用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装的制作方法

本发明涉及一种工件加工的装夹装置，具体是一种用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装。

背景技术：

随着社会的进步以及对生活环境的要求越来越高，人民对新能源的需求日益增加，在此大环境下，国家大力支持可再生新能源以及新型清洁能源，代替传统重污染大能耗的发电资源，采用新型风力发电机清洁能源。近几年来，我国的风机装机容量不断扩充加大，同时对风机部件精度要求也越来越高，因此各配件制造厂家都需要提高配件生产效率和配件质量来满足市场需求。

风机轮毂是风电机组中最重要的构件之一，其主要用于固定旋转直径达到150多米叶片，同时能够根据风力的大小、方向来改变叶片的角度，使叶片的旋转转速能够均衡平稳，因此对风机轮毂叶片连接法兰面上用于连接叶片的螺纹孔要求非常高，不允许出现螺纹孔异常，如螺纹通止规不合格、螺纹有效深度不够、螺纹牙偏瘦、螺纹螺牙角度偏大或者偏下等等。

目前，加工上述螺纹孔的操作都是在数控机床上进行的，由于风机轮毂上的三个叶片连接法兰面呈圆周均匀分布，并与风机轮毂的转动轴线之间具有一定的倾斜角度，因此数控机床上都需要设置一个数控回转工装台用于固定、旋转及倾斜风机轮毂，以保证正在加工的叶片连接法兰面处于竖直状态。但现有的数控回转工装台普遍存在以下问题：1、结构复杂、制造成本高；2、固定、松开工件操作不便，导致生产效率低；3、稳定性较差，在加工螺纹孔过程中容易产生移位，影响螺纹孔精度。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种结构简单，制造成本低，操作方便，生产效率高，稳定性好的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种以下结构的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装：包括固定座、固定盘和转动盘，固定座上设有用于与机床连接的连接部，固定盘倾斜地连接在固定座上端处，转动盘的下端面压在固定盘的上端面上，并通过转轴连接结构与固定盘可转动连接，固定座上设有抬升装置，当抬升装置工作时，转动盘能够在抬升装置的作用下沿轴向向上移动一定距离，使转动盘的下端面与固定盘的上端面相互脱离，并能够相对固定盘进行转动，转动盘的上端面上设有用于固定风机轮毂的固定装置，转动盘的上端面与转动盘的转动轴线相垂直，以保证风机轮毂上任意一个叶片连接法兰面能够转动至竖直状态，固定盘与转动盘之间设有锁紧装置和转动角度定位装置，当锁紧装置工作时，固定盘能够锁紧并固定转动盘，转动角度定位装置用于精确控制转动盘的转动角度，以实现对风机轮毂上的叶片连接法兰面朝向的精确控制。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：固定装置能够将风机轮毂有效固定在转动盘，而通过转动转动盘，就能使改变风机轮毂上的叶片连接法兰面朝向，并能够使风机轮毂上任意一个叶片连接法兰面能够转动至竖直状态，抬升装置能够将转动盘向上移动一定距离，是转动盘的下端面与固定盘的上端面相互脱离，从而使转动盘的转动更为轻松，锁紧装置能够在风机轮毂加工时锁紧并固定转动盘，避免转动盘发生转动和晃动，转动角度定位装置能够精确控制转动盘的转动角度，以实现对风机轮毂上的叶片连接法兰面朝向的精确控制，保证所需加工的叶片连接法兰面处于竖直状态并正面朝向加工工具。由此可知，本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装能够替代数控回转工装台使用，不但结构简单，制造成本低，而且操作方便，生产效率高，稳定性也好，能有效保证叶片连接法兰面上的螺纹孔精度。

本发明所述的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装，其中，抬升装置包括电机和油泵，固定座内部设有用于储存液压油的储油腔，油泵设置在储油腔内，电机设置在固定座上并与油泵传动连接，固定盘上端面上周向均布有多个油槽，每个油槽底部均设有进油孔，进油孔与油泵出油口之间通过管路连通，多个油槽外侧的固定盘上端面上设有环形槽，环形槽底部至少一个回油孔，每个回油孔均与储油腔相通，当油泵持续向油槽注入液压油时，转动盘能够在液压油的支撑下沿轴向向上移动一定距离，使转动盘的下端面与固定盘的上端面相互脱离。

上述抬升装置不但操作方面，而且能平稳抬升转动盘，提高使用安全性，另外液压油还能起到润滑作用，使转动盘的转动更为省力、顺畅。

本发明所述的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装，其中，每个油槽均呈田字形，每个进油孔均设置于油槽中心处。

上述结构不但能够有效提高固定盘对转动盘的支撑稳定性，减少转动盘变形的情况发生，而且能保证液压油平稳抬升转动盘，提高使用安全性。

本发明所述的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装，其中，回油孔有多个，多个回油孔呈周向均匀分布。

上述结构能够使液压油更快速、均匀地回流到储油腔内，避免液压油从固定盘与转动盘之间的缝隙处溢出的情况发生。

本发明所述的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装，其中，多个油槽内侧的固定盘上周向均布有多个轴向贯穿固定盘的通孔，储油腔上端开口，每个通孔下端均与储油腔上端开口相通。

上述结构能够使液压油更快速、均匀地回流到储油腔内，避免液压油从固定盘与转动盘之间的缝隙处溢出的情况发生。

本发明所述的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装，其中，转动角度定位装置包括三个下定位孔、三个上定位孔和三个定位销，三个下定位孔周向均匀设置在油槽外侧的固定盘上，三个上定位孔周向均匀设置在转动盘上，并分别与其中一个下定位孔位置对应，三个定位销分别可拆地插接在其中一对下定位孔和上定位孔内。

上述转动角度定位装置不但结构简单，而且操作方便，从而使本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装的制造成本进一步降低，生产效率则能够进一步提高。

本发明所述的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装，其中，锁紧装置包括三个锁紧螺栓、三个锁紧螺栓孔和三个穿孔，三个锁紧螺栓孔周向均匀设置在油槽外侧的固定盘上，三个穿孔周向均匀设置在转动盘上，并分别与其中一个锁紧螺栓孔位置对应，三个锁紧螺栓的螺杆部下端分别穿过其中一个穿孔并与相应的锁紧螺栓孔螺纹连接。

上述锁紧装置不但结构简单，而且操作方便，从而使本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装的制造成本进一步降低，生产效率则能够进一步提高，同时还能在加工叶片连接法兰面时，有效避免转动盘发生转动和晃动，保证了叶片连接法兰面上的螺纹孔精度。

本发明所述的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装，其中，固定装置至少三组呈周向均匀分布的锁紧件，每组锁紧件均包括压块、压紧螺栓和支撑柱，支撑柱下端连接在转动盘的上端面上，转动盘的上端面上设有压紧螺栓孔，压块横向设置，压块上设有上下贯穿压块的长形孔，压紧螺栓的螺杆下端穿过长形孔并与压紧螺栓孔螺纹连接，当风机轮毂固定在转动盘上时，所有的支撑柱和压紧螺栓均位于风机轮毂后端的固定轴孔内，压块的一端压在支撑柱上端处，压块的另一端压在固定轴孔上端处的风机轮毂内壁上。

上述固定装置不但结构简单，而且操作方便，从而使本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装的制造成本进一步降低，生产效率则能够进一步提高，同时还能在加工叶片连接法兰面时，有效避免风机轮毂发生转动和晃动，保证了叶片连接法兰面上的螺纹孔精度。

本发明所述的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装，其中，固定装置还包括两个定位插孔和两个插销，两个定位插孔均设置在转动盘的上端面上，并分别与风机轮毂后端壁上的其中两个连接孔相对应，当风机轮毂固定在转动盘上时，两个插销分别可拆地插接在其中一对连接孔和定位插孔内。

上述结构能够使固定装置实现对风机轮毂固定位置的精确定位，从而能够进一步提高叶片连接法兰面上的螺纹孔精度。

本发明所述的用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装，其中，转轴连接结构包括设置于固定盘中间处的转轴孔和设置在转动盘的下端面中间处的转动轴，转动轴位于转轴孔内，并通过轴承与转轴孔可转动连接。

上述转轴连接结构不但结构简单，而且能够使转动盘的转动更为省力、顺畅。

附图说明

图1是本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装的立体结构外形示意图；

图2是本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装中固定座和固定盘的立体结构外形示意图；

图3是本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装中转动盘的立体结构外形示意图；

图4是风机轮毂固定在本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装上时的立体结构外形示意图；

图5是风机轮毂固定在本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装上时的侧视结构外形示意图。

附图标记说明：1、固定座；2、固定盘；3、转动盘；4、连接部；5、配合孔；6、电机；7、油泵；8、储油腔；9、油槽；10、进油孔；11、环形槽；12、回油孔；13、通孔；14、下定位孔；15、上定位孔；16、定位销；17、锁紧螺栓；18、锁紧螺栓孔；19、穿孔；20、压块；21、压紧螺栓；22、支撑柱；23、压紧螺栓孔；24、长形孔；25、固定轴孔；26、定位插孔；27、插销；28、连接孔；29、转轴孔；30、转动轴；31、轴承；32、圆形定位孔；33、加强筋。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装作进一步的详细说明。

如图1至图5所示，本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装包括固定座1、固定盘2和转动盘3，固定座1上设有用于与机床连接的连接部4，本实施例中的连接部4为设置在固定座1底部的连接板，该连接板上设有多个用于与螺栓配合的配合孔5；固定盘2倾斜地连接在固定座1上端处，转动盘3的下端面压在固定盘2的上端面上，并通过转轴连接结构与固定盘2可转动连接，固定座1上设有抬升装置，当抬升装置工作时，转动盘3能够在抬升装置的作用下沿轴向向上移动一定距离，使转动盘3的下端面与固定盘2的上端面相互脱离，并能够相对固定盘2进行转动，转动盘3的上端面上设有用于固定风机轮毂的固定装置，转动盘3的上端面与转动盘3的转动轴线相垂直，以保证风机轮毂上任意一个叶片连接法兰面能够转动至竖直状态，优选的，转动盘3的上端面与固定盘2的上端面平行；固定盘2与转动盘3之间设有锁紧装置和转动角度定位装置，当锁紧装置工作时，固定盘2能够锁紧并固定转动盘3，转动角度定位装置用于精确控制转动盘3的转动角度，以实现对风机轮毂上的叶片连接法兰面朝向的精确控制。

抬升装置包括电机6和油泵7，固定座1内部设有用于储存液压油的储油腔8，油泵7设置在储油腔8内，电机6设置在固定座1上并与油泵7传动连接，固定盘2上端面上周向均布有多个油槽9，每个油槽9底部均设有进油孔10，进油孔10与油泵7出油口之间通过管路连通，多个油槽9外侧的固定盘2上端面上设有环形槽11，环形槽11底部至少一个回油孔12，每个回油孔12均与储油腔8相通，当油泵7持续向油槽9注入液压油时，转动盘3能够在液压油的支撑下沿轴向向上移动一定距离，使转动盘3的下端面与固定盘2的上端面相互脱离。

每个油槽9均呈田字形，每个进油孔10均设置于油槽9中心处。

回油孔12有多个，多个回油孔12呈周向均匀分布。

多个油槽9内侧的固定盘2上周向均布有多个轴向贯穿固定盘2的通孔13，储油腔8上端开口，每个通孔13下端均与储油腔8上端开口相通。

转动角度定位装置包括三个下定位孔14、三个上定位孔15和三个定位销16，三个下定位孔14周向均匀设置在油槽9外侧的固定盘2上，三个上定位孔15周向均匀设置在转动盘3上，并分别与其中一个下定位孔14位置对应，三个定位销16分别可拆地插接在其中一对下定位孔14和上定位孔15内。

锁紧装置包括三个锁紧螺栓17、三个锁紧螺栓孔18和三个穿孔19，三个锁紧螺栓孔18周向均匀设置在油槽9外侧的固定盘2上，三个穿孔19周向均匀设置在转动盘3上，并分别与其中一个锁紧螺栓孔18位置对应，三个锁紧螺栓17的螺杆部下端分别穿过其中一个穿孔19并与相应的锁紧螺栓孔18螺纹连接。

转动盘3在液压油的支撑下沿轴向向上移动的距离可控制在为1-5mm，优选为3mm，这样能够避免液压油快速流出油槽9，使油槽9内的液压油能够对转动盘3形成有效支撑。

固定装置至少三组呈周向均匀分布的锁紧件，每组锁紧件均包括压块20、压紧螺栓21和支撑柱22，支撑柱22下端连接在转动盘3的上端面上，转动盘3的上端面上设有压紧螺栓孔23，压块20横向设置，压块20上设有上下贯穿压块20的长形孔24，压紧螺栓21的螺杆下端穿过长形孔24并与压紧螺栓孔23螺纹连接，当风机轮毂(实际上为风机轮毂后端壁)固定在转动盘3上时，所有的支撑柱22和压紧螺栓21均位于风机轮毂后端壁上的固定轴孔25内，压块20的一端压在支撑柱22上端处，压块20的另一端压在固定轴孔25上端处的风机轮毂内壁上，本实施例中的锁紧件为四组。

固定装置还包括两个定位插孔26和两个插销27，两个定位插孔26均设置在转动盘3的上端面上，并分别与风机轮毂后端壁上的其中两个连接孔28相对应，当风机轮毂固定在转动盘3上时，两个插销27分别可拆地插接在其中一对连接孔28和定位插孔26内，连接孔28为风机轮毂上固有结构。

为进一步地便于风机轮毂的定位，转动盘3上设有圆形定位孔32，圆形定位孔32的孔径与风机轮毂后端壁上的固定轴孔25的孔径相同。

为保证转动盘3的强度，圆形定位孔32内设有多条加强筋33。

转轴连接结构包括设置于固定盘2中间处的转轴孔29和设置在转动盘3的下端面中间处的转动轴30，转动轴30位于转轴孔29内，并通过轴承31与转轴孔29可转动连接，本实施例中的轴承31为滚珠轴承，滚珠轴承的内圈与外圈之间一般都具有一定的轴向移动空间，因此当转动盘产生轴向移动时，轴承31能够进行自适应的调整。

本发明用于风机轮毂加工的快速装夹及旋转工装的使用方法是：

s1、将风机轮毂放置在转动盘3上，使风机轮毂后端壁压在转动盘3的上端面上；

s2、使圆形定位孔32与风机轮毂后端壁上的固定轴孔同轴，并将两个定位插孔26与风机轮毂后端壁上的两个相应连接孔28对其，再将两个插销27分别插入在其中一对连接孔28和定位插孔26内，以实现对风机轮毂固定位置的精确定位，然后将每个压块20的两端分别压在风机轮毂后端壁的内壁和相应的支撑柱22上端处，再用压紧螺栓21锁紧；

s3、启动电机6，使油泵7向油槽9内注入液压油，此时在液压油的支撑下，转动盘3沿着转动轴线向上移动，使转动盘3的下端面与固定盘2的上端面相互脱离，此时转动转动盘3，当三个下定位孔14分别与三个上定位孔15位置对应时，停止转动转动盘3，然后将三个定位销16分别插入在其中一对下定位孔14和上定位孔15内；

s4、关闭电机6使油泵7停止向油槽9内注入液压油，当转动盘3重新压在固定盘2上后，将三个锁紧螺栓17的螺杆部下端分别穿过其中一个穿孔19并与相应的锁紧螺栓孔18螺纹连接，此时风机轮毂上的其中一个叶片连接法兰面处于竖直状态并正面朝向加工工具；

s5、当其中一个叶片连接法兰面加工完毕后，去除三个锁紧螺栓17，然后启动电机6，使油泵7向油槽9内注入液压油，让转动盘3的下端面再次与固定盘2的上端面相互脱离，接着去除三个定位销16，再将转动盘3转动120°，此时三个下定位孔14将再次分别与三个上定位孔15位置对应，然后将三个定位销16再次分别插入在其中一对下定位孔14和上定位孔15内，接着执行步骤s4；如此反复，直至三个叶片连接法兰面全部加工完毕。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。