壓氣機機組內環弧段切割夾具的設計與研究

2013-12-23 04:02:40徐鵬樹陸毅

機械工程師 2013年11期

徐鵬樹，陸毅

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046）

1 引言

壓氣機機組的末級導葉片內環弧段外形如圖1 所示。該內環弧段每圈由18 段弧段組成，弧段兩端為斜端面，端面角度設計要求為44°±10′，弧段間端面間隙0.5mm，該18 段弧段要求各件在型孔中心線剖面弦長98.67±0.05mm。該部件加工過程為：整圈車削為環形工件，再利用電火花線切割機床將其切斷為18 段等長的內環弧段，為保證端面角度及弦長加工精度，需研制專用的切割夾具，以滿足加工需求。

圖1 內環弧段（加工件）外形圖

為此，對斜端面末級導葉片內環弧段的結構特點及加工狀況進行認真的分析和研究，研制了一套專用的切割夾具，按設計精度要求完成了該部件的外形切割加工。

2 夾具的設計

斜端面內環弧段切割夾具裝配圖如圖2 所示。切割內環弧段安裝、加工過程為：先將整圈的內環內段定位、安裝在轉盤內孔凹臺上，然后用18 塊壓板將待加工的弧段壓牢（每段弧段由一塊壓板夾緊、定位可靠，保證了加工精度），用兩定位銷將轉盤定位在底座上，用兩壓板壓牢轉盤，在切割處對絲，切割第一個端面間隙0.5mm，切割完畢后，將轉盤轉動到下一個切割位置，18 等分精度由轉盤的18 等分銷孔保證，用兩定位銷將轉盤定位到下一個加工位置，切割第二個端面間隙0.5mm，以此類推，加工完18 等分弧段，保證弦長精度，而端面角度44°由斜度塊保證。該夾具由底板、斜度塊、底座、轉盤、定位銷、壓板、連接螺釘、圓柱銷、緊定螺釘和支撐螺釘組成。其結構型式如下。

圖2 斜端面內環弧段切割夾具外形總圖

2.1 底板

底板外形如圖3 所示。φ500 為工藝孔，可避免加工時切割到該夾具，提高加工效率。4-φ18/φ25 孔與連接螺釘連接，用于將兩斜度塊把緊在底板上，4-φ16 銷孔與圓柱銷連接，用于將兩斜度塊準確定位在底板上。

圖3 底板外形圖

2.2 斜度塊

斜度塊外形如圖4 所示。46°斜面用于將內環弧段端面定位到垂直位置，保證端面角度精度要求。底面2-M16螺紋孔與連接螺釘連接，用于將斜度塊把緊在底板上。底面2-φ16 銷孔與圓柱銷連接，用于將斜度塊準確定位在底板上。斜面上2-M16 螺紋孔與連接螺釘連接，用于將底座把緊在斜度塊上。斜面φ16 銷孔與圓柱銷連接，用于將底座準確定位在斜度塊上。

圖4 斜度塊外形圖

2.3 底座

底座外形如圖5 所示。4-φ17/φ25 孔用于將底座把緊在斜度塊上，2-φ16 配作銷孔用于將底座準確定位在斜度塊上。φ580 內孔與轉盤凸臺外圓小間隙配合，保證回轉精度，R35 半圓槽可避免加工時切割到該夾具，提高加工效率。2-φ16 銷孔用于定位銷定位轉盤，保證等分精度。2-M12 螺紋孔與把緊轉盤緊定螺釘連接，通過壓板將轉盤夾緊在底座上。

圖5 底座外形圖

2.4 轉盤

轉盤外形如圖6 所示。φ568.19 凹臺與內環弧段外圓相配合，內環弧段以外圓定位在該轉盤上。φ580 凸外圓與底座內孔小間隙配合，保證回轉精度。18-φ16 銷孔為等分銷孔，保證內環弧段的弦長加工精度，該內環弧段18 次回轉加工，定位銷定位在轉盤的該銷孔內，保證18 段弧段的等分加工精度。18-M12 螺紋孔與把緊弧段緊定螺釘連接，通過壓板將弧段夾緊在轉盤上。18 處2mm 寬、1mm 深槽為工藝槽，可避免加工時切割到該夾具，提高加工效率。