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.