CN111036949A - 一种超大直径回转体工装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超大直径回转体工装夹具，包括旋转工作台和滑动设置在所述旋转工作台上的若干支撑具、基准具，所述若干支撑具中的一些或全部上还设置有夹具，所述支撑具和夹具构成内外双支撑和向内夹持的超大直径回转体夹持机构；在保证夹持稳定性的前提下降低了所述超大直径回转体的变形风险；采用双排交错卡齿滑道，配合底板两侧的锁定键允许支撑具实现在所述轨道上更佳的定位精度；采用了可调高度的支撑组允许将工件脱离旋转工作台面支撑，进而获得增加的加工空间，减少工件翻转次数。

Description

一种超大直径回转体工装夹具

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及机械加工用夹具，更具体的涉及超大直径回转体类工件用的工装夹具。

背景技术

随着风力发电机的大型化发展，其零部件尺寸也持续增大。风电定转子是风力发电机中主要的核心部件之一，其是一种回转体类铸件；目前，最为普遍的风力发电机的定转子的外形尺寸约Φ6.9米×1.2米，毛坯重量约40吨；相较于定转子的整体尺寸，其壁厚相对较薄，加工过程中容易变形；另外，风电定转子的孔加工数量多并且加工要求高。这使得在对风电定转子进行机械加工的过程中存在吊运、翻转困难，定位精度差等难题。

对风电定转子的机械加工主要包括车削、镗铣等加工工序。传统工艺方案主要采用大型立式车床进行车削加工配合镗床和万能铣头进行镗铣加工的组合加工工艺。过程中，需要对风电定转子进行多次吊运、翻转和装夹，导致加工工时较长，生产效率较低，变形量不可控制，窗口区域只能采用侧铣加工，费时费力，精度无法保证。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种超大直径回转体工装夹具。

具体的，本发明提供一种超大直径回转体工装夹具，所述工装夹具包括旋转工作台（1），多个支撑具（2），还包括若干固定设置在所述支撑具（2）上的夹具；所述旋转工作台的上表面自其旋转中心处辐射状设有多条轨道（5）；每条所述轨道（5）具有两排卡齿（51）和位于所述两排卡齿（51）外侧的两条滑道（52）、位于所述两排卡齿（51）之间的导向槽（54）；位于同一排的相邻两个卡齿（51）由卡缝（53）隔开；所述支撑具（2）可以沿所述滑道（52）在所述轨道（5）上滑动；所述多个支撑具（2）中的一些或全部在其上表面固定有夹具；所述支撑具（2）用于支撑所述超大直径回转体的外圆环；所述夹具用于向内夹持所述超大直径回转体的内圆环外壁。

优选的，所述轨道（5）和支撑具（2）的数量均为8个，所述夹具的数量为4个，且其在所述支撑具（2）上间隔布置。

优选的，所述支撑具（2）包括底板（21），固定设置在所述底板（21）两侧的若干滑块（22），所述滑块（22）用于所述轨道（5）的滑道（52）配合以允许执行所述支撑具（2）在轨道（5）上的滑动；所述支撑具（2）的外侧（指安装时靠近旋转工作台的外周的一侧）还包括用于为所述超大直径回转体的外圆环提供支撑的支撑组（24）；及位于所述支撑组（24）的上侧，用于压紧所述外圆环的环边的压紧组（25）；所述支撑组（24）和所述压紧组（25）的高度可调。

优选的，所述支撑具（2）的底板（21）的下表面还设有若干个键；所述键包括导向键（23A），其固定设置在所述底板（21）的下表面中部；所述导向键（23A）用于与所述轨道（5）的导向槽（54）配合，以引导所述支撑具（2）在所述轨道（5）上的滑动；所述键还包括锁定键（23B），其布置在底板（21）的中间位置；所述底板（21）对应于布置所述锁定键（23B）的位置还设置有对应的键滑槽（231），所述锁定键（23B）通过其顶部的凸块（232）与所述键滑槽（231）滑动配合，从而使得所述锁定键（23B）可以沿垂直于所述支撑具（2）轴线的方向滑动，进而通过与所述导轨（5）上的卡缝（53）的嵌合和脱离实现对所述支撑具（2）的锁定和解锁。

优选的，两排所述卡齿（51）交错布置；且所述支撑具（2）的底板（21）上布置有能与不同排的卡缝（53）嵌合的锁定键（23B），从而允许所述支撑具（2）在所述旋转工作台（1）上的更佳的定位精度。

优选的，所述导向键（23A）的宽度大于卡缝（53）的宽度，从而所述导向键（23A）不会嵌入所述卡缝（53）。

优选的，所述支撑具（2）的底板（21）的四角分别设有吊环（26），以便于吊装。

优选的，所述夹具包括支撑板（31）和卡爪（32）；所述支撑板（31）固定设置在所述底板（21）的内侧；所述卡爪（32）设置在所述支撑板（31）的上表面，所述卡爪（32）的上方设置有卡抓头（33），所述卡抓头（33）的内侧设有竖向的夹持面（331），所述夹持面（331）用于与所述超大直径回转体的内圆环外壁配合以将所述超大直径回转体夹紧；所述卡爪头（33）与所述卡爪（32）的内侧之间留有空隙，所述空隙用于支撑所述内圆环的底壁。

优选的，所述支撑板（31）的上表面设有沿所述支撑具（2）的轴向设置的若干卡爪滑槽（34）；所述卡抓头（33）通过多个双头螺栓（35）与所述卡爪滑槽（34）配合，从而允许通过松开或拧紧所述双头螺栓（35）实现所述卡抓头（33）在所述支撑板（31）上表面的滑动和锁定。

优选的，所述支撑组（24）包括底座（241），所述底座（241）的下表面设置有定位孔（248）用于与所述底板（21）定位配合；所述底座（241）的上表面两侧设有沿所述支撑具（2）的轴向延伸的两块侧板（242）；每块所述侧板（242）的中上部设置有竖槽（243）；两块所述侧板（242）之间设置有上下分开设置的两个支撑块（244）和左右分开设置的两个楔形块（245）；其中，上部的支撑块（244）的侧壁设有与所述竖槽配合的滑竿（247），以允许上部的所述支撑块（244）在所述竖槽（247）的限制下上下滑动；所述两个楔形块（245）之间通过一个螺栓（246）连接；且其允许通过旋拧所述螺栓（246）调节所述两个楔形块（245）的距离，进而调节所述上部的支撑块（244）的高度。

优选的，所述上部的支撑块（244）的上表面设置有弹性垫（249）。

优选的，所述压紧组（25）通过带弹簧的调节螺栓（251）与所述底板（21）固定连接。

优选的，所述旋转工作台（1）上还布置有基准具（4）以便于准确吊装所述超大直径回转体。

本发明相比于现有技术至少能够取得如下有益效果：本发明的工装夹具基于超大直径回转体尺寸带、壁厚薄、加工点多、不易吊装、翻转等特点设计了分立式支撑具和夹具，采用内外双支撑、内部夹持的方案，在保证夹持稳定性的前提下降低了所述超大直径回转体的变形风险；采用双排交错卡齿滑道，配合底板两侧的锁定键允许支撑具实现在所述轨道上更佳的定位精度；采用了可调高度的支撑组允许将工件脱离旋转工作台面支撑，进而获得增加的加工空间，减少工件翻转次数。

附图说明

图1为工装夹具的安装示意图；

图2为图1中区域A的局部放大图；

图3为风电定转子的俯视图；

图4为风电定转子在工作台上的装夹示意图；

图5为图4中区域B的局部放大图；

图6为支撑具的主视图；

图7为支撑具的俯视图；

图8为支撑具的左视图；

图9为带卡爪的支撑具示意图；

图10为图9的剖视图；

图11为支撑组的示意图；

图12为支撑组的剖视图。

图中：1为旋转工作台、2为支撑具、21为底板、22为滑块、23A为导向键、23B为锁定键、231为键滑槽、232为凸块、24为支撑组、241为底座、242为侧板、243为竖槽、244为支撑块、245为楔形块、246为螺栓、247为滑竿、248为定位孔、249为弹性垫、25为压紧组、251为调节螺栓、26为吊环、31为支撑板、32为卡爪、33为卡爪头、331为夹持面、34卡爪滑槽、35为为双头螺栓、4为基准具、5为轨道、51为卡齿、52为滑道、53为卡缝、54为导向槽、6为风机定转子。

具体实施方式

提供一种超大直径回转体工装夹具，参见图1-5，所述超大直径回转体为风电定转子（6），其直接为6.9m，外圆环宽度1.2m，毛重40t；所述工装夹具包括旋转工作台（1），8个支撑具（2），还包括4个夹具，所述夹具间隔布置在所述支撑具（2）上；所述旋转工作台的上表面自其旋转中心处辐射状设有8条轨道（5）；每条所述轨道（5）具有两排卡齿（51）和位于所述两排卡齿（51）外侧的两条滑道（52）、位于所述两排卡齿（51）之间的导向槽（54）；位于同一排的相邻两个卡齿（51）由卡缝（53）隔开；所述支撑具（2）可以沿所述滑道（52）在所述轨道（5）上滑动；所述支撑具（2）用于支撑所述超大直径回转体的外圆环；所述夹具用于向内夹持所述超大直径回转体的内圆环外壁。

参见图6-8所示，所述支撑具（2）包括底板（21），固定设置在所述底板（21）两侧的若干滑块（22），所述滑块（22）用于所述轨道（5）的滑道（52）配合以允许执行所述支撑具（2）在轨道（5）上的滑动；所述支撑具（2）的外侧（指安装时靠近旋转工作台的外周的一侧）还包括用于为所述超大直径回转体的外圆环提供支撑的支撑组（24）；及位于所述支撑组（24）的上侧，用于压紧所述外圆环的环边的压紧组（25）；所述支撑组（24）和所述压紧组（25）的高度可调。

参见图6和图8，所述支撑具（2）的底板（21）的下表面外侧中部固定设有导向键（23A）；所述导向键（23A）用于与所述轨道（5）的导向槽（54）配合；所述支撑具（2）的底板（21）的下表面设有锁定键（23B）；所述底板（21）内侧设有对应于锁定键（23B）的键滑槽（231），所述锁定键（23B）通过其顶部的凸块（232）与所述键滑槽（231）滑动配合。

参见图2，两排所述卡齿（51）交错布置，从而允许所述支撑具（2）在所述旋转工作台（1）上的更佳的定位精度。所述导向键（23A）的宽度大于卡缝（53）的宽度，从而所述导向键（23A）不会嵌入所述卡缝（53）。所述支撑具（2）的底板（21）的四角分别设有吊环（26），以便于吊装。

参见图9-10，所述夹具包括支撑板（31）和卡爪（32）；所述支撑板（31）固定设置在所述底板（21）的内侧；所述卡爪（32）设置在所述支撑板（31）的上表面，所述卡爪（32）的上方设置有卡抓头（33），所述卡抓头（33）的内侧设有竖向的夹持面（331），所述夹持面（331）用于与所述超大直径回转体的内圆环外壁配合以将所述超大直径回转体夹紧；所述卡爪头（33）与所述卡爪（32）的内侧之间留有空隙，所述空隙用于支撑所述内圆环的底壁。

参见图9，所述支撑板（31）的上表面设有沿所述支撑具（2）的轴向设置的若干卡爪滑槽（34）；所述卡抓头（33）通过多个双头螺栓（35）与所述卡爪滑槽（34）配合，从而允许通过松开或拧紧所述双头螺栓（35）实现所述卡抓头（33）在所述支撑板（31）上表面的滑动和锁定。

参见图11-12，所述支撑组（24）包括底座（241），所述底座（241）的下表面设置有定位孔（248）用于与所述底板（21）定位配合；所述底座（241）的上表面两侧设有沿所述支撑具（2）的轴向延伸的两块侧板（242）；每块所述侧板（242）的中上部设置有竖槽（243）；两块所述侧板（242）之间设置有上下分开设置的两个支撑块（244）和左右分开设置的两个楔形块（245）；其中，上部的支撑块（244）的侧壁设有与所述竖槽配合的滑竿（247），以允许上部的所述支撑块（244）在所述竖槽（247）的限制下上下滑动；所述两个楔形块（245）之间通过一个螺栓（246）连接；且其允许通过旋拧所述螺栓（246）调节所述两个楔形块（245）的距离，进而调节所述上部的支撑块（244）的高度。所述上部的支撑块（244）的上表面设置有弹性垫（249）。

所述压紧组（25）通过带弹簧的调节螺栓（251）与所述底板（21）固定连接。

所述旋转工作台（1）上还布置有基准具（4）以便于准确吊装所述超大直径回转体。

应当理解，以上具体实施方式仅是对本发明技术方案较佳实施方式的举例，其不应当被理解为是对本发明实施方案的限制，本领域的普通技术人员在不经过创造性劳动的情况下，通过简单替换或改进得到的实施方式也属于本发明的可行范围；本发明具体的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种超大直径回转体工装夹具，所述工装夹具包括旋转工作台（1），多个支撑具（2），其特征在于：还包括若干固定设置在所述支撑具（2）上的夹具；所述旋转工作台的上表面自其旋转中心处辐射状设有多条轨道（5）；每条所述轨道（5）具有两排卡齿（51）和位于所述两排卡齿（51）外侧的两条滑道（52）、位于所述两排卡齿（51）之间的导向槽（54）；位于同一排的相邻两个卡齿（51）由卡缝（53）隔开；所述支撑具（2）可以沿所述滑道（52）在所述轨道（5）上滑动；所述多个支撑具（2）中的一些或全部在其上表面固定有夹具；所述支撑具（2）用于支撑所述超大直径回转体的外圆环；所述夹具用于向内夹持所述超大直径回转体的内圆环外壁。

2.如权利要求1所述的超大直径回转体工装夹具；其特征在于：所述支撑具（2）包括底板（21），固定设置在所述底板（21）两侧的若干滑块（22），所述滑块（22）用于所述轨道（5）的滑道（52）配合以允许执行所述支撑具（2）在轨道（5）上的滑动；所述支撑具（2）的外侧（指安装时靠近旋转工作台的外周的一侧）还包括用于为所述超大直径回转体的外圆环提供支撑的支撑组（24）；及位于所述支撑组（24）的上侧，用于压紧所述外圆环的环边的压紧组（25）；所述支撑组（24）和所述压紧组（25）的高度可调。

3.如权利要求2所述的超大直径回转体工装夹具，其特征在于：所述支撑具（2）的底板（21）的下表面固定设有导向键（23A）和至少一个可滑动的锁定键，所述锁定键通过滑动实现与所述卡缝的嵌合和脱离。

4.如权利要求3所述的超大直径回转体工装夹具，其特征在于：两排所述卡齿（51）交错布置；且所述支撑具（2）的底板（21）上布置有能分别与不同排的卡缝（53）嵌合的锁定键（23B）。

5.如权利要求3或4所述的超大直径回转体工装夹具，其特征在于：所述夹具包括支撑板（31）和卡爪（32）；所述支撑板（31）固定设置在所述底板（21）的内侧；所述卡爪（32）设置在所述支撑板（31）的上表面，所述卡爪（32）的上方设置有卡抓头（33），所述卡抓头（33）的内侧设有竖向的夹持面（331），所述夹持面（331）用于与所述超大直径回转体的内圆环外壁配合以将所述超大直径回转体夹紧；所述卡爪头（33）与所述卡爪（32）的内侧之间留有空隙，所述空隙用于支撑所述内圆环的底壁。

6.如权利要求5所述的超大直径回转体工装夹具，其特征在于：所述支撑板（31）的上表面设有沿所述支撑具（2）的轴向设置的若干卡爪滑槽（34）；所述卡抓头（33）通过多个双头螺栓（35）与所述卡爪滑槽（34）配合。

7.如权利要求6所述的超大直径回转体工装夹具，其特征在于：所述支撑组（24）包括底座（241），所述底座（241）的下表面设置有定位孔（248）；所述底座（241）的上表面两侧设有沿所述支撑具（2）的轴向延伸的两块侧板（242）；每块所述侧板（242）的中上部设置有竖槽（243）；两块所述侧板（242）之间设置有上下分开设置的两个支撑块（244）和左右分开设置的两个楔形块（245）；其中，上部的支撑块（244）的侧壁设有与所述竖槽（243）配合的滑竿（247）；所述两个楔形块（245）之间通过一个螺栓（246）连接；且其允许通过旋拧所述螺栓（246）调节所述两个楔形块（245）的距离。

8.如权利要求7所述的超大直径回转体工装夹具，其特征在于：所述上部的支撑块（244）的上表面设置有弹性垫（249）。

9.如权利要求7或8 所述的超大直径回转体工装夹具，其特征在于：所述压紧组（25）通过带弹簧的调节螺栓（251）与所述底板（21）固定连接。

10.如权利要求1所述的超大直径回转体工装夹具，其特征在于：所述旋转工作台（1）上还布置有基准具（4）以便于准确吊装所述超大直径回转体。

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