[发明专利]加工斜锥孔式喷嘴汽道的专用夹具及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工喷嘴汽道的专用夹具及利用该专用夹具加工喷嘴汽道的方法。

背景技术

喷嘴是汽轮机的重要部件，喷嘴上的喷嘴汽道加工精度直接影响着汽轮机组的运行效率。斜锥孔式喷嘴的结构是由内外圆尺寸相同、喷嘴结构相同，而喷嘴汽道数量、扇型角不同的四组喷嘴块组成，喷嘴汽道是由斜锥孔与mm斜度孔连接而成，见图1和图2所示，由于喷嘴汽道位置复杂、喷嘴汽道精度要求高，给喷嘴的加工带来很大难度。整个喷嘴是由四组喷嘴块组成，各组喷嘴块中汽道数量分别为三个、四个、六个和七个。汽道正、反两侧孔的位置精度要求高。喷嘴汽道是由与一侧端面成15°的锥度孔和与另一侧端面成75°的直孔连接而成，其中锥度孔是由部分直孔、锥度孔和半圆孔连接而成，三部分孔的粗糙度要求为Ra0.8μm，加工喷嘴汽道的锥度孔时钻头定心难度大，定心不准确导致斜锥孔粗糙度难以保证。现在还没有用于加工斜锥孔式喷嘴汽道的专用夹具。

发明内容

本发明的目的是为解决现在没有用于加工斜锥孔式喷嘴汽道的专用夹具以及加工喷嘴汽道的锥度孔时钻头定心难度大的问题，进而提供一种斜锥孔式喷嘴汽道的加工方法及其专用夹具。

本发明的用于加工斜锥孔式喷嘴汽道的专用夹具包括夹具弯板、中心轴、分度盘、定位心轴、三个四周压板和中心压板，所述夹具弯板和分度盘依次套装在中心轴上，中心轴固定在夹具弯板上，夹具弯板上开有阶梯通孔，所述分度盘沿圆周方向上开有二十个分度通孔，所述阶梯通孔的中心与分度通孔的中心同在一个圆周上，定位心轴插装在分度盘上，中心压板固装在中心轴的一端上，四周压板沿圆周方向固装在夹具弯板上。

本发明的利用上述专用夹具加工喷嘴汽道的方法是按着以下步骤实现的：

步骤一：整体下料，所下坯料的横截面为圆环形状，坯料的厚度D为39.5mm，然后将坯料的内环面和外环面进行加工；

步骤二：根据加工斜锥孔式喷嘴汽道专用夹具的分度定位需要，在坯料上确定待加工喷嘴汽道的中心线，然后在坯料厚度方向上加工一个φ12H7mm的工艺孔，所述工艺孔的圆心位于待加工喷嘴汽道的中心线上；

步骤三：将坯料安装在所述专用夹具上，然后用定位销穿过坯料上的φ12H7mm的工艺孔并将坯料定位在专用夹具上，夹紧坯料；

步骤四：通过几何计算得出P、Q的位置，设定待加工汽道孔的中心线与工件的上端面的夹角R为15°，与待加工汽道孔的中心线垂直且与工件的上端面最近的交点即为P点，过交点P与待加工汽道孔的中心线垂直的平面为C面，过C面的最低点且与待加工汽道孔的中心线相平行的线与坯料的上端面的交点即为Q点；将专用夹具旋转使坯料上端面与镗床主轴成15°角，使用φ13的铣刀从P点进刀加工出与待加工的锥度孔中心线垂直的平面C，当铣刀铣到Q点的位置停止进刀，铣刀所铣的φ13孔节圆的圆心即为钻头的钻心；

步骤五：利用所述钻头加工出第一个喷嘴汽道，即先将待加工的φ11.8汽道孔加工为φ11.6，再将待加工的φ7.2汽道孔加工为φ6.8，然后加工锥度孔，最后再校准φ11.8汽道孔、φ7.2汽道孔和锥度孔；完成锥度孔加工后，将镗床工作台沿相反方向旋转使坯料下端面与机床主轴成75°角，使用φ20铣刀加工出φ20的斜孔；

步骤六：完成第一个锥度孔加工后，镗床主轴位置保持不变，旋转分度盘，通过分度插销定位下一个待加工汽道位置，并按照步骤五依次完成各汽道孔的加工；

步骤七：采用手工抛光处理各汽道孔的表面粗糙度和各汽道孔之间的光滑连接；

步骤八：将坯料安装在铣床上，加工坯料的上端面，使坯料的厚度d加工成25mm。

步骤九：将上述加工后的坯料按要求切割成四组喷嘴块。

发明效果：

本发明的有益效果是：本发明利用斜锥孔式喷嘴汽道的专用夹具进行斜锥孔式喷嘴汽道的加工，各汽道与镗床主轴的垂直位置始终保持固定，保证了喷嘴汽道节圆的准确性，通过准确定位能够加工出正反两侧孔的位置精度合格；利用本发明的方法并通过专用夹具，保证了锥度孔和斜度孔分度的准确性和两孔准确的连接；本发明的加工方法的加工的喷嘴汽道的斜锥孔的位置精度高，并已加工出合格的斜锥孔式喷嘴汽道，此喷嘴已在船用涡轮增压机组中使用，效果良好，汽轮机组运行效率高。

附图说明

图1是斜锥孔式喷嘴的结构示意图，图2是斜锥孔式喷嘴汽道中心线剖面图，图3是增厚零件加工示意图，图4是本发明专用夹具的整体结构示意图。

具体实施方式