

根据本发明的一种用于在至少部分是圆柱形的工件的壳面上形成弧形根切槽，特别是用于在涡轮转子上形成转子槽的方法，其特征在于，该方法中：在第一加工步骤中，通过基本上沿一个第一钟式铣刀的转动轴线的方向送进该钟式铣刀加工出没有根切的转子槽；和在第二加工步骤中，通过至少一个对应成形的第二钟式根切铣刀的轴向插入运动和径向送进运动在该转子槽的侧面上加工出所要求的根切部。

钟式根切铣刀具有一个环状的支承部分，可换向刀片被固持在该部分的刀片座上。嵌装有可换向刀片的支承部分在此情况下其尺寸被固定住，使得在可换向刀片没有与工件接触的情况下，该支承部分可以被引入一个预加工，即敞开的未有根切的槽。所有的根切都可以在短时间内在一个小的径向送进运动中被同时加工成，该送进量基本上对应于打算形成的根切的深度。因此，钟式根切铣刀相对于用常规的成型铣刀进行铣切要明显地减少加工时间。常规的成形铣刀(柄式铣刀)必须在对应于槽的长度的向前送进运动中切削出整个成形深度，而钟式根切铣刀可以在短暂的横向送进运动中去掉同样的材料量。钟式根切铣刀的每个切削刃在刀具的每次转动中被导引经过槽的侧面的整个长度。在这种情况下铣切生产率是很高的。

送进运动是钟式根切铣刀的直的侧向位移。这可以以一种简单的方式来达到。这样就不需要给这个加工步骤加入现有技术所要求的弧形送进路径的编程。