枞树形刀具以及使用该刀具的叶轮叶根部的加工方法技术

本发明专利技术提供一种枞树形刀具及使用该刀具的叶轮叶根部的加工方法，所述枞树形刀具是叶轮叶根部加工用枞树形刀具，所述枞树形刀具至少由以下部分构成：刀具主体；1个或2个外周切削刃成形为铲背铣刀刃形的装拆式超硬合金制切削刀片；用于将装拆式超硬合金制切削刀片以能够对外周切削刃的前面进行再次研磨的状态安装在刀具主体上的夹紧机构，其特征在于，在所述切削刀片的任一外周切削刃上，设有两个以上凸状部，所述凸状部与枞树形叶轮叶根部对应地进行切削，所述加工方法是由所述枞树形刀具进行的切削方法，即在将所述切削刀片安装在刀具主体上的状态下反复再次研磨后进行切削。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对安装在叶轮旋转轴上的叶轮叶根部进行加工时使用的揪树形刀具 (Christmas cutter)以及使用该揪树形刀具的叶轮叶根部的加工方法。
技术介绍
将叶轮叶片安装在叶轮旋转轴上的叶轮叶根部呈倒揪树(Christmas tree)状 (以下，简称为树状)，并交替具有凹状部、凸状部，凹状部、凸状部的凹凸幅度从所述叶片根部的外周向叶轮旋转轴方向逐渐变窄。作为对被加工部件即叶轮叶根部的树状凹状部、 凸状部进行切削加工的刀具，已知一种揪树形刀具，其外周切削刃的刃径呈树状连续，与凹状部、凸状部的横宽变化相对应，随着趋向刀具前端侧使宽度呈树状增减，同时，刀具整体的直径向刀具前端逐渐变小。在所述叶轮叶根部的加工时使用的揪树形刀具(以下，也称为刀具)中，有粗加工用揪树形刀具和精加工用揪树形刀具，使用这些刀具经过粗加工工序和精加工工序，完成具有所希望的凹状部、凸状部的树状叶轮叶根部。为了可靠地实现叶轮叶片与叶轮旋转轴的嵌合而要求叶轮叶根部的树状凹状部、 凸状部的形状精度为高精度。因此，在以往的通过相同的材质来制造整体型揪树形刀具，即揪树形刀具的切削刃部整体的情况下，从刀具的制作比较容易、且容易确保树状凹状部、凸状部的形状精度以及防止揪树形刀具的折损的目的考虑，揪树形刀具的材质在大多数情况下选择高速工具钢。另外，高速工具钢制的揪树形刀具，由于材质韧性的优越性，能够使外周切削刃取得较大的前角，并且，从容易设置螺旋角、切削性好等观点考虑，也使揪树形刀具成为主流。在切削工具的整个领域中，由于要求高速加工和延长工具寿命的要求，所以一般适用有超硬合金及其他高硬度材料。但是，在作为本专利技术的对象的叶轮叶根部的切削加工中，强烈地要求与高速工具钢制的揪树形刀具相比大幅度地延长寿命，但对于作为代替材料的例如超硬合金而言，由于考虑到原料和加工费的增加导致的制造成本的增大、使用与高速工具钢相比脆性相对低的超硬合金时因刀具破损导致的叶轮叶片的不良以及工序的延迟、以及因重新制造刀具导致的更多的成本增大，刀具材质的代替几乎完全没有被推进。 揪树形刀具的切刃部分的超硬合金化充其量为以下所述的作为超硬刀片使用的提案程度。虽然与本专利技术的目的相比，切削对象不同，但在专利文献1中提出了一种槽的铣刀加工方法，该方法是在叶轮旋转轴上形成用于将叶轮叶根部插入到叶轮旋转轴上的下刻 (under cut)槽。在形成于叶轮旋转轴上的槽的加工中，由于要求加工精度，所以，专利文献1中公开了这样一种方法通过超硬刀片对各揪树状槽的主要部分按照每个槽三次工序进行切削，最后(第四次)通过仿形铣刀以一次刀具通过进行铣刀加工。专利文献1中使用的最初的三个铣刀都是在树状的一个凸状部仅安装一个小切削刀片的揪树形刀具，并推荐适用超硬合金刃。最后(第四次)加工即仿形铣刀也使用小切削刀片，但为仅产生极少的切削屑的加工。专利文献2也公开了一种加工用的切削工具，用于在叶轮旋转轴上形成将叶轮叶根部插入到叶轮旋转轴上的槽。切削工具在工具主体上按照槽的每个凸出部分改变小切削刀片的形状和识别编号，并能够在切削过程中，根据磨损的部分，依赖标识编号来更换刀片。作为专利技术的效果，由于更换小切削刀片，所以不需要再次研磨，并且能够选择合适尺寸的小切削刀片并没有错误地更换。虽然介绍了在小切削刀片上实施硬质材料的包覆的实施例，但对于小切削刀片的材质没有记述，是不明了的。除专利文献2以外，还有在揪树形刀具的刃部局部使用超硬合金的类型，但在该情况下，也仅提出了以下程度的刀具，即由高速工具钢制备揪树形刀具主体，刃部为超硬合金制不重磨(throw away)刀片。若揪树形刀具的锋利度降低或发生磨损、卷刃，则需要对外周切削刃进行再次研磨使其恢复到最适合的形状。以往的高速工具钢制揪树形刀具的外周切削刃在多数情况下以铲背铣刀刃形来构成刀具的外周后隙面(也称为后角面)。因此，不在外周后隙面进行再次研磨，而仅进行前面研磨。其目的在于，避免为了成形准确的形状精度而需要最多加工工时的外周切削刃的铲背铣刀刃形研磨加工，削减再次研磨费用以及将再次研磨导致的刀具外径的减少量抑制到最小限度等，尤其考虑了经济性。专利文献1 日本特表2004-507369号公报专利文献2 日本特开2000-2M812号公报
技术实现思路
叶轮旋转轴以及叶轮叶片由不锈钢或超耐热合金构成，具有要求高精度的揪树状的复杂形状，因此，不允许叶轮叶根部的切削加工的尺寸不良。况且，有时还因切削加工中发生的揪树形刀具的切削刃破损等导致被加工物损坏，这是禁止发生的事故。因此，从切削寿命以及切削效率等观点考虑，即使已知超硬合金的材质比高速工具钢优良，但由于揪树形刀具的破损导致工序的延迟以及刀具成本的显著增大等重大事故的危险性，目前仍然使用高速工具钢。在以往的高速工具钢制揪树形刀具中，在因使用产生磨损而需要再次研磨的情况下，只有对揪树形刀具主体进行再次研磨的方法，该情况下，预先准备更换用的新揪树形刀具，或必须等待已经磨损的揪树形刀具的再次研磨结束。但是，高速工具钢制揪树形刀具由于寿命短，所以进行再次研磨的频率很大，并且废弃周期也快。另外，还存在加工现场发生因再次研磨等待等导致的切削工序停滞，最坏的情况下，刀具的数量不足导致叶轮叶片的加工线停止等不良情况。而且，在偶尔发生的揪树形刀具的破损中，即使仅在一把刀具中的多片切削刃内的仅一片上发生因切屑的咬入等产生的刀尖崩刃等，也只能使整个揪树形刀具废弃。由于以上的情况，在使用高速工具钢制揪树形刀具的情况下，为了防备万一发生的不良情况，需要事先准备较多余量的刀具，所以，存在经济负担大的问题。而且，高速工具钢制揪树形刀具在切削条件方面也存在问题。即使以缩短叶轮加工时间为目的而试图提高切削速度以及工作台送进速度，但由于刀具的刀尖磨损剧烈、刀具的破损以及叶轮叶根部的加工面的品质降低等原因，在改善加工效率方面受限。如上所述，在专利文献1、2中提出了一种切削工具，其目的不是加工本专利技术中成为对象的叶轮叶根部，而是加工叶轮旋转轴的揪树状槽，并且设置超硬合金制小切削刀片取代高速工具钢制揪树形刀具。但是，专利文献1记载的铣刀以及使用该铣刀的加工方法，该方法虽然对各刀片的负荷小，但仅阶段性地减小负荷而进行铣刀加工，所以，整体而言存在切削工时多的问题。另外，专利文献1记载的铣刀是在立铣刀的凸状外周切削刃的一部分上安装小切削刀片，尤其是并不具有作为切削工具的特征。因此，由所述文献的各图的形状也可知，能够容易地推测专利文献1记载的铣刀在树状凹状部以及凹状部和凸状部的连接部分等很难得到准确的形状。即，在通过专利文献1记载的方法对叶轮旋转轴的揪树状槽进行加工的情况下，针对本来需要的树状凹状部、凸状部，形状差异容易变大，尤其由于精加工用刀具的加工余量增加，导致叶轮叶片的加工面的品质容易降低。专利文献2记载的铣刀工具配置有超硬合金制小切削刀片，该切削刀片被成形为与设置成揪树状的各凹状部、凸状部对应的形状。但是，由于需要使超硬合金制小切削刀片成形为与设成树状的各凹状部、凸状部对应的形状，所以，超硬合金制小切削刀片的单价变得很高。另外，由于需要多种超硬合金制小切削刀片，所以，还需要很多工时将所述超硬合金制小切削刀片设置在刀具的主体上。因此，在叶轮旋转轴的揪树状槽的加工过本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种枞树形刀具，是用于切削加工设有多个凸状部和凹状部的枞树形叶轮叶根部的枞树形刀具，所述枞树形刀具至少由以下部分构成：枞树形刀具的主体；１枚或２枚外周切削刃成形为铲背铣刀刃形的装拆式超硬合金制切削刀片；用于将所述装拆式超硬合金制切削刀片以能够对所述外周切削刃的前面进行再次研磨的状态安装在所述枞树形刀具的主体上的夹紧机构，其特征在于，在所述装拆式超硬合金制切削刀片的任一外周切削刃上设有两个以上凸状部，所述凸状部与枞树形叶轮叶根部中设置的多个凹状部的形状对应并进行切削。

【技术特征摘要】
2010.06.02 JP 2010-1387111.一种揪树形刀具，是用于切削加工设有多个凸状部和凹状部的揪树形叶轮叶根部的揪树形刀具，所述揪树形刀具至少由以下部分构成揪树形刀具的主体；1枚或2枚外周切削刃成形为铲背铣刀刃形的装拆式超硬合金制切削刀片；用于将所述装拆式超硬合金制切削刀片以能够对所述外周切削刃的前面进行再次研磨的状态安装在所述揪树形刀具的主体上的夹紧机构，其特征在于，在所述装拆式超硬合金制切削刀片的任一外周切削刃上设有两个以上凸状部，所述凸状部与揪树形叶轮叶根部中设置的多个凹状部的形状对应并进行切削。2.如权利要求1所述的揪树形刀具，其特征在于所述夹紧机构由用于将装拆式超硬合金制切削刀片安装在揪树形刀具的主体上的紧固螺纹构成，或者由楔形紧固件和用于夹紧所述楔形紧固件的紧固螺纹构成，用于将所述装拆式超硬合金制切削刀片机械地安装在所述揪...

【专利技术属性】
技术研发人员：金本浩，
申请(专利权)人：日立工具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP