专利名称：一种加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽轮机加工制造领域，具体是加工大型汽轮机组空心叶片的出汽边型面时的一种专用工装。
背景技术：
目前，对于大型汽轮机组空心叶片的出汽边型面加工，首先，空心叶片一个扭曲件、其出汽边型面是一个复杂的曲面，而且精度要求较高。如果采用卧式镗床加工，将叶片水平设置在工作台上、刀具主轴垂直于叶片出汽边型面加工，但是，由于出汽边型面为曲面，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边型面时，需要停机、 改变待加工工件的夹持高度后，再继续下一段出汽边型面的加工。这样频繁的停机和启动， 使得工件加工不能连续进行，大大增加工人的劳动强度，加工效率低下同时，重复性较差、 加工出来的产品往往难以满足强度和精度要求。所以，一般采用数控机床加工汽轮机组空心叶片的出汽边型面。但是，大型汽轮机组的空心叶片规格较大，特别是100万千瓦汽轮机组空心叶片的出汽边型面，加工行程长达2. 5米以上，需要采用加工行程较长、体积很大的数控机床，本身大型数控机床的价格十分昂贵，加工成本和人力成本就较高，而且在日常的生产生活中利用率极低，这样造成了资源的浪费，也给中小型生产厂家造成很大的难度。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种能在普通机床上实现大型汽轮机组空心叶片出汽边型面的加工的专用工装。本实用新型所采用的技术方案是一种加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装，所述专用工装包括旋转支架及其驱动装置，所述旋转支架沿工作台进给方向、设置在工作台底板上，刀具垂直于旋转支架横向设置，叶片装夹在旋转支架上方，该旋转支架在驱动装置的带动下、绕叶片中心线旋转；所述驱动装置包括相互连接的同步机构和变速机构，同步机构是一种将工作台进给的直线运动转化为旋转运动的传动装置，变速机构改变同步机构输出端的转速、其输出端驱动旋转支架旋转。所述旋转支架包括支承体、转动体和支座，支承体的上表面为内曲面、底部连接工作台，转动体设置在支承体内部、与支承体的接触面为相互贴合的外曲面，支座设置在支承体的两端，转动体的两端是轴状结构、通过支座支承，一端的轴状结构通过联轴器连接驱动装置，叶片固定安装在转动体上表面上。所述同步机构包括齿轮、齿条和传动件，所述齿条沿工作台进给方向、设置在工作台侧面，齿轮设置在机床底座上，两者相互啮合，齿轮通过传动件连接变速机构的输入端。所述传动件可以是联轴传动装置、同步带传动装置、蜗杆蜗轮传动装置、链轮传动装置、齿轮传动装置的一种或几种的组合。所述变速机构是一个挂轮机构，其挂轮的扭曲度和尺寸对应挂轮机构的传动比。[0010]本实用新型所达到的有益效果是本实用新型的加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装，可以实现大型汽轮机组空心叶片的出汽边型面可以在卧式镗床上加工。卧式镗床总体布局为单立柱、 侧挂箱、带固定式平旋盘，工作台在床身上进行纵、横向移动，机床具有很好的刚性、使用性能和较大的加工范围。本专用工装在固定住空心叶片的同时，在工作台的进给运动工作同时、同步带动空心叶片旋转，保证空心叶片生产的效率不低于数控机床，而且能保障空心叶片的精度和强度要求，同时，大大节约成本，有效节省能源，易于大规模推广和使用。
图1为本实用新型的主视结构示意图；图2为本实用新型的侧视结构示意图；图3为图2的A局部放大图；图中标号表示1-支座、2-旋转支架、3-叶片、4-主轴箱、5-联轴器、6_涡轮箱、 7-挂轮架、8-挂轮、9-支座、10-工作台、11-机床底座、12-工件连接底板、13-电机、14-同步带轮、15-齿条、16-齿轮、17-同步带、18-传动支架、19-刀具、20-压板、21-转动体、 22-支承体。
具体实施方式
如图1 3所示，本实用新型是一种加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装，包括旋转支架2及其驱动装置。本实施例以100万千瓦核电汽轮机组的空心叶片出汽边型面加工为例。工作台10的上表面固定安装一块工件连接底板12，旋转支架2沿工作台10的进给方向、通过纵向设置在工件连接底板12表面上、随工作台10在机床底座11上同步进给。 主轴箱4的一侧连接有刀具19、另一侧设置有刀具19的驱动电机13，刀具19垂直于旋转支架2的长度方向、横向设置在旋转支架2的一侧设置，刀具19的加工端对应旋转支架2 的上表面。旋转支架2包括支承体22、转动体21、支座1和9 支承体22是上表面为内曲面的六面体，底部固定连接工件连接底板12 ；转动体21设置在支承体22的内部腔体中，呈托板状、上表面固定安装叶片3。转动体21与支承体22的接触面相互贴合，即转动体21两侧为外曲面。支座1和9设置在支承体22的两端的工件连接底板12上，转动体21的两端是轴状结构、通过支座1和9支承。转动体21 —端的轴状结构通过联轴器5连接驱动装置的输出轴，本实施例中，联轴器5是可调联轴器5。如此，将叶片3安装在旋转支架2上，再在叶片3的上表面安装压板20、压紧叶片3，该旋转支架2在其驱动装置的带动下、绕叶片 3的中心线、在竖直平面内旋转，旋转支架2的转动与工作台10的进给联动、同步启停。驱动装置包括相互连接的同步机构和变速机构，均设置在工件连接底板12上、旋转支架2的一端上。同步机构是一种将工作台10进给的直线运动转化为旋转运动的传动装置，包括齿轮16、齿条15和传动件。齿条15是一根直线齿条15沿工作台10进给方向、设置在工作台10的侧面上，齿轮16设置在机床底座11上，齿轮16和齿条15相互啮合，将沿工作台 10进给方向的直线运动，转换为垂直于工作台10进给方向、沿工作台横向为旋转中心线的竖直平面内的转动。齿轮16通过传动件连接变速机构的输入端，传动件将该转动的方向改变90°，将该转动中心线改变为工作台纵向，即以叶片3的中心线为旋转中心的竖直平面内的转动。该传动件可以是联轴传动装置、皮带传动装置、蜗杆蜗轮传动装置、链轮传动装置、齿轮传动装置的一种或几种的组合。如图3所示，本实施例中，由于齿轮16安装在机床底座11上，齿轮16与变速机构的输入端之间的传动需要改变转动的位置和高度，具体采用了同步带轮传动装置。齿轮 16的转轴上套接固定有一个同步带轮14-1，该同步带轮14-1通过同步带17连接同步带轮 14-2，同步带轮14-2通过竖直设置的传动支架18设置在旋转支架2的一侧，该同步带轮传动装置将机床底座11上、竖直平面上的转动状态竖直移动到旋转支架2的一侧。同步带轮 14-2连接变速机构的输入端，变速机构将传动比改变后，再通过蜗杆蜗轮传动装置(本实施例中为蜗杆箱6)来改变该转动的转动方向。变速机构改变旋转运动的转速、其输出端连接并驱动旋转支架2。本实施例中，变速机构是一个挂轮机构，同步带轮14-2的轮轴上套接固定挂轮架7底部的挂轮8，再通过几个依次连接的挂轮8改变转动的转矩和转速，最后一个挂轮8的轮轴上套接固定涡轮。挂轮8通过挂轮架7设置在蜗杆箱6的侧面，通过调节挂轮8的扭曲度和尺寸，来改变挂轮机构的传动比。从而，将变速后的转动传递到涡轮箱6内。蜗杆蜗轮传动装置(本实施例中为蜗杆箱6)将上述转动的转动方向改变90°，使其从平行于工作台表面横向，改变成为平行于工作台表面纵向。该涡轮箱6内的涡轮与蜗杆啮合，该蜗杆沿叶片3的中心线方向、水平设置，其转动中心线与叶片3的中心线重合，如此，将转动中心线改变为叶片3的中心线方向。蜗杆末端通过联轴器5连接转动体21 —端的轴状结构，从而带动旋转支架2旋转，由于叶片3是固定在旋转支架2上的，因此叶片3也跟着一起旋转。本实施例的工作过程为电机13带动工作台10在机床底座11上纵向进给，安装在机床底座11上的齿条15同步移动，从而使与之啮合的齿轮16旋转。再通过同步带17 连接的同步带轮14-1、14-2的旋转又带动涡轮箱6里的蜗杆和涡轮旋转，从而通过与涡轮箱6连接的可调节联轴器5带动旋转支架2旋转，使固定于旋转支架2上的空心叶片3旋转，通过主轴箱4上连接的刀具19加工出出汽边型面。
权利要求1.一种加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装，其特征在于所述专用工装包括旋转支架及其驱动装置，所述旋转支架沿工作台进给方向、设置在工作台底板上， 刀具垂直于旋转支架横向设置，叶片装夹在旋转支架上方，该旋转支架在驱动装置的带动下、绕叶片中心线旋转；所述驱动装置包括相互连接的同步机构和变速机构，同步机构是一种将工作台进给的直线运动转化为旋转运动的传动装置，变速机构改变同步机构输出端的转速、其输出端驱动旋转支架旋转。
2.根据权利要求1所述的加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装，其特征在于所述旋转支架包括支承体、转动体和支座，支承体的上表面为内曲面、底部连接工作台，转动体设置在支承体内部、与支承体的接触面为相互贴合的外曲面，支座设置在支承体的两端，转动体的两端是轴状结构、通过支座支承，一端的轴状结构通过联轴器连接驱动装置，叶片固定安装在转动体上表面上。
3.根据权利要求1所述的加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装，其特征在于所述同步机构包括齿轮、齿条和传动件，所述齿条沿工作台进给方向、设置在工作台侧面，齿轮设置在机床底座上，两者相互啮合，齿轮通过传动件连接变速机构的输入端。
4.根据权利要求3所述的加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装，其特征在于所述传动件可以是联轴传动装置、同步带传动装置、蜗杆蜗轮传动装置、链轮传动装置、齿轮传动装置的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装，其特征在于所述变速机构是一个挂轮机构，其挂轮的扭曲度和尺寸对应挂轮机构的传动比。
专利摘要本实用新型提供了一种加工大型汽轮机组空心叶片出汽边型面时的专用工装，所述专用工装包括旋转支架及其驱动装置，所述旋转支架沿工作台进给方向、设置在工作台底板上，刀具垂直于旋转支架横向设置，叶片装夹在旋转支架上方，该旋转支架在驱动装置的带动下、绕叶片中心线旋转；所述驱动装置包括相互连接的同步机构和变速机构，同步机构是一种将工作台进给的直线运动转化为旋转运动的传动装置，变速机构改变同步机构输出端的转速、其输出端驱动旋转支架旋转。本实用新型可以实现大型汽轮机组空心叶片的出汽边型面可以在卧式镗床上的加工，并且保证生产效率、精度和强度达到要求，大大节约成本，有效节省能源，易于大规模推广和使用。
文档编号B23Q3/02GK202212773SQ20112028094
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者李兴波, 罗开富, 胥平, 邱忠富, 郭明建 申请人:德阳钰鑫机械制造有限公司