[发明专利]冲击式水轮机转轮数控加工夹具装置

说明书

技术领域：本发明涉及一种冲击式水轮机转轮数控加工夹具装置。

技术背景：国内外冲击式水轮机核心部件转轮的结构有三种，分别为整铸打磨形式、半焊接半机械加工形式、锻造后整体机械加工形式。铸造打磨转轮比较粗糙，很难满足设计要求的水利性能指标，造成水轮机出力不足，引起机组振动，同时因铸造材质机械性能较差，在转轮根部存在大面积应力集中区，在高水头的巨大外力作用下造成应力释放，导致转轮根部断裂(也叫断斗现象)，断斗后果相当严重，轻者导致转轮报废，重者因断斗产生的巨大不平衡力矩而使整个机组全部损坏。对于锻造后整体机械加工形式的转轮，一方面数控加工能很好控制机组的形位公差和尺寸公差，水利性能十分优良，另一方面可以大大改善工人的劳动条件，降低劳动强度，最为重要的是由于锻钢承受的负荷及应力都远远高于铸钢，因此锻造后整体数控加工转轮能够有效的防止转轮的断斗现象，延长机组的使用寿命。故用户在标书中直接要求整锻毛坯数控加工，冲击式水轮机转轮的结构特点是转轮型面曲率变化大、形状复杂。因此数控加工整体冲锻造后整体机械加工，需要经过车、铣、镗三道工序，正是加工方式的复杂性，决定了转轮加工夹具设计的重要性。

发明目的：本发明的目的是公开一种装夹稳定、简化安装工艺、便于加工、适用于多种机床加工转轮的专用夹具装置。本发明的技术方案为：一种冲击式水轮机转轮数控加工夹具装置，底板为方形钢板，底板可直接通过压板将整套夹具固定在工作台上，支撑筋板和横梁式筋板交错焊接在底板上，支撑筋板与横梁式筋板成三角支撑关系，各八根，结构对称，每两个支撑筋板之间成45°角，中心定位盘固定在支撑筋板上，中心定位盘与支撑筋板通过侧面的螺纹联接联接在一起，转轮内径与中心定位套管间隙配合，转轮放置在中心定位盘上，将定位螺栓穿过中心定位盘和转轮的孔，把合紧固工件，定位销穿过中心定位盘和转轮的定位销孔。

本发明具有以下优点：

1、多工序加工使用同一夹具，节约工装成本；

2、多工序装卡方便，定位准确，避免不同设备采用不同定位方法产生的定位误差，同时节约安装时间；

3、筋板采用三角支撑焊接结构，坚固稳定，防止加工过程中受力不均匀发生工件偏转。

附图说明

图1是转轮夹具的主视图

图2是转轮夹具的俯视图

图3是转轮安装在夹具上的主视图

图4是转轮安装在夹具上的俯视图

以下附图中：

1工作台      2底板

3支撑筋板    4横梁式筋板

5中心定位盘  6中心定位套管

7定位螺栓    8定位销

9转轮

具体实施方式：

如图1所示，底板2为方形钢板，可直接通过压板将整套夹具固定在工作台1上，安装方便稳定。支撑筋板3和横梁式筋板4交错焊接在底板2上。支撑筋板3与横梁式筋板4成三角支撑关系，各八根，结构对称，每两个支撑筋板3之间成45°角，此种结构坚固，能够防止工件在加工过程中因受力不均匀而发生偏转。

如图2所示，中心定位盘5固定在支撑筋板3上，通过侧面的螺纹联接将两者连接在一起。中心定位盘5上有十六个螺孔、一个定位销孔和中心定位套管6。如图4所示，转轮9上也有十六个孔、一个定位销孔，转轮9内径与中心定位套管6间隙配合。转轮9放置在中心定位盘5上，将定位螺栓7穿过中心定位盘5和转轮9的孔，把合紧固工件，同样将定位销8穿过中心定位盘5和转轮9的定位销孔，精确定位，即安装完成，如图3所示。