對諸如渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤或渦輪壓縮機(jī)盤的部件拉削狹槽的方法及拉刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對諸如渦輪轉(zhuǎn)子盤或渦輪壓縮機(jī)盤等部件的狹槽進(jìn)行拉削。
【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明特別適用于對轉(zhuǎn)子盤或渦輪壓縮機(jī)或飛行器渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)拉削"樅樹 截面"或"球莖"形式的狹槽。
[0003] 在傳統(tǒng)意義上，渦輪發(fā)動機(jī)或飛行器渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)包括壓縮機(jī)部分和旋轉(zhuǎn)渦 輪機(jī)。渦輪機(jī)依次包括轉(zhuǎn)子盤，轉(zhuǎn)子盤具有外圍附件（"樅樹截面"或"球莖"形式的狹槽）， 外圍附件分布在轉(zhuǎn)子盤的周邊上并且占用及保持所述渦輪機(jī)葉片的根腳。一些壓縮機(jī)盤也 包括這種附件。
[0004] 這些附件通常通過拉削進(jìn)行加工。
[0005] 出于此原因起見，如圖IA所示，使用一組拉刀1制作被加工狹槽3中的若干軋槽。
[0006] 在渦輪機(jī)渦輪的轉(zhuǎn)子盤4或壓縮機(jī)盤的外周上的狹槽3為"樅樹截面"或"球莖" 形式的情況下，拉削通常在特定傾角（圖IA中的拉削角α)下進(jìn)行。由于這個原因，對于 給定拉刀1推進(jìn)到用于加工的狹槽3中，拉刀1的齒2 (以給定節(jié)距P隔開）由于齒在狹槽 3中的進(jìn)入及離開對生成的狹槽3的壁施加交替的力。
[0007] 如圖IB所示，這些交替力（圖IA中箭頭Fl、F2、F3)在對施加至拉刀1的力（合 成箭頭F)的方向上產(chǎn)生變化。導(dǎo)致拉削槽的變形。
[0008] 該問題在小型部件的情況下尤其加劇。
[0009] 本發(fā)明的目的是解決此問題。
[0010] 已經(jīng)提出許多優(yōu)化拉削工具的通用多準(zhǔn)則方法。
[0011] 通常，拉刀的制造商禁止使用被拉削厚度的因數(shù)節(jié)距。在被拉削部件堆積的大多 數(shù)目前情況下，使用被拉削厚度的因數(shù)節(jié)距可能在部件上產(chǎn)生大量變形。通常，該規(guī)律也適 用于拉削單個部件的情況。
[0012] 2003年11月16日至21日，p. 1 - 11，在華盛頓訴訟IEMCE'03中由 Ozturk, O.&Budak發(fā)表的"用于改進(jìn)工具外觀的拉削方法的模型（Modeling of broaching process for improved tool design)"文章已提出使用具有部件的厚度的因數(shù)節(jié)距的拉削 工具。
[0013] 作者在文章中指出，即使使用此解決方案，亦極其難以在部件的入口與出口之間 產(chǎn)生力的零變化。
[0014] 同樣，該文章并不針對傾斜拉削的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的目的特別用于減小切削力的變化以及減小狹槽的變形。
[0016] 出于此目的起見，提供一種在諸如渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤或渦輪壓縮機(jī)盤等部件中拉削至 少一個狹槽的拉削方法，所述狹槽通過相對于部件具有拉削傾角的傾斜的拉刀加工。所述 拉刀具有為被拉削長度的因數(shù)的內(nèi)齒距。
[0017] 因此，考慮到由于拉削角度而產(chǎn)生的被拉削部件的厚度與被拉削長度之間的差， 優(yōu)化了拉削的內(nèi)齒距以使狹槽的變形最小化。
[0018] 也提供一種用于執(zhí)行該方法的拉刀。
【附圖說明】
[0019] 參照附圖，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下單純示例性且并非限制性的描述中 呈現(xiàn)。
[0020] -圖IA和圖IB示意性示出在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的拉削工具下降期間拉削狹槽以及切 削力的變化；
[0021] -圖2示出轉(zhuǎn)子盤和在該盤的外周處拉削加工"樅樹截面"形式的狹槽的側(cè)視圖；
[0022] -圖3為圖2的細(xì)部圖；
[0023] -圖4為示出圖2和圖3的拉刀的齒在轉(zhuǎn)子盤上加工的狹槽中的細(xì)部圖；
[0024] -圖5A和圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的可能實(shí)施方式拉削狹槽，以及在拉削工具下降期 間切削力的變化，圖5A為沿圖4的線A-A截取的類似于圖1的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 圖2至圖4示出包括多個狹槽3的轉(zhuǎn)子盤4以及用于加工狹槽3的拉刀1。狹槽 3在這種情況下為"樅樹截面"的形式，當(dāng)然也可以為其他形式的附接槽（例如，"球莖"形 式）。
[0026] 拉刀1包括多個齒2。兩個相繼的齒通過芯體5成對地分開，芯體與齒的尖端之間 的空置空間構(gòu)成凹口室。
[0027] 拉刀以傾斜方式（拉削角α )執(zhí)行加工使得由轉(zhuǎn)子盤4構(gòu)成的部件的被拉削厚度 Ep不同于被拉削長度L。
[0028] 如圖5Α所示，所提供的拉刀利用為被拉削長度L的因數(shù)的拉刀節(jié)距Ρ。
[0029] 以此方式，齒2在另一個齒2離開加工部件時在加工部件（轉(zhuǎn)子盤4)的外周處進(jìn) 入生成的狹槽3。
[0030] 與被加工狹槽3的壁接合的切削齒2的力（圖5Α中箭頭Fl至F4)在狹槽3的任 一側(cè)上平衡。因此，限制了切削力（合力F)的變化并且消除了力的替代分量。
[0031] 該原理通過圖5Β示出，其表示了切削力的微分為位移的函數(shù)。
[0032] 考慮到以此方式加工的部件所允許的間隔公差，有利地選擇節(jié)距的值為等于：
[0034] 其中：
[0035] -Epmax和Ep min為盤部件的給定公差的最大厚度和最小厚度，
[0036] _α max和a mm為給定公差的最大拉削角和最小拉削角，
[0037] -η為優(yōu)選的接合齒數(shù)并為正整數(shù)。
[0038] 應(yīng)指出的是，厚度Ep針對拉刀1的給定乳槽（pass)而確定。
[0039] 其根據(jù)被加工狹槽3的入口及出口上的拉削邊緣之間的緣至緣之間的距離計算。 [0040] 厚度Ep很可能根據(jù)拉刀1的軋槽所對應(yīng)的狹槽的深度變化，其中，轉(zhuǎn)子盤能夠具 有可變厚度，特別是在轉(zhuǎn)子盤的外周處。
[0041] 拉削角α針對每個軋槽而確定。拉削角α對應(yīng)于拉刀1的下降所沿的軸線A與 被拉削區(qū)域高度處的部件4的厚度之間的角。
[0042] 剛描述的拉削在小型渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤，尤其在內(nèi)齒距較小的盤的情況下特別有意 義。
[0043] 通過示例的方式，這種拉削可以有利地在厚度小于20mm，最大狹槽深度（圖4中 的Pmax)數(shù)量級為10至15mm以及最小狹槽寬度（圖4中的c)為2至3mm的禍輪機(jī)盤和 壓縮機(jī)的情況下使用。
[0044] 齒數(shù)η優(yōu)選等于2但也可以等于3或4。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在部件中加工至少一個狹槽的拉削方法，所述部件為諸如渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤或渦輪 壓縮機(jī)盤，所述狹槽通過相對于所述部件具有拉削角的傾斜的拉刀加工，其特征在于，所述 拉刀具有為被拉削長度（L)的因數(shù)的內(nèi)齒節(jié)距（P)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)齒拉刀節(jié)距（P)等于其中： -Epmax和Epmin為盤部件的給定公差的最大厚度和最小厚度， -amax和a_為給定公差的最大拉削角和最小拉削角， -n為正整數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，n在1與4之間。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，n等于2。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，狹槽為在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤或渦 輪壓縮機(jī)盤的外周處加工的"樅樹截面"形式或"球莖"形式的狹槽。6. -種用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法的拉刀，所述拉刀包括分布在 拉刀長度上的由給定節(jié)距成對地分開的多個齒，其特征在于，所述拉刀的節(jié)距為被拉削長 度的因數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的拉刀，其特征在于，拉刀的節(jié)距P等于其中： -Epmax和Epmin為盤部件的給定公差的最大厚度和最小厚度，-amax和amin為給定公差 的最大拉削角和最小拉削角， -n為優(yōu)選的接合齒數(shù)（為正整數(shù)）。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的拉刀，其特征在于，n在1與4之間。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的拉刀，其特征在于，n等于2。
【專利摘要】本發(fā)明涉及在諸如渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤(4)或渦輪壓縮機(jī)盤等部件中拉削至少一個狹槽(3)，所述狹槽(3)通過以拉削角(a)傾斜的拉刀(1)加工。所述拉刀(1)具有為被拉削長度(L)的因數(shù)的內(nèi)齒節(jié)距(P)。
【IPC分類】B23D43/02, B23D37/00
【公開號】CN104968460
【申請?zhí)枴緾N201480006961
【發(fā)明人】塞巴斯蒂安·曼德里萊, 吉勒斯·卡澤納夫-拉羅什, 西里爾·沃納爾特, 吉勒斯·迪桑, 讓·迪納皮, 讓-伊夫·帕里斯
【申請人】渦輪梅坎公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2014年1月27日
【公告號】CA2899562A1, EP2950957A1, WO2014118459A1