CN112247613A - 一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装及其使用方法，涉及汽轮机叶片领域，包括底板，底板上设置有可沿底板滑动的叶片型面定位支撑组件、叶片型面压紧组件和叶片顶针装置，所述叶片型面定位支撑组件包括大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块，两个型面定位支撑块上分别开设有定位型面且其定位型面分别与叶片大、小头处内弧型面相匹配，两个型面定位支撑块可卡入设置的两条底板通槽中且其设有螺杆螺母，通过螺杆螺母与嵌入固定通槽中的T型螺母配合锁紧，所属叶片型面压紧组件包括大头压板横梁、小头压板横梁、L型支撑块组，压板横梁上设置有与叶片型面接触的压紧块，叶片顶针装置上设置有顶尖，用于顶紧叶片背弧型面。

Description

一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装及其使用 方法

技术领域

本发明涉及汽轮机叶片工装领域，尤其涉及一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装及其使用方法。

背景技术

汽轮机中小型静叶片的两端面通常采用线切割的方式进行加工，再通过精抛光将端面钼丝印抛去，然而中大型静叶片的总长通常会超出企业里线切割机床的行程，需要使用数控加工中心完成静叶片端面圆弧的加工，同时由于不同级别的汽轮机静叶片的内背弧型面和总长都不相同，每次加工不同级别的静叶片都需要设计配套的专用夹具进行定位与固定，不仅会增加人力、设备、材料等的消耗，使得生产成本提高，并且专用夹具加工完成后通常只使用一次便放入工装库进行保存管理，增加了维护成本，从而导致了静叶片的生产周期加长，也造成了不必要的资源浪费。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装及其使用方法，能够适应不同叶身型面、不同总长的静叶片，解决了现有专用夹具通用性差、制造周期长的问题，从而能够有效地避免资源的浪费。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，包括底板，所述底板上设置有可沿底板滑动的叶片型面定位支撑组件、叶片型面压紧组件和叶片顶针装置；所述叶片型面定位支撑组件包括相互平行放置的大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块，所述大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块上分别开设有型面凹槽，且型面凹槽的大小分别与所述静叶片大、小头处内弧型面相对应；所述叶片顶针装置通过顶针定位静叶片；所述叶片型面压紧组件通过压紧块压紧静叶片。

进一步的，沿所述大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块纵向方向上依次设置有叶片型面压紧组件和叶片顶针装置。

进一步的，所述叶片顶针装置包括顶针座和顶针；所述顶针座在高度方向上开有数个顶针孔，所述顶针根据静叶片位置安装于顶针孔内，所述顶针座通过固定螺栓与对应的T型螺母配合锁紧于底板上。

进一步的，所述叶片型面压紧组件包括大头压板横梁和小头压板横梁，所述大头压板横梁和小头压板横梁分别位于大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块的上方，所述大头压板横梁和小头压板横梁上均开设有限位槽，所述限位槽中均装有用于压紧静叶片背弧型面的压紧块。

进一步的，所述压紧块呈人字形，通过销轴分别铰接安装于大头压板横梁和小头压板横梁的限位槽中，所述压紧块与静叶片背弧型面的接触面设置为球面。

进一步的，所述限位槽结构为梯形开口结构，梯形开口结构用来限制压紧块的活动角度。

进一步的，所述底板上沿其长度方向分别开设有一组相互平行的T型固定通槽和一组相互平行的固定通槽；所述底板上开设的T型固定通槽中设置有T型螺母，所述T型螺母嵌入所述T型固定通槽中且仅能沿槽向移动。

进一步的，所述大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块分别固定于相对布置的T型固定通槽和固定通槽中；且大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块上分别设置有一对螺杆螺母，通过螺杆螺母与对应的T型螺母配合锁紧。

进一步的，所述大头压板横梁和小头压板横梁通过紧固螺钉与设置于底板两侧的第一L型支撑块、第二L型支撑块、第三L型支撑块、第四L型支撑块保持固定。

用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：根据静叶片大、小头处内弧型面加工出大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块上的型面凹槽；

步骤二：大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块设置在底板上，并将静叶片放置在大头型面定位支撑块和小头型面定位支撑块上的型面凹槽内；

步骤三：安装叶片顶针装置于底板上并处于静叶片的中段位置，旋拧顶针使顶针的针头与静叶片的背弧型面接触顶紧，从而完成静叶片的定位、横向固定操作；

步骤四：叶片型面压紧组件的大头压板横梁和小头压板横梁上的压紧块通过销轴旋转，从而对静叶片表面产生压紧力，从而实现静叶片的轴向固定，进而实现对静叶片的装夹。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明将现有的整体式的夹具形式转变为通用模块式的夹具形式，加工不同的静叶片时，只需根据该静叶片的内背弧型面、总长要求，制造与之相适应的叶片型面定位支撑组件进行替换，即实现夹具零部件的模块化，从而避免了因为不同总长、叶身型面的叶片需要制造专用设备而导致的人力、设备、材料等的浪费，同时大大提高了夹具的通用性。

2.本发明的模块化零部件制作简便、成本低廉，极大节约夹具的制作成本、制作周期与工装库的存储空间。

3.本发明通过大、小头型面定位支撑块能够实现被加工静叶片的快速定位与装夹，提高劳动生产率，缩短静叶片生产周期。

附图说明

图1为根据本发明实施例涉及到的用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装的结构示意图；

图2是本发明图1的右视示意图；

图3是本发明图1的A-A处剖视图；

图4为本发明图1的俯视示意图。

附图标记如下：

1-底板；2-T型固定通槽；3-固定通槽；4-大头型面定位支撑块；5-螺杆螺母；6-静叶片；7-第一L型支撑块；8-大头压板横梁；9-销轴；10-小头型面定位支撑块；11-第三L型支撑块；12-小头压板横梁；13-压紧块；14-紧固螺钉；15-第四L型支撑块；16-顶针座；17-顶针；18-顶针孔；19-固定螺栓；20-第二L型支撑块；21-T型螺母；22-限位槽；23-叶片型面定位支撑组件；24-叶片型面压紧组件；25-叶片顶针装置。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的

结合附图1至图4所示的一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，包括底板1，所述底板1上设置有叶片型面定位支撑组件23、叶片型面压紧组件24和叶片顶针装置25；叶片型面定位支撑组件23包括相互平行放置的大头型面定位支撑块4和小头型面定位支撑块10，所述大头型面定位支撑块4和小头型面定位支撑块10上分别开设有型面凹槽且型面凹槽与所述静叶片6大、小头处内弧型面相对应，所述底板1上沿其长度方向分别开设有一组相互平行的T型固定通槽2和一组相互平行的固定通槽3，所述T型固定通槽2中设置有T型螺母21，所述T型螺母21嵌入所述T型固定通槽2中且仅能沿槽向移动，所述大头型面定位支撑块4、小头型面定位支撑块10分别卡入相对布置的固定通槽3中，且两个型面定位支撑块上分别设置有一对螺杆螺母5，通过螺杆螺母5与对应的T型螺母21配合锁紧，从而保证了移动过程、加工过程中结构的稳定性。

叶片型面压紧组件24包括大头压板横梁8、小头压板横梁12和L型支撑块组，所述大头压板横梁8和小头压板横梁12分别位于大头型面定位支撑块4和小头型面定位支撑块10的上方，大头压板横梁8和小头压板横梁12的中间位置均开设有限位槽22；限位槽22中均装有用于压紧静叶片6背弧型面的压紧块13，所述限位槽22呈梯形开口，其开口能够限制压紧块13的活动角度，所述压紧块13呈人字形，通过销轴9分别铰接安装于大头压板横梁8和小头压板横梁12的限位槽22中，所述压紧块13与静叶片6背弧型面的接触面设置为球面，以适应各种接触面。

叶片顶针装置25包括顶针座16和顶针17，所述顶针座16在其高度方向上开有一排顶针孔18，所述顶针17可根据静叶片6位置调整安装于任一顶针孔18内，具有调节效果，以此可以对不同型面的汽轮机静叶片进行定位操作，从而有效提高本装置的实用性。

本发明在装夹工装在装夹汽轮机静叶片时，先按照图纸在静叶片6靠近大头和小头处分别绘制出用于定位的型面档位线，将大头型面定位支撑块4和小头型面定位支撑块10按照图纸上型面档位线的距离分别卡入底板1上的T型固定通槽2内，使用螺杆螺母5与设置于T型固定通槽2内的T型螺母配合锁紧型面大头型面定位支撑块4和小头型面定位支撑块10，将静叶片6按所画型面档位线放置于大头型面定位支撑块4、小头型面定位支撑块10之上，将安装叶片顶针装置25于底板1上并处于静叶片6的中段位置，旋拧顶针17使顶针17的针头与静叶片6的背弧型面接触顶紧，从而完成静叶片6的定位、横向固定操作；将两组L型支撑块设置于静叶片6的两侧，大头压板横梁8和小头压板横梁12通过紧固螺钉14与L型支撑块连接固定，大头压板横梁8和小头压板横梁12上的压紧块13通过销轴9旋转，从而对静叶片6表面产生压紧力，从而实现静叶片的轴向固定操作，进而实现静叶片的装夹操作；

当加工不同型面或总长的静叶片的端面圆弧时，按照图纸尺寸调节大头型面定位支撑块4、小头型面定位支撑块10在T型固定通槽2中的位置，同时顶针17根据静叶片6位置选择合适的顶针孔18，即可实现不同总长的静叶片横向固定，将大头压板横梁8和小头压板横梁12同时作用于静叶片大、小头两处且压紧块的压头加工成球面以适应各种曲面，即可实现不同型面的静叶片纵向压紧，同时也能保护叶片型面避免划伤，从而进一步保证了本发明对于不同型号的静叶片的可靠定位装夹操作，进一步提高了本发明的灵活性、通用性，进一步避免了人力、设备、材料等资源的消耗、降低了保存维护工装的成本，从而大大减少了夹具的设计加工量，减少了工装制造成本，缩短工装设计周期与加工周期，有效提高生产准备效率与静叶片加工效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，其特征在于，包括底板(1)，所述底板(1)上设置有可沿底板(6)滑动的叶片型面定位支撑组件(23)、叶片型面压紧组件(24)和叶片顶针装置(25)；所述叶片型面定位支撑组件(23)包括相互平行放置的大头型面定位支撑块(4)和小头型面定位支撑块(10)，所述大头型面定位支撑块(4)和小头型面定位支撑块(10)上分别开设有型面凹槽，且型面凹槽的大小分别与所述静叶片(6)大、小头处内弧型面相对应；所述叶片顶针装置(25)通过顶针(17)定位静叶片(6)；所述叶片型面压紧组件(24)通过压紧块(13)压紧静叶片(6)。

2.根据权利要求1所述的用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，其特征在于，沿所述大头型面定位支撑块(4)和小头型面定位支撑块(10)纵向方向上依次设置有叶片型面压紧组件(24)和叶片顶针装置(25)。

3.根据权利要求1所述的用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，其特征在于，所述叶片顶针装置(25)包括顶针座(16)和顶针(17)；所述顶针座(16)在高度方向上开有数个顶针孔(18)，所述顶针(17)根据静叶片(6)位置安装于顶针孔(18)内，所述顶针座(16)通过固定螺栓(19)与对应的T型螺母(21)配合锁紧于底板(1)上。

4.根据权利要求1所述的用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，其特征在于，所述叶片型面压紧组件(24)包括大头压板横梁(8)和小头压板横梁(12)，所述大头压板横梁(8)和小头压板横梁(12)分别位于大头型面定位支撑块(4)和小头型面定位支撑块(10)的上方，所述大头压板横梁(8)和小头压板横梁(12)上均开设有限位槽(22)，所述限位槽(22)中均装有用于压紧静叶片(6)背弧型面的压紧块(13)。

5.根据权利要求4所述的用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，其特征在于，所述压紧块(13)呈人字形，通过销轴(9)分别铰接安装于大头压板横梁(8)和小头压板横梁(12)的限位槽(22)中，所述压紧块(13)与静叶片(6)背弧型面的接触面设置为球面。

6.根据权利要求4或者5任一项所述的用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，其特征在于，所述限位槽(22)为梯形开口结构，梯形开口结构用来限制压紧块(13)的活动角度。

7.根据权利要求1所述的用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，其特征在于，所述底板(1)上沿其长度方向分别开设有一组相互平行的T型固定通槽(2)和一组相互平行的固定通槽(3)；所述底板(1)上开设的T型固定通槽(2)中设置有T型螺母(21)，所述T型螺母(21)嵌入所述T型固定通槽(2)中且仅能沿槽向移动。

8.根据权利要求1所述的一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，其特征在于，所述大头型面定位支撑块(4)和小头型面定位支撑块(10)分别固定于相对布置的T型固定通槽(2)和固定通槽(3)中；且大头型面定位支撑块(4)和小头型面定位支撑块(10)上分别设置有一对螺杆螺母(5)，通过螺杆螺母(5)与对应的T型螺母(21)配合锁紧。

9.根据权利要求4所述的一种用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装，其特征在于，所述大头压板横梁(8)和小头压板横梁(12)通过紧固螺钉(14)与设置于底板(1)两侧的第一L型支撑块(7)、第二L型支撑块(20)、第三L型支撑块(11)、第四L型支撑块(15)保持固定。

10.根据权利要求1-5、7-9任一项所述的用于加工汽轮机静叶片端面圆弧的装夹工装的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据静叶片(6)大、小头处内弧型面加工出大头型面定位支撑块(4)和小头型面定位支撑块(10)上的型面凹槽；

步骤二：大头型面定位支撑块(4)和小头型面定位支撑块(10)按照设计图纸上型面档位线的距离分别设置在底板(1)上，并将静叶片(6)放置在大头型面定位支撑块(4)和小头型面定位支撑块(10)上的型面凹槽内；

步骤三：安装叶片顶针装置(25)于底板(1)上并处于静叶片(6)的中段位置，旋拧顶针(17)使顶针(17)的针头与静叶片(6)的背弧型面接触顶紧，从而完成静叶片(6)的定位、横向固定操作；

步骤四：叶片型面压紧组件(24)的大头压板横梁(8)和小头压板横梁(12)上的压紧块(13)通过销轴(9)旋转，从而对静叶片(6)表面产生压紧力，从而实现静叶片(6)的轴向固定，进而实现对静叶片(6)的装夹。

Images