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1、第 4 7卷 第4期 2 0 0 5年 8月 汽轮机技术 TURBI NE I ECHNOLOGY Vo 1 4 7 No 4 Au g 2 0 0 5 燃气轮机叶片叶根齿形车刀设计计算 王海东，柴发军(哈 尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 1 5 0 0 4 6)摘要：就燃气轮机叶片叶根齿形加工及所用车刀刀齿型线的修正计算做了详细论述。关键词：叶片；叶根；型线车刀 分类号：T K 4 7 6 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 1-5 8 8 4(2 0 0 5)0 4-0 3 1 9-0 2 De s i g n C a l c u l a t i o n o f P r o fi l
2、e T u rni n g T o o l o f B l a d e Root i n Ga s T u r b i n e WA N G H a i d o n g，C H A I F a-j u n (H a r b i n T u r b i n e C o mp a n y L i mi t e d，H a r b i n 1 5 0 0 4 6，C h i n a)Ab s t r a c t：T h e p r o c e s s o f b l a d e r o o t p r o fil e i n g a s t u r b i n e a n d r e v i s i
3、 n g c a l c u l a t i o n o f p rofi l e o f t u r n i n g t o o l i s d i s c u s s e d i n d e t ml i n t h e p a p e r Ke y wo r d s：b l a d e；b l a d e r o o t；p r o fil e t u r n l n g t o o l 0 前言 叶片是燃气轮机的心脏，它决定机组的功率及效率。叶 根又是叶片的主要装配部位，它的加工精度决定装配质量，是保证叶片安全工作的关键所在。1 加工难度 1 1 叶片材料特殊 叶片的材料是镍基耐热高温
4、合金。它虽然具有 良好的 高温工作性能，但同时又伴有极差的机械加工性能。表现如 下：(1)塑性变形抗力大，故切削力大；(2)切削温度高，且低导热系数；(3)加工硬化现象严重。1 2 尺寸精度要求高 叶根齿形是由直线，折线和圆弧相互连接组成的成型表 面。其齿形公差0 0 1 m m。齿距公差0 0 2 m m。中径公差0 0 5 m m，各工作齿面距叶根端面公差0 0 5 mm，齿形角度公差：2。1 3 齿形表面精度要求高 工作齿面直线度0 0 1 m m，粗糙度为 R a 1 6。1 4 相对位置精度高 两侧齿高低公差0 0 2 m m，两侧齿在叶根厚度方向上锥 度允差：0 0 2 m i l
5、 l。2 工艺措施(1)根据叶片材料特性及结构，选择卧车加工，叶片在车 收稿 日期：2 0 0 5-0 4 1 3 作者简介：王海东(1 9 7 6-)，男，助理工程师，从事叶片设计工作。夹具上沿圆周方向装夹一周。(2)车刀切削部分材料选择超高速钢 M 4 2。(3)根据镍基合金特性：车刀前角与后角都要大些。(4)每次走刀选择大些加工余量，直接切过硬化层。(5)试加工时做齿形试片，工具显微镜或投影仪检查。(6)专用中径千分尺测量中径尺寸。(7)用通规进行综合检查。3 车刀设计(1)叶根齿形如图 1 所示。车刀前角选择=1 2。，后角=1 5。图 l (2)计算误差。由于 R=2 0 0；t=4
6、 2(齿深)。=t t g y=4 2 1 2。=0 8 9 2 7 8 i=景=-o 0 0 4 4 6 34 6 5 百 u。=Rc o s z=2 0 0 0 9 9 9 9 9=1 9 9 9 9 8 A x=R =2 0 0 1 9 9 9 9 8=0 0 0 2 维普资讯 http:/ 3 2 0 汽轮机技术 第 4 7卷 由于 值极其微小，因而所有计算都不用修正量。(3)计算相应于工件型线高度 t=4 2时，在前刀面上车 刀型线高度确定：t g=t s e e y=4 2 1-0 223 4=4 2 9 3 8 (4)法剖面上，车刀型线角度确定：t l 妒，=t g ,c o s
7、 y s e c(+y)=t g 3 0。c o s 1 2。s e c(1 5。+1 2。)=0 6 33 8 1 5 5 4。=32。2 2 2”；2=6 4。4 4 4(5)法剖面上车刀型线高度为：t，=t t g q c t g tp，=4 2 t g 3 0。e t g 3 2 3 6 72=3 8 2 6 (6)平行于支承平面，车刀型线角度的确定：=端=0 61 221 8 8 。=31 28 33 ；2 =6 2。5 7 6 (7)平行于支承平面，车刀型线高度的确定：t，=n c t =4 2t g 3 0。c t S 3 1 4 7 6。=3 9 6 1 (8)上述各公式均由下
8、列 3个基本公式导出：(a)法剖面刀形角与支撑平面关系：t s ，=t s ；S e o_,o t A向刃磨前角之后(b)法剖面刀形角与前刀面关系：t ，=t s 口 C O S(y)(C)前刀面刀形角与叶根理论型线关系：t =t g c o s 7 8 e c (y)注：为法剖面刀形角；为前刀面刀形角；为支承 平面刀形角。(9)为了在工具显微镜上测量型线，在车刀图纸上标出 型线在支承平面上投影的角度和高度。它们与叶根理论型 线一致。(1 0)由于 很小，车刀型线宽度由叶根型线宽度转移 到车刀型线上面不用改变。车刀其它尺寸根据车刀结构选 取。(1 1)车刀图纸及左右同剖面上车刀的型线见图 2、图 3。l 图 2 向刃磨前角之前(平行于支撑平面，在工具显微镜上检查用)图 3 公差范围内。4 技术要求(3)材料；切削 部 分 为超 高速 钢M 4 2，刀 杆 部分 为4 5 号 钢。(1)O。前角时检查部门验收型线，合格后再刃磨 1 2。前(4)热处理：切削部分 H R C 6 36 6，刀杆部分 H R C 3 0 角。3 5。(2)型线上所有未注公差的型线尺寸保持在 0 0 0 5 的 Te l：0 4 5 18 2 9 5 3 1 7 3 ；i，j!，；!；!j!j!|维普资讯 http:/