[实用新型]一种可快速准确定位叶轮的五轴数控加工工装

说明书

本实用新型公开了一种可快速准确定位叶轮的五轴数控加工工装，其用于装夹定位用五轴数控机床数控加工时的水轮机叶轮，所述五轴数控机床包括用于装夹工件的五轴工作台，包括设置在五轴工作台上的连接板、设置在连接板上用于定位叶轮内孔的芯轴，在芯轴上设有与叶轮内孔配合的定位衬环，在芯轴上可拆卸地设有可压紧叶轮远离五轴工作台的前端面的压紧机构，在连接板上可拆卸地设有支承叶轮后端面的支承组件。本实用新型可实现对叶轮的精确装夹定位，通过一次装夹定位即可完成对所有加工表面的数控铣削加工，同时有利于提升数控加工的精度。

技术领域

本实用新型涉及数控加工技术领域，具体涉及一种可快速准确定位叶轮的五轴数控加工工装。

背景技术

在水电设备制造领域，叶轮是主要的核心部件之一，叶轮中心具有一个内孔，叶轮上具有若干围绕内孔布置的形状复杂的流道，相应地，流道的加工精度是叶轮加工的重难点，也是影响整体水电机组出力的重要因素。

在现有技术中，人们通常是采用高精度的五轴数控设备对异形的叶轮流道进行数控加工的，相应地，需要设置用于装夹定位叶轮的工装。

而现有的工装在装夹定位叶轮时存在如下技术问题：首先，由于叶轮的流道为立体空间结构，因此，工装难以做到一次装夹、全程加工，当工装对叶轮尔曹装夹时，不可避免地会产生装夹定位误差，从而影响最后的流道加工精度。其次，工装的刚性不够，导致叶轮在数控铣削时容易产生晃动，从而影响流道的加工精度；或者只能减小切削量，从而影响加工效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种可快速准确定位叶轮的五轴数控加工工装，可实现对叶轮的精确装夹定位，通过一次装夹定位即可完成对所有加工表面的数控铣削加工，同时有利于提升数控加工的精度。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种可快速准确定位叶轮的五轴数控加工工装，其用于装夹定位用五轴数控机床数控加工时的水轮机叶轮，所述五轴数控机床包括用于装夹工件的五轴工作台，包括设置在五轴工作台上的连接板、设置在连接板上用于定位叶轮内孔的芯轴，在芯轴上设有与叶轮内孔配合的定位衬环，在芯轴上可拆卸地设有可压紧叶轮远离五轴工作台的前端面的压紧机构，在连接板上可拆卸地设有支承叶轮后端面的支承组件。

我们知道，作为现有技术，五轴数控机床具有一个用于装夹定位工件的五轴工作台，五轴工作台的侧面构成安装面。此外，需要通过五轴数控机床进行数控加工的叶轮应该已经完成内孔、前后端面等基础加工，从而具有统一的外形尺寸。也就是说，此时的叶轮主要是用五轴数控机床加工各流道，其内孔、前后端面已经达到设计要求的尺寸。

需要数控加工叶轮的流道时，我们可使连接板通过螺栓连接等方式可拆卸地固定在五轴工作台的安装面上，连接板上连接有芯轴。然后将叶轮的内孔套设在芯轴上，以实现叶轮的中心定位，此时的支承组件则可对叶轮靠近连接板的后端面实现有效的支承，使叶轮具有精确的Z向定位。

为了确保叶轮的中心定位精度，我们可使芯轴与叶轮内孔的配合间隙控制在0.02mm-0.03mm之间。

也就是说，本实用新型可使叶轮实现高精度的中心定位和Z向定位，有利于提升数控加工的精度。此外，芯轴与叶轮内控适配，从而使芯轴具有较大的直径，可确保芯轴的刚度，而设置在连接板上的支承组件可增加叶轮相对连接板的摩擦阻力，避免在铣削加工时叶轮出现移位现象。

由于本实用新型在定位装夹叶轮时，只是利用了叶轮的前后端面、内孔，对外侧的流道部分不会产生任何的遮挡、干涉，因此，一次装夹定位即可完成对叶轮所有流道的铣削加工。

特别是，芯轴是通过定位衬环与叶轮内孔配合定位的，也就是说，芯轴自身与叶轮内控之间无需形成精确配合，既有利于降低对芯轴的精度要求，又方便叶轮在芯轴上的装配。并且定位衬环可大大减小与叶轮内孔的配合面，从而有利于芯轴通过定位衬环实现与叶轮内孔的高精度配合。