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        萬能二面角斜度墊塊的研究

        2015-12-25 08:30:36梁小丹
        機(jī)械工程師 2015年3期
        關(guān)鍵詞:合頁斜度墊塊

        梁小丹

        (哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司 質(zhì)檢中心,哈爾濱150046)

        0 引言

        葉片的加工在汽輪機(jī)的零部件加工中是加工量比較大的,也是比較關(guān)鍵的。由于葉片是非常特殊的零部件,有著復(fù)雜的形狀和角度,汽道型線為不規(guī)則的復(fù)雜曲面,葉根型線也是各式各樣。銑削加工葉片的過程中需要葉片擺放成加工位所需的角度,才能按照工序進(jìn)行加工,以得到合格的葉片產(chǎn)品。需要擺放到合理的角度,就需要合理的夾具進(jìn)行裝夾,夾具里面也會(huì)有相應(yīng)的斜度墊塊,斜度墊塊也是夾具中十分的重要零件,因?yàn)槠浣嵌鹊木_與否將直接影響葉片加工的角度精度。經(jīng)過研究和總結(jié),從正弦臺(tái)得到的啟發(fā),設(shè)計(jì)出可以兩個(gè)角度調(diào)整的萬能斜度墊塊,可以按要求調(diào)整出任何角度。通常的二面角墊塊如圖I所示。

        圖1 二面角墊塊

        1 萬能斜度墊塊的設(shè)計(jì)

        正弦臺(tái)是由3塊平板、2個(gè)合頁組成的兩個(gè)方向可以調(diào)整角度的工作臺(tái)。按要求改變正弦臺(tái)的尺寸,以適合不同大小的葉片,這樣按照統(tǒng)計(jì)的葉片種類,做出幾種萬能斜度墊塊就可適應(yīng)絕大多數(shù)葉片。

        如圖2所示,該萬能斜度墊塊由3個(gè)平板和2個(gè)合頁組成,2個(gè)合頁呈90°排布。底板下面配有2個(gè)銷釘和4個(gè)螺釘,用于安裝到底板上面,合頁1的一半焊接在上面板上,另一半焊接在中間板上面,這樣上面板和中間板就可以以合頁1為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)方向的角度的調(diào)整。同理,合頁2一半焊接在中間板上,一半焊接在底板上,這樣中間板和底板可以繞以合頁2為旋轉(zhuǎn)軸的中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)了另一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)。

        得到了兩個(gè)方向的角度疊加,根據(jù)產(chǎn)品的擺放位置和方向進(jìn)行計(jì)算,需要合理的調(diào)整,得到了如圖I的二面角效果。確定好角度以后,用正面和側(cè)面的螺栓進(jìn)行鎖緊固定。

        圖2 萬能斜度墊塊

        2 萬能斜度墊塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)

        上面設(shè)計(jì)的的萬能斜度墊塊只適用于普通機(jī)械加工使用,對(duì)于更加精密的量具使用要在設(shè)計(jì)上采取更加精密的方法和可靠的鎖緊機(jī)構(gòu),因?yàn)榱烤咭蟮木褪蔷芎蜏?zhǔn)確,所以對(duì)結(jié)構(gòu)和加工工藝要有優(yōu)化和改進(jìn)。

        如圖3,基本結(jié)構(gòu)仍然是由圖2的零部件組成,只是多了兩組推進(jìn)機(jī)構(gòu),推進(jìn)機(jī)構(gòu)采用了典型的頂絲和斜塊配合的結(jié)構(gòu)。根據(jù)頂絲機(jī)構(gòu)的行程和向前推進(jìn)的距離可以計(jì)算出上面板和中間板的傾斜角度。

        圖3 萬能斜度墊塊優(yōu)化設(shè)計(jì)

        合頁由一個(gè)套和一個(gè)軸組成,由于組成合頁的軸和套加工精度和配合精度會(huì)嚴(yán)重影響調(diào)整后角度的精度,從而影響加工和測量產(chǎn)品的精度。為了保證精密,采用基軸制,加工出階梯軸,如圖4,階梯軸的小徑是要控制的尺寸。套的內(nèi)徑根據(jù)階梯軸的小徑進(jìn)行配做并控制配合精度,采取過渡配合中,小軸的直徑和套的內(nèi)徑粗糙度均不大于Ra1.6。

        圖4 階梯軸

        更關(guān)鍵的是階梯軸以及套和各個(gè)板焊接的時(shí)候如何盡可能地防止焊接熱應(yīng)力變形,可以采取點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)。首先將階梯軸作準(zhǔn)并焊接在板上,將外圍尺寸加工準(zhǔn),但內(nèi)孔未加工準(zhǔn)的套焊接在另一塊板上,然后根據(jù)階梯軸的小徑配做套的內(nèi)徑。

        更為先進(jìn)的是應(yīng)用液壓裝置代替純機(jī)械的頂絲推進(jìn)機(jī)構(gòu)來進(jìn)行精確進(jìn)給,并配以精確的測量角度的輔助設(shè)備,會(huì)使其角度更加準(zhǔn)確。

        3 最佳優(yōu)化方案的優(yōu)化

        在生產(chǎn)過程中,為了解決更為復(fù)雜的加工和檢測問題,可以采取在上面板配有磁力吸盤的裝置,上面板和中間板的角度的俯仰,可以應(yīng)用液壓和傳感器等感應(yīng)裝置進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),方便裝夾和快換。

        [1] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].5版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.

        [2] 趙學(xué)增.現(xiàn)代傳感技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010.

        [3] 劉品,張也晗.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測基礎(chǔ)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013.

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