對諸如渦輪機轉子盤或渦輪壓縮機盤的部件拉削狹槽的方法及拉刀的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及對諸如渦輪轉子盤或渦輪壓縮機盤等部件的狹槽進行拉削。
【背景技術】
[0002] 本發明特別適用于對轉子盤或渦輪壓縮機或飛行器渦輪螺旋槳發動機拉削"樅樹 截面"或"球莖"形式的狹槽。
[0003] 在傳統意義上，渦輪發動機或飛行器渦輪螺旋槳發動機包括壓縮機部分和旋轉渦 輪機。渦輪機依次包括轉子盤，轉子盤具有外圍附件（"樅樹截面"或"球莖"形式的狹槽）， 外圍附件分布在轉子盤的周邊上并且占用及保持所述渦輪機葉片的根腳。一些壓縮機盤也 包括這種附件。
[0004] 這些附件通常通過拉削進行加工。
[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] 在渦輪機渦輪的轉子盤4或壓縮機盤的外周上的狹槽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)下進行。由于這個原因，對于 給定拉刀1推進到用于加工的狹槽3中，拉刀1的齒2 (以給定節距P隔開）由于齒在狹槽 3中的進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)的方向上產生變化。導致拉削槽的變形。
[0008] 該問題在小型部件的情況下尤其加劇。
[0009] 本發明的目的是解決此問題。
[0010] 已經提出許多優化拉削工具的通用多準則方法。
[0011] 通常，拉刀的制造商禁止使用被拉削厚度的因數節距。在被拉削部件堆積的大多 數目前情況下，使用被拉削厚度的因數節距可能在部件上產生大量變形。通常，該規律也適 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發表的"用于改進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節距的拉削 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 產生力的零變化。
[0014] 同樣，該文章并不針對傾斜拉削的問題。
【發明內容】
[0015] 本發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轉子盤或渦輪壓縮機盤等部件中拉削至 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的內齒距。
[0017] 因此，考慮到由于拉削角度而產生的被拉削部件的厚度與被拉削長度之間的差， 優化了拉削的內齒距以使狹槽的變形最小化。
[0018] 也提供一種用于執行該方法的拉刀。
【附圖說明】
[0019] 參照附圖，本發明的其他特征和優點將從以下單純示例性且并非限制性的描述中 呈現。
[0020] -圖IA和圖IB示意性示出在根據現有技術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"形式的狹槽的側視圖；
[0022] -圖3為圖2的細部圖；
[0023] -圖4為示出圖2和圖3的拉刀的齒在轉子盤上加工的狹槽中的細部圖；
[0024] -圖5A和圖5B示出根據本發明的可能實施方式拉削狹槽，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。
【具體實施方式】
[0025] 圖2至圖4示出包括多個狹槽3的轉子盤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 的空置空間構成凹口室。
[0027] 拉刀以傾斜方式（拉削角α )執行加工使得由轉子盤4構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的因數的拉刀節距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（轉子盤4)的外周處進 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。
[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為優選的接合齒數并為正整數。
[0038] 應指出的是，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很可能根據拉刀1的軋槽所對應的狹槽的深度變化，其中，轉子盤能夠具 有可變厚度，特別是在轉子盤的外周處。
[0041] 拉削角α針對每個軋槽而確定。拉削角α對應于拉刀1的下降所沿的軸線A與 被拉削區域高度處的部件4的厚度之間的角。
[0042] 剛描述的拉削在小型渦輪機轉子盤，尤其在內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的禍輪機盤和 壓縮機的情況下使用。
[0044] 齒數η優選等于2但也可以等于3或4。
【主權項】
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轉子盤或渦輪 壓縮機盤，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)的因數的內齒節距（P)。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述內齒拉刀節距（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。3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，n在1與4之間。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，n等于2。5. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，狹槽為在渦輪機轉子盤或渦 輪壓縮機盤的外周處加工的"樅樹截面"形式或"球莖"形式的狹槽。6. -種用于執行根據前述權利要求中任一項所述的方法的拉刀，所述拉刀包括分布在 拉刀長度上的由給定節距成對地分開的多個齒，其特征在于，所述拉刀的節距為被拉削長 度的因數。7. 根據權利要求5所述的拉刀，其特征在于，拉刀的節距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為優選的接合齒數（為正整數）。8. 根據權利要求7所述的拉刀，其特征在于，n在1與4之間。9. 根據權利要求7所述的拉刀，其特征在于，n等于2。
【專利摘要】本發明涉及在諸如渦輪機轉子盤(4)或渦輪壓縮機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)的因數的內齒節距(P)。
【IPC分類】B23D43/02, B23D37/00
【公開號】CN104968460
【申請號】CN201480006961
【發明人】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