五金知识堂：叶片刀具知识

轴流式水轮机叶片的法兰根部曲面加工采用球头铣刀。该刀具球头中心部位切削速度趋于零，切削状况恶劣，易产生切屑堵塞和刀齿崩刃。球头铣刀国产化难度较大，现采用日立公司刀具。

球头铣刀

叶片进出、水边和焊接坡口需用φ80、φ63螺旋立铣刀。国外刀具价格约1.7～2.7万元/把，而国产螺旋立铣刀价格约是其1/4～1/8。我们与太原王牌工具厂合作研制了适于不锈钢材料叶片加工的螺旋立铣刀，该刀具为平装刀片螺钉夹紧结构。加深容屑槽、加大螺旋角，利于排屑和使切削轻快；铣刀的端部是介入切削最多的部位，也最易损坏，采用可换头的结构极大地延长了刀体寿命；改进可换头设计，在底刃增大容屑空间和副后角，避免了常见的堵塞积屑而打刀现象；端刃改2刃为4刃切削，极大地改善了此部位最易损坏的状况；周刃采用方刀片由转位2次增为4次，进步了刀片的利用率。

螺旋立铣刀

叶片曲面加工区域大，锻造型面加工余量为0～70mm，粗铣时产生程序空运行状况。购自德国瓦德利希.柯宝公司的龙门铣床配置了目前世界上功率最大的数控铣头，为实现大切深、大进给提供了前提。与哈理工大学、绵工工具厂合作研制了双层刃蹊径刀齿结构的专用面铣刀，答应切深达20mm。

专用面铣刀

选用不等齿距分布，对减小切削振动有较好效果。

铣刀齿距分布

后角选小值可增加刀齿强度，但叶片材料韧性大，为减小后刀面与已加工表面的摩擦，后角宜选大些，取后角α=7°～9°。面铣刀后角是由刀体设计的安装后角和刀片的后角形成的，刀片的后角系列有0°～25°，考虑到刀片的强度和安装角的限制，选刀片后角α=11°。面铣刀主偏角有45°～90°几种。不同主偏角影响切削受力方向和实际切削深度。另外，面铣刀的主偏角不同，其刀片磨出的修光刃也不一样，在出产中操纵者不了解或不留意不同主偏角刀片修光刃的差别，可以说处于混用状态。优选75°主偏角，并推广到全厂在加工其它部件时使用，减少了刀片不公道使用所造成的损失。

面铣刀按前角可分为双负前角、双正前角和正负前角面铣刀。“七·五”期间国内重型机加行业和工具厂家开始研究重型切削刀具，开发了轴向和径向前角取负值的双负前角面铣刀。实际证实，电站设备制造不同于重机厂家铸锻件的重型加工，在大型组焊构件和零部件加工时应用“重型切削面铣刀”是个误区。双负前角面铣刀易产生切削振动，使加工表面粗拙度差、刀具易崩损。选轴向、径向前角为正值，增大前角，可减小切削力、减小振动，达到高精度和高速切削的要求。经试验，优选径向前角γf=0°～2°，轴向前角γp=9°～12°。

铣刀几何角度的选择

刀片夹紧方式有前、后压块式、楔块可调式、偏心、杠杆、螺钉压紧和弹性夹紧等方式。基本要求装夹利便、夹紧牢固、定位精度高、结构简单和易于排屑。叶片面铣刀选用压块式夹紧方式，不但有较大的容屑槽且对刀片的精度要求低，通用性强。

刀片夹紧方式

面铣刀结构按刀片的安装方式可分为平装和立装方式。平装方式由德国瓦尔特公司（WALTER）较早采用，而立装则由德国英格索尔公司（INGERSOLL）推出的。平装方式具有刀片安装前角大、容屑槽大的特点，立装方式具有刀片抗压、抗冲击，适于重型切削的特点。经与哈理工大学、哈工量刀具厂、绵工工具厂合作研制了不锈钢叶片加工平装刀片结构面铣刀。

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