一种沿一条主轴延伸的涡轮叶片型面的铣削方法技术

一种从一个工件（５）铣削一种具有一个凸的吸入侧（３）和一个凹的压力侧（４）的沿一个主轴（１）延伸的涡轮叶片型面（２）的方法，其中，吸入侧（３）利用一个所属的绕一个所属转轴（６）旋转的铣刀（７）来铣削，该铣刀（７）有一个圆环形的、平的端面（８），它是一种带有至少一个切削刃（９）的旋转装置，其中，铣刀（７）和工件（５）大致垂直于主轴（１）而相对运动，其特征在于，切削刃（９）位于端面（８）内，而端面（８）与所要铣削吸入侧（３）相切，并且吸入侧（３）与一条与主轴（１）成锐角的接触线（１０）接触。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从一个工件铣削一种具有一个凸的吸入侧和一个凹的压力侧的、沿一个主轴延伸的涡轮叶片型面的方法。本专利技术尤其涉及用于所谓的滚筒叶片的涡轮叶片型面的铣削，它具有如下形式的涡轮叶片型面、即该型面沿一条主轴无变化，而且除此之外也不扭曲，并且广泛用于蒸汽涡轮机中。这样的滚筒叶片除本身的涡轮叶片型面外，通常还具有用来使型面固定在其上的底部和用来实现一定的密封功能及阻尼功能的顶部。滚筒叶片应用在许多装置中。滚筒叶片大都由简单的成型工件、即毛坯铣削而成。其中，毛坯具有简单的外形，例如由一个大锭截得；它通常是一个棱柱，且沿要制造的滚筒叶片的主轴是直的。并且垂直于主轴方向的截面为矩形或平行四边形。在文献GB-PS 625 771、GB-PS 635 775和GB-PS 703 796中，出现过有关用于滚筒叶片的、沿一个主轴呈直的，即尤其是不扭曲的涡轮叶片型面的概述。一种在其中所概述的涡轮叶片型面的特征是，它由一束直线构成，这些线的总和组成与涡轮叶片型面相对应的表面。一种如在滚筒叶片中所存在的、沿一条主轴呈直的涡轮叶片型面是一个这种所概述的涡轮叶片型面的简单例子，其中，组成直的涡轮叶片型面的直线都平行于主轴。此外，也有复杂的型面，尤其是在垂直于主轴的截面内具有沿主轴线性变化的、并且扭曲的型面。这种扭曲的型面的形成来自下面简单的模型一种沿一条主轴呈直的或线性变化的、不扭曲的型面将用一束如在“Mikado”游戏中使用的棒代表。其第一端终止于一个底座上，而第二端由一个模型人的手面压在基座上的棒束，可通过该手面的扭转和/或移动变形并扭曲成多种多样的形式，而没有一根棒折断，并且在棒的数量足够多时，这些棒的总体始终还构成一个一体的，看上去封闭的型面。每个可由这种方式产生的型面都是由一组直线或与上述文献中所描述的相一致的线组成的型面的一个例子。应该注意，实际上，每个型面的局部、即在各点的足够小的周围区域内都同由一组直线组成的和尤其是平的型面近似。对于由一组直线组成并沿一条主轴延伸的涡轮叶片型面或涡轮叶片型面的部分而言，一般可以确认，这些线分别与主轴成锐角，这不仅基于这样的涡轮叶片型面是由直的涡轮叶片型面形成的，也基于该涡轮叶片型面在大致垂直于主轴的横截面内始终比在平行于主轴的纵截面内弯得更明显。一种具有一个凸的吸入侧和一个凹的压力侧的、沿一条主轴延伸的涡轮叶片型面的铣削方法曾在专利说明书DE 25 44 612 C3中出现过。按照该方法，涡轮叶片型面按下面方式铣削，铣刀呈圆形或螺旋形环绕主轴而绕工件移动并有一个切削刃旋转布置的端面，这些切削刃在要制造的涡轮叶片型面的表面的每个点上都与相关的涡轮叶片型面的切面构成一个锐角。其中，压力侧和吸入侧用一个铣刀来加工。在铣刀相对于要加工的涡轮叶片型面为空间定位的条件下，铣削过的工件表面具有凹槽状结构，并且需要昂贵的再加工以获得涡轮叶片型面。因此，仅需要一个铣刀来加工涡轮叶片型面的方法所显示的优点大大地受限，因为，对被铣削的工件需要至少一种再成型的切削加工。在由G.Spur和T.Stoeferle所著，由慕尼黑和维也纳Carl Hans-er出版社于1979年出版的“制造技术手册”第一卷第三册的第七段中曾对已公开的铣削方法及所适合的机床进行过一般性概述，但没对铣削涡轮叶片型面所存在的特殊问题作出说明。在437页的7.2.1段及438页的图示中，介绍了一种圆柱形型面的铣削方法，用该方法可直接获得所希望的，尤其是没有宏观可见凹槽结构的型面。所提到的该段还包括对铣刀的基本构造的概述，尤其可参见463页及下页的第7.6段，以及对铣床基本构造的说明。鉴于已公开的通过铣削来加工带有一个凸的吸入侧和一个凹的压力侧的涡轮叶片型面的方法所存在的缺点，本专利技术的目的在于，要确定相应的方法，它至少使叶片型面的吸入侧或压力侧具有至少不需要再成型加工的表面。鉴于吸入侧的制造，为达到上述目的，给出了从一个工件铣削一种具有一个凸的吸入侧和一个凹的压力侧的、沿一条主轴延伸的涡轮叶片型面的方法，其中，吸入侧借助一个附设的绕一个所属转轴旋转的铣刀来铣削，该铣刀有一圆环形的、平的端面，它是一种带有至少一个切削刃的旋转装置，在该方法中，铣刀和工件大致垂直于主轴相对运动，其中，位于端面内的切削刃及端面与要铣削的吸入侧相切，而吸入侧与一个同主轴成锐角的接触线接触。相应地，与上面专利中介绍的方法不同，具有一个位于端面内的切削刃的铣刀按下面方式对正，即在接触线上，它的端面大致与吸入侧相切。由此，铣削不再主要由端面而主要由侧面完成，当然，铣刀在工件上形成的铣削轨迹实际上具有一个平的区域。在以往的方法中不可避免地形成的凹槽结构可因此而避免，并可基本上直接在吸入侧获得所希望的表面，必须进行的再加工仅限于为使表面达到光滑而进行的磨削，成型再加工不再绝对需要了。本专利技术所提出的铣刀的定位意味着，铣刀与吸入侧相切的接触线，与线组中的一条直线对应，这些组线在铣刀接触位置的区域内与所希望的涡轮叶片型面相近似。当所加工的涡轮叶片型面事实上由一组直的线构成时，这种近似性最佳。即便是这种情况和近似性相应地不够完美，它依然是非常有益的，因为由方法引起的与涡轮叶片型面的偏差保持在非常小的范围内。为在由铣刀在工件上形成的铣削轨迹内获得特别宽的、光滑的区域，铣刀按如下方式定位是有益的，即接触线为一条完全处在端面内的、连接端面外缘两点的弦。由接触线所确定的该铣削轨迹的、光滑的区域通过这种方式变得尤其大。如果接触线大致与端面的一个内边相切延伸、即当它几乎到达端面的内边上时，这尤其有益。端面的外边是由切削刃的背向铣刀转轴的端部确定的；而端面的内边是由切削刃的朝向铣刀转轴的端部形成的。相应地，铣削吸入侧时铣刀布置的种类及方式主要取决于所采用的铣刀的几何形状。其中铣刀在端面上所具有的切削刃数量并不十分重要；铣刀可根据专业人员提供的鉴定意见而进行选择。许多涡轮叶片型面在本身的吸入侧和压力侧之间具有过渡区，尤其在其前部和后部区域，它们本身是凸的。这些过渡区最好按照前面所述的方法同吸入侧一起被铣削。本方法对于其吸入侧是由一组直线组成的、每条线都与主轴成锐角的涡轮叶片型面的加工特别有利，其中，接触线始终位于一条直线上。在铣削涡轮叶片型面时，铣刀的端面必须尽可能好地与涡轮叶片型面重合于接触线上；这点对于一种由一组直线组成的涡轮叶片型面而言，尤其有利的方式是接触线始终处在直线中的一条上。由于涡轮叶片型面在要加工的吸入侧是凸的，这意味着，端面一定要与待加工的压力侧相切。由此，残留的余量保持很小。本方法尤其适合加工滚筒叶片的吸入侧，在该叶片中，所有的直线都平行于主轴。其中，由于余量可完全避免，可能进行的再加工仅仅以降低其表面粗糙度为目的。考虑到涡轮叶片型面的压力侧的加工，为达到这一目的，提出一种从一个工件铣削一个带有一个凸的吸入侧和一个凹的压力侧的涡轮叶片型面的方法，其中，压力侧借助一个所属的绕一个所属转轴旋转的、与一个垂直于主轴的截面成锐角相交的铣刀来铣削，其中，工件和铣刀与主轴成锐角而相对运动。铣削压力侧的方法是基于所采用的铣刀的转轴以如下方式向待加工的涡轮叶片型面倾斜，即产生一个具有椭圆截面的铣削轨迹。凹的压力侧由此在任何情况下都可铣削得非常近似，因此，鉴于残留的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗尔夫·戴维，伯特霍尔德·金泽尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：