專利名稱：一種加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽輪機(jī)加工制造領(lǐng)域，具體是加工大型汽輪機(jī)組空心葉片的出汽邊型面時(shí)的一種專用工裝。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于大型汽輪機(jī)組空心葉片的出汽邊型面加工，首先，空心葉片一個(gè)扭曲件、其出汽邊型面是一個(gè)復(fù)雜的曲面，而且精度要求較高。如果采用臥式鏜床加工，將葉片水平設(shè)置在工作臺(tái)上、刀具主軸垂直于葉片出汽邊型面加工，但是，由于出汽邊型面為曲面，其加工的位置高度不同、方向不同，因此，在刀具加工出一段出汽邊型面時(shí)，需要停機(jī)、 改變待加工工件的夾持高度后，再繼續(xù)下一段出汽邊型面的加工。這樣頻繁的停機(jī)和啟動(dòng)， 使得工件加工不能連續(xù)進(jìn)行，大大增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，加工效率低下同時(shí)，重復(fù)性較差、 加工出來的產(chǎn)品往往難以滿足強(qiáng)度和精度要求。所以，一般采用數(shù)控機(jī)床加工汽輪機(jī)組空心葉片的出汽邊型面。但是，大型汽輪機(jī)組的空心葉片規(guī)格較大，特別是100萬(wàn)千瓦汽輪機(jī)組空心葉片的出汽邊型面，加工行程長(zhǎng)達(dá)2. 5米以上，需要采用加工行程較長(zhǎng)、體積很大的數(shù)控機(jī)床，本身大型數(shù)控機(jī)床的價(jià)格十分昂貴，加工成本和人力成本就較高，而且在日常的生產(chǎn)生活中利用率極低，這樣造成了資源的浪費(fèi)，也給中小型生產(chǎn)廠家造成很大的難度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能在普通機(jī)床上實(shí)現(xiàn)大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面的加工的專用工裝。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝，所述專用工裝包括旋轉(zhuǎn)支架及其驅(qū)動(dòng)裝置，所述旋轉(zhuǎn)支架沿工作臺(tái)進(jìn)給方向、設(shè)置在工作臺(tái)底板上，刀具垂直于旋轉(zhuǎn)支架橫向設(shè)置，葉片裝夾在旋轉(zhuǎn)支架上方，該旋轉(zhuǎn)支架在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下、繞葉片中心線旋轉(zhuǎn)；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括相互連接的同步機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)，同步機(jī)構(gòu)是一種將工作臺(tái)進(jìn)給的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，變速機(jī)構(gòu)改變同步機(jī)構(gòu)輸出端的轉(zhuǎn)速、其輸出端驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)支架包括支承體、轉(zhuǎn)動(dòng)體和支座，支承體的上表面為內(nèi)曲面、底部連接工作臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)體設(shè)置在支承體內(nèi)部、與支承體的接觸面為相互貼合的外曲面，支座設(shè)置在支承體的兩端，轉(zhuǎn)動(dòng)體的兩端是軸狀結(jié)構(gòu)、通過支座支承，一端的軸狀結(jié)構(gòu)通過聯(lián)軸器連接驅(qū)動(dòng)裝置，葉片固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)體上表面上。所述同步機(jī)構(gòu)包括齒輪、齒條和傳動(dòng)件，所述齒條沿工作臺(tái)進(jìn)給方向、設(shè)置在工作臺(tái)側(cè)面，齒輪設(shè)置在機(jī)床底座上，兩者相互嚙合，齒輪通過傳動(dòng)件連接變速機(jī)構(gòu)的輸入端。所述傳動(dòng)件可以是聯(lián)軸傳動(dòng)裝置、同步帶傳動(dòng)裝置、蝸桿蝸輪傳動(dòng)裝置、鏈輪傳動(dòng)裝置、齒輪傳動(dòng)裝置的一種或幾種的組合。所述變速機(jī)構(gòu)是一個(gè)掛輪機(jī)構(gòu)，其掛輪的扭曲度和尺寸對(duì)應(yīng)掛輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。[0010]本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是本實(shí)用新型的加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝，可以實(shí)現(xiàn)大型汽輪機(jī)組空心葉片的出汽邊型面可以在臥式鏜床上加工。臥式鏜床總體布局為單立柱、 側(cè)掛箱、帶固定式平旋盤，工作臺(tái)在床身上進(jìn)行縱、橫向移動(dòng)，機(jī)床具有很好的剛性、使用性能和較大的加工范圍。本專用工裝在固定住空心葉片的同時(shí)，在工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工作同時(shí)、同步帶動(dòng)空心葉片旋轉(zhuǎn)，保證空心葉片生產(chǎn)的效率不低于數(shù)控機(jī)床，而且能保障空心葉片的精度和強(qiáng)度要求，同時(shí)，大大節(jié)約成本，有效節(jié)省能源，易于大規(guī)模推廣和使用。

圖1為本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的A局部放大圖；圖中標(biāo)號(hào)表示1-支座、2-旋轉(zhuǎn)支架、3-葉片、4-主軸箱、5-聯(lián)軸器、6_渦輪箱、 7-掛輪架、8-掛輪、9-支座、10-工作臺(tái)、11-機(jī)床底座、12-工件連接底板、13-電機(jī)、14-同步帶輪、15-齒條、16-齒輪、17-同步帶、18-傳動(dòng)支架、19-刀具、20-壓板、21-轉(zhuǎn)動(dòng)體、 22-支承體。
具體實(shí)施方式
如圖1 3所示，本實(shí)用新型是一種加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝，包括旋轉(zhuǎn)支架2及其驅(qū)動(dòng)裝置。本實(shí)施例以100萬(wàn)千瓦核電汽輪機(jī)組的空心葉片出汽邊型面加工為例。工作臺(tái)10的上表面固定安裝一塊工件連接底板12，旋轉(zhuǎn)支架2沿工作臺(tái)10的進(jìn)給方向、通過縱向設(shè)置在工件連接底板12表面上、隨工作臺(tái)10在機(jī)床底座11上同步進(jìn)給。 主軸箱4的一側(cè)連接有刀具19、另一側(cè)設(shè)置有刀具19的驅(qū)動(dòng)電機(jī)13，刀具19垂直于旋轉(zhuǎn)支架2的長(zhǎng)度方向、橫向設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支架2的一側(cè)設(shè)置，刀具19的加工端對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)支架2 的上表面。旋轉(zhuǎn)支架2包括支承體22、轉(zhuǎn)動(dòng)體21、支座1和9 支承體22是上表面為內(nèi)曲面的六面體，底部固定連接工件連接底板12 ；轉(zhuǎn)動(dòng)體21設(shè)置在支承體22的內(nèi)部腔體中，呈托板狀、上表面固定安裝葉片3。轉(zhuǎn)動(dòng)體21與支承體22的接觸面相互貼合，即轉(zhuǎn)動(dòng)體21兩側(cè)為外曲面。支座1和9設(shè)置在支承體22的兩端的工件連接底板12上，轉(zhuǎn)動(dòng)體21的兩端是軸狀結(jié)構(gòu)、通過支座1和9支承。轉(zhuǎn)動(dòng)體21 —端的軸狀結(jié)構(gòu)通過聯(lián)軸器5連接驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸，本實(shí)施例中，聯(lián)軸器5是可調(diào)聯(lián)軸器5。如此，將葉片3安裝在旋轉(zhuǎn)支架2上，再在葉片3的上表面安裝壓板20、壓緊葉片3，該旋轉(zhuǎn)支架2在其驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下、繞葉片 3的中心線、在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)支架2的轉(zhuǎn)動(dòng)與工作臺(tái)10的進(jìn)給聯(lián)動(dòng)、同步啟停。驅(qū)動(dòng)裝置包括相互連接的同步機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)，均設(shè)置在工件連接底板12上、旋轉(zhuǎn)支架2的一端上。同步機(jī)構(gòu)是一種將工作臺(tái)10進(jìn)給的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，包括齒輪16、齒條15和傳動(dòng)件。齒條15是一根直線齒條15沿工作臺(tái)10進(jìn)給方向、設(shè)置在工作臺(tái)10的側(cè)面上，齒輪16設(shè)置在機(jī)床底座11上，齒輪16和齒條15相互嚙合，將沿工作臺(tái) 10進(jìn)給方向的直線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為垂直于工作臺(tái)10進(jìn)給方向、沿工作臺(tái)橫向?yàn)樾D(zhuǎn)中心線的豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪16通過傳動(dòng)件連接變速機(jī)構(gòu)的輸入端，傳動(dòng)件將該轉(zhuǎn)動(dòng)的方向改變90°，將該轉(zhuǎn)動(dòng)中心線改變?yōu)楣ぷ髋_(tái)縱向，即以葉片3的中心線為旋轉(zhuǎn)中心的豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。該傳動(dòng)件可以是聯(lián)軸傳動(dòng)裝置、皮帶傳動(dòng)裝置、蝸桿蝸輪傳動(dòng)裝置、鏈輪傳動(dòng)裝置、齒輪傳動(dòng)裝置的一種或幾種的組合。如圖3所示，本實(shí)施例中，由于齒輪16安裝在機(jī)床底座11上，齒輪16與變速機(jī)構(gòu)的輸入端之間的傳動(dòng)需要改變轉(zhuǎn)動(dòng)的位置和高度，具體采用了同步帶輪傳動(dòng)裝置。齒輪 16的轉(zhuǎn)軸上套接固定有一個(gè)同步帶輪14-1，該同步帶輪14-1通過同步帶17連接同步帶輪 14-2，同步帶輪14-2通過豎直設(shè)置的傳動(dòng)支架18設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支架2的一側(cè)，該同步帶輪傳動(dòng)裝置將機(jī)床底座11上、豎直平面上的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)豎直移動(dòng)到旋轉(zhuǎn)支架2的一側(cè)。同步帶輪 14-2連接變速機(jī)構(gòu)的輸入端，變速機(jī)構(gòu)將傳動(dòng)比改變后，再通過蝸桿蝸輪傳動(dòng)裝置(本實(shí)施例中為蝸桿箱6)來改變?cè)撧D(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。變速機(jī)構(gòu)改變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速、其輸出端連接并驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架2。本實(shí)施例中，變速機(jī)構(gòu)是一個(gè)掛輪機(jī)構(gòu)，同步帶輪14-2的輪軸上套接固定掛輪架7底部的掛輪8，再通過幾個(gè)依次連接的掛輪8改變轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，最后一個(gè)掛輪8的輪軸上套接固定渦輪。掛輪8通過掛輪架7設(shè)置在蝸桿箱6的側(cè)面，通過調(diào)節(jié)掛輪8的扭曲度和尺寸，來改變掛輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。從而，將變速后的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到渦輪箱6內(nèi)。蝸桿蝸輪傳動(dòng)裝置(本實(shí)施例中為蝸桿箱6)將上述轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變90°，使其從平行于工作臺(tái)表面橫向，改變成為平行于工作臺(tái)表面縱向。該渦輪箱6內(nèi)的渦輪與蝸桿嚙合，該蝸桿沿葉片3的中心線方向、水平設(shè)置，其轉(zhuǎn)動(dòng)中心線與葉片3的中心線重合，如此，將轉(zhuǎn)動(dòng)中心線改變?yōu)槿~片3的中心線方向。蝸桿末端通過聯(lián)軸器5連接轉(zhuǎn)動(dòng)體21 —端的軸狀結(jié)構(gòu)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架2旋轉(zhuǎn)，由于葉片3是固定在旋轉(zhuǎn)支架2上的，因此葉片3也跟著一起旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例的工作過程為電機(jī)13帶動(dòng)工作臺(tái)10在機(jī)床底座11上縱向進(jìn)給，安裝在機(jī)床底座11上的齒條15同步移動(dòng)，從而使與之嚙合的齒輪16旋轉(zhuǎn)。再通過同步帶17 連接的同步帶輪14-1、14-2的旋轉(zhuǎn)又帶動(dòng)渦輪箱6里的蝸桿和渦輪旋轉(zhuǎn)，從而通過與渦輪箱6連接的可調(diào)節(jié)聯(lián)軸器5帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架2旋轉(zhuǎn)，使固定于旋轉(zhuǎn)支架2上的空心葉片3旋轉(zhuǎn)，通過主軸箱4上連接的刀具19加工出出汽邊型面。
權(quán)利要求1.一種加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝，其特征在于所述專用工裝包括旋轉(zhuǎn)支架及其驅(qū)動(dòng)裝置，所述旋轉(zhuǎn)支架沿工作臺(tái)進(jìn)給方向、設(shè)置在工作臺(tái)底板上， 刀具垂直于旋轉(zhuǎn)支架橫向設(shè)置，葉片裝夾在旋轉(zhuǎn)支架上方，該旋轉(zhuǎn)支架在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下、繞葉片中心線旋轉(zhuǎn)；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括相互連接的同步機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)，同步機(jī)構(gòu)是一種將工作臺(tái)進(jìn)給的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，變速機(jī)構(gòu)改變同步機(jī)構(gòu)輸出端的轉(zhuǎn)速、其輸出端驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)支架包括支承體、轉(zhuǎn)動(dòng)體和支座，支承體的上表面為內(nèi)曲面、底部連接工作臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)體設(shè)置在支承體內(nèi)部、與支承體的接觸面為相互貼合的外曲面，支座設(shè)置在支承體的兩端，轉(zhuǎn)動(dòng)體的兩端是軸狀結(jié)構(gòu)、通過支座支承，一端的軸狀結(jié)構(gòu)通過聯(lián)軸器連接驅(qū)動(dòng)裝置，葉片固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)體上表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝，其特征在于所述同步機(jī)構(gòu)包括齒輪、齒條和傳動(dòng)件，所述齒條沿工作臺(tái)進(jìn)給方向、設(shè)置在工作臺(tái)側(cè)面，齒輪設(shè)置在機(jī)床底座上，兩者相互嚙合，齒輪通過傳動(dòng)件連接變速機(jī)構(gòu)的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝，其特征在于所述傳動(dòng)件可以是聯(lián)軸傳動(dòng)裝置、同步帶傳動(dòng)裝置、蝸桿蝸輪傳動(dòng)裝置、鏈輪傳動(dòng)裝置、齒輪傳動(dòng)裝置的一種或幾種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝，其特征在于所述變速機(jī)構(gòu)是一個(gè)掛輪機(jī)構(gòu)，其掛輪的扭曲度和尺寸對(duì)應(yīng)掛輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種加工大型汽輪機(jī)組空心葉片出汽邊型面時(shí)的專用工裝，所述專用工裝包括旋轉(zhuǎn)支架及其驅(qū)動(dòng)裝置，所述旋轉(zhuǎn)支架沿工作臺(tái)進(jìn)給方向、設(shè)置在工作臺(tái)底板上，刀具垂直于旋轉(zhuǎn)支架橫向設(shè)置，葉片裝夾在旋轉(zhuǎn)支架上方，該旋轉(zhuǎn)支架在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下、繞葉片中心線旋轉(zhuǎn)；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括相互連接的同步機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)，同步機(jī)構(gòu)是一種將工作臺(tái)進(jìn)給的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，變速機(jī)構(gòu)改變同步機(jī)構(gòu)輸出端的轉(zhuǎn)速、其輸出端驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)大型汽輪機(jī)組空心葉片的出汽邊型面可以在臥式鏜床上的加工，并且保證生產(chǎn)效率、精度和強(qiáng)度達(dá)到要求，大大節(jié)約成本，有效節(jié)省能源，易于大規(guī)模推廣和使用。
文檔編號(hào)B23Q3/02GK202212773SQ20112028094
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者李興波, 羅開富, 胥平, 邱忠富, 郭明建 申請(qǐng)人:德陽(yáng)鈺鑫機(jī)械制造有限公司