[发明专利]可调角度内圆斜齿和斜槽加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可调角度内圆斜齿和斜槽加工装置，可广泛用于内圆有斜齿和斜槽设计的回转型工件加工，可装在卧式或立式数控车床上，用装在刀杆上的角度调整单元调整校正槽刀装夹角度与所加工内圆斜槽的角度一致，由输入数控车床的数控程序控制刀具加工轨迹，完成内圆斜齿和斜槽的加工。

背景技术

汽轮机有静子和转子两大部分。在工作时转子高速旋转，静子固定，因此转子和静子之间必须保持一定的间隙，不使相互摩擦。蒸汽流过汽轮机各级工作时，压力、温度逐级下降，在隔板两侧存在着压差。蒸汽除了绝大部分从导叶、动叶的通道中流过做功外，一小部分会从各种间隙中流过而不做功，成为一种损失，降低了机组的效率；转子还必须穿出汽缸，支撑在轴承上，此处也必然要留有间隙。对于高压汽缸两端和中压汽缸的前端，汽缸内的蒸汽压力大于外界大气压力，此处将有蒸汽漏出来，降低了机组效率，并造成部分凝结水损失。在中压缸的排气端和低压缸的两端因汽缸内的蒸汽压力低于外界的大气压力，在主轴穿出汽缸的间隙中，将会有空气漏入汽缸中。由于空气在凝汽器中不能凝结，从而降低了真空度，减小了蒸汽做功能力。为了减小上述各处间隙中的漏气，又要保证汽轮机正常安全运行，汽轮机设计中特设置了各种汽封。汽封可分为通流部分汽封、隔板汽封和轴端汽封三大类,结构主要有迷宫式汽封、刷子汽封和蜂窝汽封，其中迷宫式汽封应用最广泛。本发明用于解决的内圆斜齿或斜槽零件加工，结构隶属迷宫式汽封的一种。

这种零件是内圆有斜齿和斜槽的汽封，因其结构及相对于转子的位置要求，加工非常麻烦，汽封加工是汽轮机行业都面临的一项难度大、技术含量及附加值都很高的工艺技术问题。

本发明以解决迷宫式汽封中的斜齿汽封为设计初衷，该汽封结构特征属于整圈结构，由多个弧段结构组成，零件外径≥700mm，在常规汽封零件基础上，增加了靠近端面处及内孔本体整个圆周上的斜齿结构。该斜齿两面与轴线成分别成α、β夹角，角度根据热力计算确定。斜齿数根据汽封所处的位置不同而有差异，斜齿齿尖宽度l<1.5mm，齿高h≥4mm，齿底为R,R半径很小，且轴向方向上斜齿结构与邻近零件部分间距也很小。该结构类型的斜齿加工主要在于：

(1)圆周方向斜齿数量较多，保证各斜齿的角度有一定难度。

(2)斜齿齿形特殊，齿槽宽度窄，刀具刚性差易断，加工难度较大。

(3)斜齿齿尖比较薄，需制定合适的加工方案和切削参数，避免斜齿倾倒，保证形位公差要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述加工难点，提供一种可调角度内圆斜齿和斜槽加工装置，本装置根据此类零件属回转类零件的结构特点，通过对加工刀具的角度调整、牢固装夹、准确定位，保证加工角度及工艺系统刚性，对工件进行粗、精车，粗精切斜槽和斜齿，保证斜齿汽封的斜齿及斜槽的加工质量。本发明结构简单，加工准备方便，可以根据加工零件尺寸特征，备置同系列装置，通过改变压紧螺钉的位置以模块化实现不同倾斜角度的类似结构零件加工。可实现难度很大的斜齿和斜槽零件的加工，保证内圆斜齿及斜槽形位公差、良好的加工表面质量，具有对操作者技能要求不高、装夹操作方便的特点。

本发明通过以下技术方案实现的：

可调角度内圆斜齿和斜槽加工装置，由刀杆、角度调整单元、调整锁紧单元、三个压紧螺钉、槽刀组成，其特征在于：所述的刀杆在端部开有斜槽，在刀杆夹持槽刀处设有三个螺孔，刀杆上装有角度调整单元及调整锁紧单元，角度调整好后，调整锁紧单元的锁紧螺钉旋紧压住角度调整单元并固定，槽刀紧贴在角度调整单元之定位板的定位面定位，通过靠近刀杆夹持槽刀处的两个压紧螺钉压紧槽刀，并拧紧三个压紧螺将角度调整单元定位板固定在刀杆上。

槽刀的角度由角度调整单元通过啮合齿轮副调整，通过角度指示刻度盘的刻度线指示所调角度，可方便观察调整。允许的角度调整范围调整到位后，槽刀贴合在角度调整单元的调节定位板上即可获得所要角度，需要调整到的角度由工件内圆上槽子的角度而定。用角度调整单元调整槽刀角度与所加工内圆斜槽的角度一致后，由输入数控车床的数控程序控制刀具加工轨迹，完成内圆斜齿和斜槽的加工。

所述刀杆后端自身装夹厚度要比加工机床安装刀杆的装夹槽尺寸小，刀杆的定位面紧贴在机床安装槽的定位面上，且刀杆的定位面与刀杆前端所开斜槽上的槽刀中心高方向定位面一致。

所述刀杆前端部开的斜槽尺寸比槽刀夹持部分的尺寸大，保证槽刀装入斜槽。