专利名称：大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及五坐标镗铣加工中心铣制闭式叶轮的辅助配套装置，具体地说是一种大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具。
背景技术：
闭式叶轮整体铣制加工技术是当前叶轮加工领域的世界先进技术，其与常用的三件焊或两件焊接式叶轮结构相比，无论是叶轮本身结构强度、机械性能，还是材料的利用率，都有非常大的提高。而最新的五坐标镗铣加工中心，为实现闭式叶轮的整体加工提供了可能；但利用五坐标镗铣加工中心整体加工不同直径的闭式叶轮，必须配备相应的机床辅助配套装置，即配套相应的工装夹具，才能真正实现不同直径闭式叶轮的整体加工。由于五 坐标镗铣加工中心在国内的拥有量很少，利用该设备进行大型闭式叶轮的整体铣制加工在国内还正处在开发的项目，因此与之相配套的工装夹具在国内尚属空白领域。
实用新型内容为了填补与五坐标镗铣加工中心相配套的工装夹具的空白，本实用新型的目的在于提供一种大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的本实用新型包括基础定位连接盘、底座及定位连接装置，其中基础定位连接盘定位安装在设备的立式旋转工作平台上，所述底座的一侧通过该基础定位连接盘定位、并与所述立式旋转工作平台连接，底座的另一侧通过定位连接装置与被加工的叶轮定位连接。其中所述底座与叶轮的圆周外缘连接处设有将底座与叶轮把合压紧的压紧块；所述压紧块为多个，沿圆周方向均布；所述底座及叶轮的圆周外缘连接处分别设有第一凹槽及第二凹槽，其中第一凹槽的轴向截面为直角梯形槽，第二凹槽的轴向截面为方形槽；所述压紧块为两端分别设有与第一、二凹槽相对应凸起的压板结构，压紧块通过螺栓固接在所述底座上，将底座与叶轮在圆周外缘连接处连接压紧固定；所述底座的另一侧安装有防止叶轮与底座相对转动的定位键；所述底座及叶轮的外圆周接合处分别开有键槽，所述定位键容置在键槽内，并通过开槽圆柱头螺钉与底座固接；所述定位连接装置包括工件连接盘和工件连接压板，其中工件连接盘定位连接在底座的另一侧，所述叶轮通过该工件连接盘定位；所述工件连接压板压紧在叶轮的中心孔位置，并与所述工件连接盘连接、将叶轮与底座把合压紧；所述工件连接盘为双外径定位止口结构，即工件连接盘一侧的大直径定位止口与底座的另一侧定位连接，另一侧的小直径定位止口与所述叶轮定位连接；所述工件连接压板为中心带有螺纹通孔的圆压板，与所述叶轮通过止口配合连接、并通过至少两组双头螺柱及六角螺母与工件连接盘连接，将所述叶轮在中心孔位置把合压紧在底座上；所述工件连接压板中心的螺纹通孔螺纹连接有吊环螺钉；所述基础定位连接盘为带有中心孔的双外径定位止口结构，即基础定位连接盘一侧小直径定位止口与设备的立式旋转工作平台定位连接，另一侧的大直径定位止口与所述底座的一侧定位连接；所述基础定位连接盘的外缘设有螺钉把合槽，在基础定位连接盘上均布有多个螺纹通孔；所述底座为带有筋板的圆周封闭箱体结构，该底座的一侧通过止口与基础定位连接盘定位连接、并通过T型槽螺栓和六角螺母与设备的立式旋转工作平台固接，底座的另一侧通过止口与所述定位连接装置连接；在底座上安装有吊环螺钉。本实用新型的优点与积极效果为本实用新型为多零件、内外止口配合定位、压紧块和压板螺栓连接固定的组合式工装结构，并依据系列化、标准化原则，保证工装具有一定的通用性。具体为I.本实用新型通过止口定位，螺栓把合、锥·面压紧等结构形式，使被加工叶轮通过工装胎夹具与设备的立式旋转工作平台成为一个稳定的整体，经历较长时间的加工过程，仍能保证叶轮坯料与设备旋转工作台中心的同轴度差值为O. 05mm(加工允许误差为O. Imm)，完全满足产品设计要求。2.本实用新型通过底座上的两个吊装螺孔、工件连接压板上一个吊装螺孔的组合结构的使用，吊装和翻转工装胎夹具与叶轮的组装整体结构简单、方便，吊运过程平稳，满足工艺性要求。3.本实用新型采用多件组合式结构，增加了工装零件的通用性，只更换部分工装零件，就可用于不同直径、不同厚度叶轮的整体铣；使外圆直径相同，而整体厚度不同的叶轮，均可使用相同的工装。这样大大提高了工装的使用率，减少了制造成本，缩短了产品的产程时间。
图I为本实用新型的整体结构示意图；图2为图I中I处局部结构示意图；图3为图I中II处局部结构示意图；图4为胎夹具及叶轮组装完成后吊装的示意图；图5为胎夹具及叶轮组装后翻转安装至设备立式旋转工作平台上的安装示意图；其中1为基础定位连接盘，2为底座，3为压紧块，4为工件连接盘，5为工件连接压板，6为吊环螺钉，7为双头螺柱，8为六角螺母，9为螺钉，10为螺栓，11为定位键，12为螺栓，13为T型槽螺母，14为T型槽螺栓，15为开槽圆柱头螺钉，16为叶轮，17为设备立式旋转工作平台，18为设备，19为T型槽，20为中心孔，21为螺钉把合槽，22为螺纹通孔，23为筋板，24为顶丝孔，25为第一凹槽，26为第二凹槽。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。如图I所示，本实用新型包括基础定位连接盘I、底座2、压紧块3、定位键11及定位连接装置，其中定位连接装置包括工件连接盘4及工件连接压板5 ;基础定位连接盘I定位安装在设备18的立式旋转工作平台17上，底座2的一侧通过该基础定位连接盘I定位、并与立式旋转工作平台17连接，底座2的另一侧通过定位连接装置与被加工的叶轮16定位连接。基础定位连接盘I是底座2与设备18的立式旋转工作平台17之间的定位连接结构件，基础定位连接盘I为带有中心孔20的双外径定位止口结构，即基础定位连接盘I 一侧小直径定位止口与设备18的立式旋转工作平台17的内孔配合定位连接，依靠立式旋转工作平台17上的T型槽19，使用T型槽螺母13和螺栓12的连接方式使基础定位连接盘I与立式旋转工作平台17成为一个整体；基础定位连接盘I另一侧的大直径定位止口与底座2的一侧内孔配合定位连接，将底座2与立式旋转工作平台17连接成为一个稳定的整体，保证加工基础的稳固性和精准度。基础定位连接盘I是本实用新型的通用标准件，可以用于该设备上的所有叶轮加工，基础定位连接盘I的中心孔20为安装时排气之用，外缘处设有螺钉把合槽21 (本实施例的螺钉把合槽21采用U形槽结构)，便于T型槽螺母13和螺栓12的拆装；在基础定位连接盘I上均布有多个(本实施例为四个)螺纹通孔22，螺纹通孔作为基础定位连接盘I的拆卸顶丝孔和吊装之用。底座2是立式旋转工作平台17上支撑和垫高被加工叶轮16的工装胎具主体，以止口配合定位结构通过基础定位连接盘I与立式旋转工作平台17连接成为一个整体，成为被加工叶轮16的基础平台。底座2为带有筋板23的圆周封闭箱体结构，加强底座2本体强度的同时，将叶轮16支撑起离开立式旋转工作平台17有设定距离，保证刀具在任何位置 对叶轮坯料的完整加工；该底座2的一侧(左侧)开有内孔，通过止口与基础定位连接盘I另一侧大直径定位止口定位连接、并通过T型槽螺栓14和六角螺母8与设备18的立式旋转工作平台17固接成为一个整体，是加工叶轮16的基础平台，底座2的另一侧(右侧)通过止口与定位连接装置连接，另一侧的外径是与叶轮16相配合关联的尺寸，叶轮16的外径范围不同，底座2与叶轮16相连接的直径以及相应底座2的支撑高度也不相同，底座2按照不同档直径做成几个底座，例如直径Φ 1000以上的叶轮16与底座2的连接直径是Φ904，底座2的高度是400mm，直径Φ650至Φ500的叶轮16与底座2的连接直径是Φ 584，底座2的高度是500mm ;底座2同样利用立式旋转工作平台17上的T型槽19，使用T型槽螺栓14和六角螺母8与立式旋转工作平台17牢固连接，并为便于底座2的拆卸在底座2底面外周钻有八个圆周均布的顶丝孔24。在底座2上设有两上吊装螺孔，孔内安装有吊环螺钉6。定位连接装置包括工件连接盘4和工件连接压板5，其中工件连接盘4定位连接在底座2的另一侧，叶轮16通过该工件连接盘4定位；工件连接压板5压紧在叶轮16的中心孔位置，并与工件连接盘4连接、将叶轮16与底座2把合压紧。工件连接盘4是底座2与被加工的叶轮16之间的定位连接结构件，工件连接盘4为双外径定位止口结构，即工件连接盘4 一侧(左侧)的大直径定位止口与底座2的另一侧(右侧)定位连接，工件连接盘4另一侧(左侧)的小直径定位止口与叶轮16定位连接，即先将工件连接盘4与底座2定位、然后通过螺钉9把合连接为一体，再使工件连接盘4与被加工的叶轮16通过止口定位连接，而不是将被加工的叶轮16与底座2直接连接；通过更换工件连接盘4，可以使胎夹具用于不同规格的叶轮，可以提高工装胎夹具的工艺性和通用性。工件连接压板5是被加工的叶轮16与底座2之间中心位置处的把合紧固件，该工件连接压板5与底座2也是工装胎夹具和被加工叶轮的整体吊装结构件；工件连接压板5为中心带有螺纹通孔的圆压板，与叶轮16通过止口配合连接，压紧在叶轮16的中心孔位置，并通过至少两组双头螺柱7及六角螺母8将叶轮16把合压紧在工件连接压板5与底座2之间，加强叶轮16与底座2在中心位置的连接，使叶轮16与底座2的连接更加稳固；工件连接压板5中心的螺纹通孔作为吊装螺孔、螺纹连接有吊环螺钉6。如图2所示，为防止叶轮16与底座2在长时间加工过程中有相对转动，在底座2的另一侧(右侧)安装有防止叶轮16与底座2相对转动的定位键11 ;底座2及叶轮16的外圆周接合处分别开有键槽，定位键11容置在键槽内，在叶轮16装夹到底座2上后、开始加工前，即在叶轮16的加工状态，配制叶轮16的键槽，之后装配定位键11，并用开槽圆柱头螺钉15将定位键11固定在底座2上。如图3所示，底座2与叶轮16的圆周外缘连接处设有将底座2与叶轮16把合压紧的压紧块3，压紧块3为多个(本实施例为三个)，沿圆周方向均布；底座2及叶轮16的圆周外缘连接处分别设有第一凹槽25及第二凹槽26，其中第一凹槽25的轴向截面为直角梯形槽，即第一凹槽的一面为平面，另一面为斜面，第二凹槽26的轴向截面为方形槽；压紧块3为两端分别设有与第一、二凹槽25、26相对应凸起的压板结构，即压紧块3上有两个凸 起，其中与第一凹槽25相对应的凸起也为直角梯形，与第二凹槽26相对应的凸起为方形；压紧块3通过螺栓10接在底座2上，将底座2与叶轮16在圆周外缘连接处连接压紧固定。通过螺栓10的压紧作用，将底座2圆周方向上的径向螺栓压紧力转化为底座2与叶轮16之间的压紧作用力，将叶轮牢牢地与底座2把合压紧成一个整体，提高叶轮加工的精准度；此结构即便于操作、又便于工装的加工和制造，同时又降低了工装的制造成本和材料成本。本实用新型的工作原理为如图4、图5所示，吊载整个组装后的工装胎夹具和被加工的叶轮，并与底座2上的两个吊装螺孔及工件连接压板5上的一个吊装螺孔组合使用，进行工装胎夹具和加工叶轮的整体翻转、吊装及与设备立式旋转工作平台的安装。本实用新型是针对五坐标镗铣加工中心边长I. 6米正方的立式旋转工作平台，需牢固装夹叶轮，需加工不同直径叶轮时、刀具与工作平台干涉、刀具加工角度和位置受限制的问题，需要为五坐标立式旋转工作平台镗铣加工中心提供的一种辅助配套装置，本实用新型具有将叶轮16支撑起离开立式旋转工作平台17有设定距离的功能，同时具有长时间(有时需一个月以上时间)加工过程中保证立式旋转工作平台17、工装胎夹具、被加工叶轮16三者能稳定连接，无相对窜动、转动、成为一个稳固整体的功能，并同时具有方便加工、基准找正准确的功能。
权利要求1.一种大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于包括基础定位连接盘(I)、底座(2)及定位连接装置，其中基础定位连接盘(I)定位安装在设备(18)的立式旋转工作平台(17)上，所述底座(2)的一侧通过该基础定位连接盘(I)定位、并与所述立式旋转工作平台(17)连接，底座(2)的另一侧通过定位连接装置与被加工的叶轮(16)定位连接。
2.按权利要求I所述的大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于所述底座(2)与叶轮(16)的圆周外缘连接处设有将底座(2)与叶轮(16)把合压紧的压紧块⑶。
3.按权利要求2所述的大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于所述压紧块⑶为多个，沿圆周方向均布；所述底座⑵及叶轮(16)的圆周外缘连接处分别设有第一凹槽(25)及第二凹槽(26)，其中第一凹槽(25)的轴向截面为直角梯形槽，第二凹槽(26)的轴向截面为方形槽；所述压紧块(3)为两端分别设有与第一、二凹槽(25、26)相对应凸起的压板结构，压紧块(3)通过螺栓(10)固接在所述底座⑵上，将底座(2)与叶轮(16)在圆周外缘连接处连接压紧固定。
4.按权利要求I所述的大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于所述底座(2)的另一侧安装有防止叶轮(16)与底座(2)相对转动的定位键(11)。
5.按权利要求4所述的大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于所述底座⑵及叶轮(16)的外圆周接合处分别开有键槽，所述定位键(11)容置在键槽内，并通过开槽圆柱头螺钉(15)与底座(2)固接。
6.按权利要求1、2或4所述的大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于所述定位连接装置包括工件连接盘(4)和工件连接压板(5)，其中工件连接盘(4)定位连接在底座(2)的另一侧，所述叶轮(16)通过该工件连接盘(4)定位；所述工件连接压板(5)压紧在叶轮(16)的中心孔位置，并与所述工件连接盘(4)连接、将叶轮(16)与底座(2)把合压紧。
7.按权利要求6所述的大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于所述工件连接盘(4)为双外径定位止口结构，即工件连接盘(4) 一侧的大直径定位止口与底座(2)的另一侧定位连接，另一侧的小直径定位止口与所述叶轮(16)定位连接。
8.按权利要求6所述的大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于所述工件连接压板(5)为中心带有螺纹通孔的圆压板，与所述叶轮(16)通过止口配合连接、并通过至少两组双头螺柱(7)及六角螺母(8)与工件连接盘(4)连接，将所述叶轮(16)在中心孔位置把合压紧在底座(2)上；所述工件连接压板(5)中心的螺纹通孔螺纹连接有吊环螺钉(6)。
9.按权利要求1、2或4所述的大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于所述基础定位连接盘(I)为带有中心孔(20)的双外径定位止口结构，即基础定位连接盘(I) 一侧小直径定位止口与设备(18)的立式旋转工作平台(17)定位连接，另一侧的大直径定位止口与所述底座(2)的一侧定位连接；所述基础定位连接盘(I)的外缘设有螺钉把合槽(21)，在基础定位连接盘(I)上均布有多个螺纹通孔(22)。
10.按权利要求1、2或4所述的大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，其特征在于所述底座(2)为带有筋板(23)的圆周封闭箱体结构，该底座(2)的一侧通过止口与基础定位连接盘⑴定位连接、并通过T型槽螺栓(14)和六角螺母⑶与设备(18)的立式旋转工作平台(17)固接，底座(2)的另一侧通过止口与所述定位连接装置连接；在 底座⑵上安装有吊环螺钉(6)。
专利摘要本实用新型涉及五坐标镗铣加工中心铣制闭式叶轮的辅助配套装置，具体地说是一种大型五坐标镗铣加工中心整体铣制闭式叶轮用胎夹具，包括基础定位连接盘、底座及定位连接装置，其中基础定位连接盘定位安装在设备的立式旋转工作平台上，所述底座的一侧通过该基础定位连接盘定位、并与所述立式旋转工作平台连接，底座的另一侧通过定位连接装置与被加工的叶轮定位连接。本实用新型采用组合式工装结构，将叶轮从立式工作平台上支起一定高度，同时在长时间加工过程中保证工作平台、胎夹具、叶轮三者能稳定联接，并同时具有方便加工、找正准确、通用性强的特点。
文档编号B23Q3/06GK202556106SQ201220227530
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者邹洋, 王强, 夏靖原, 赵兴环 申请人:沈阳透平机械股份有限公司