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加（jiā）工“洋蔥形”輪廓，速度快，精（jīng）度（dù）高

2016-6-23 來源：瓦爾特作者：-

瓦爾特全新超強（qiáng）係列產品，加工汽輪機零件（jiàn），生（shēng）產效率翻番

現代燃氣輪機（jī）零件的加工是人們遇到的一大難題，因（yīn）為人們往往（wǎng）會遇到加工難切削材料（例如鈦合金和超合金）和加工成異形（例如洋蔥形（xíng）葉根和輪槽）。這種問題（tí）非常複雜，因為（wéi）加工零件的周轉時（shí）間必須盡可能短，而且工藝過程必須非常精確。瓦爾特專（zhuān）門從事精密刀具的生（shēng）產，研製出的加工方案和優化刀具為該領域製定了新標準（zhǔn）。

現代燃氣輪機壓氣機段（duàn）前部通常采用洋蔥形輪槽，將葉（yè）片固定在軸上（shàng）。根據燃氣輪（lún）機軸的（de）設計，可使用大量不同的（de）經濟省時（shí）的加工工藝（例如（rú）拉削）。為了解決這些問題，瓦爾特的專家們已（yǐ）經研製（zhì）出了一種使用仿形銑刀的加工工藝（yì）。這種仿（fǎng）形銑刀首次亮相2015年夏季“斯特拉格技術日”展會贏得了“滿（mǎn）堂彩”，受（shòu）到行業巨頭的一致好（hǎo）評。

新工藝過程成功的一個關鍵因素是它使用的創新技術，這種（zhǒng）技術包括用（yòng）於粗加工外形輪廓的銀虎塗層以及使用可轉位刀片的高精密仿形銑刀，使用這（zhè）種仿形銑刀加工，尺寸精度可達20微米。

銑削（xuē）洋蔥形輪槽 - 高效經濟的替（tì）代選擇

瓦爾（ěr）特在2015年（nián）“斯特拉格技（jì）術日”展會上（shàng）接受（shòu）了挑（tiāo）戰，開始銑削洋蔥形輪（lún）槽。示範時，使（shǐ）用了四把仿形銑刀和三把標（biāo）準的（de）可轉位刀片式銑刀。新加工工藝的一個（gè）優勢是使用了可轉位刀（dāo）片，使用可轉位刀片後，無（wú）需（xū）後續的磨削階段（在（zài）使（shǐ）用拉削刀（dāo）具時，需要磨（mó）削），也無需任何與磨削有關（guān）的額外工（gōng）作。

在粗加工尺寸為100毫米（mǐ）×100毫米（長×寬）的42CrMo4材料時，刀具加工能力可達500 cm³/min，進給率為2500 mm/min。標（biāo）準（zhǔn）刀具包括M4132台肩銑刀（dāo）和M4002大進刀量銑刀。即使（shǐ）是幹（gàn）切，M4002在深插銑時（shí）也具有較高的排屑效率。

使用（yòng）瓦爾特非標刀體和標（biāo）準可轉位刀片的三種工（gōng）序如下:完成的成形麵尺寸公差為0.03毫米。如果切削速度為260 m/min，每齒進給量為0.18毫米，則可轉位刀片的銑刀可到達的表麵光潔度為Ra ＝ 0.35微米，比規定值Ra ＝ 1.6微（wēi）米要低得多。如果精加工工序采用整體硬質合金銑刀，還可達（dá）到（dào）更加光滑的表麵質（zhì）量。

這（zhè）種加工方案是成功的:單個輪槽的全（quán）部加（jiā）工時間不到11分鍾，包括所有的（de）換刀時間。這充分證明了，選用合適的刀具和技術，在加工（gōng）洋蔥形輪槽（cáo）時，銑削是（shì）拉削的一種理想替代方案。此外（wài），仿形銑刀的（de）加（jiā）工速度（dù）幾乎比拉削刀具快一倍，即生產效率提高約100％。

葉根加工生產效（xiào）率高

輪（lún）槽采用的這種仿（fǎng）形銑刀進行加工的方式，同樣還（hái）適用於洋蔥型（xíng）葉根的加工，這種加工在Rorschacherberg“斯（sī）特拉格日”展會上已經展（zhǎn）出。其麵臨的挑戰是，隻使用（yòng）三把仿形（xíng）銑刀和三次切削，便完成一塊洋蔥型葉根輪廓的加工。在銑削示範時，使用了三把瓦爾（ěr）特製造的非（fēi）標刀具銑削洋蔥形外形輪廓，其中（zhōng）兩把用（yòng）於粗加工，一把用於精加工。用於粗加工的兩（liǎng）把仿形銑刀（dāo）采用銀虎塗層可轉位刀片:第一把銑刀使用了具有四個有效切削刃口的標（biāo）準切向可轉位（wèi）刀片（piàn），用於加工洋蔥形的頂部。第二把粗加工（gōng）刀具使（shǐ）用了具有三個有效切削刃的切向可轉位刀片（piàn），用於（yú）加工外形輪廓的（de）底部。兩種仿形銑刀的（de）金屬（shǔ）去除率為500 cm3/min。

瓦爾特專家還采用了（le）專門用於外形輪廓精加工的最新技術，使用了定位（wèi）精（jīng）度為5微米的刀片座和高精度的非標可轉位刀片（piàn）。精加工的加工餘量（liàng）僅有0.3毫米，所使用的所有刀具全部采用內冷（lěng），這是切削速度達310 m/min的高效性能加工的一個明顯優勢。最初效果很好，精加工麵很容易達到規定的20微米的（de）尺寸（cùn）精（jīng）度。

為了進行有效的對比，我們（men）同樣演（yǎn）示了采用標準刀具進行分層仿形銑削的替代加工策略。粗加工采用多軸進行仿形銑（xǐ）削，預留給精加工最大加工餘量為0.5毫米。此次加工使用了最新塗層技術和具（jù）有（yǒu）四個有效切削（xuē）刃口的標準圓形刀片銑刀。外形輪廓的粗加工分成大量（liàng）單個小工步，直到接近其最終形狀為止。半精加工和（hé）精加工（gōng）工序使（shǐ）用了圓錐形球頭銑（xǐ）刀，采用（yòng）的是分層仿形（xíng）銑（xǐ）削或側銑的加工方式。為（wéi）了承受汽（qì）輪機（jī）旋轉時產生的離心力，洋蔥形葉根輪（lún）廓上的肩（jiān）部必須滿足表麵光潔度和尺寸精度方麵的嚴格要求。該部位使用圓錐形球頭刀的側刃加工成形，而葉根（gēn）的其（qí）他外形輪廓部分則使用分層仿（fǎng）形銑削的加工工藝精加工（gōng）完成。

圖賓根應用工（gōng）程師的發現匯總如下:采用標準刀具的分層仿形銑削是一（yī）種經濟可行的解決（jué）方案，但（dàn）是需要多軸銑床。對於大型生產加工，仿（fǎng）形（xíng）銑刀在生產效率方麵獨具（jù）優勢，加工時間可縮短（duǎn）50％左右。

圖（tú）片1:洋蔥形輪槽的壓氣機輪盤

圖文說（shuō）明:燃氣輪（lún）機壓氣機輪盤的洋蔥（cōng）形輪槽，通常使用昂貴的拉削刀具加工，但現在可選用銑刀加工了。圖片:瓦爾特

圖片2:洋蔥形輪槽的銑削刀具

圖文說明:共有三把標準銑（xǐ）刀（dāo）和四把非標仿形銑刀、用於燃氣輪機轉子壓氣機輪盤的洋蔥（cōng）形輪槽（cáo）加工的刀具組件。圖片:瓦爾特

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