一种静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法及其夹具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法及其夹具，属于汽轮机加工【技术领域】；本发明的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法及其夹具，利用“三点成面”的原理，通过“三点定位、三点辅助支撑”实现静叶栅弧段的快速装夹找正，在应用过程中调整方便、易操作，适用范围较大，克服了静叶栅弧段的规格较多，且其呈现圆弧段的结构使得在实际加工中静叶栅弧段的圆弧面定位精度不易保证，同时常规的装夹找正装置通用性不高的缺点，提高了找正效率和精度，同时该方法中相应装夹找正夹具采用模块化设计思路，极大提高了装置的通用性，且操作便捷、灵活。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法，属于汽轮机加工技术领 域。 一种静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法及其夹具
【背景技术】
[0002] 静叶栅弧段是由多支叶栅装焊而成，而多个静叶栅弧段则最终拼接成整圈静叶 栅。为保证静叶栅弧段的装配和定位精度，在完成静叶栅弧段的装焊后，须对静叶栅弧段 内、外叶冠的进汽侧和出汽侧分别进行铣削加工。由于静叶栅弧段的规格较多，且其呈现圆 弧段的结构特点，在实际加工中存在较大的问题：一是静叶栅弧段的圆弧面定位精度不易 保证；二是常规的装夹找正装置通用性不高。为进一步解决上述技术难点，通过对多台静叶 栅弧段的铣削加工实践，现提出一种在铣削加工中可以快速实现静叶栅弧段装夹找正的方 法。
【发明内容】
[0003] 本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种在铣削加工中可以快速 实现静叶栅弧段装夹找正的方法和找正夹具，在静叶栅弧段铣削加工中能是实现圆弧面的 高精度定位，提高静叶栅弧段装夹找正效率，同时提高不同规格静叶栅弧段找正的通用性。
[0004] 本发明采用的技术方案如下： 一种静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法，包括以下步骤： (a) 在静叶栅弧段外冠的外周壁和内冠的外周壁上焊接工艺搭板； (b) 以静叶栅弧段的出汽侧为安放面，通过三个高度一致的垫块A将静叶栅弧段安放 在夹具的安装平面上，其中两个垫块A分别位于外冠弧段的两端部，另一个位于内冠弧段 的中部； (c) 对静叶栅弧段进行侧端面及径向定位，找平静叶栅弧段进汽侧，并从搭板处对静叶 栅弧段进行预压紧； (d) 在夹具和静叶栅弧段间放置三个高度可调节的垫块B，其中两个垫块B分别位于内 冠弧段的两端部，另一个位于外冠弧段的中部，调节垫块B的高度使其与出汽侧相贴，并再 次找平静叶栅弧段进汽侧； (e) 从外冠和内冠的搭板处对静叶栅弧段进行压紧，完成静叶栅弧段的装夹找正。
[0005] 进一步的，所述步骤（b)中，通过在夹具的安装平面上划设圆线来初步确定静叶栅 弧段和垫块A的初始安放位置，所述圆线与静叶栅弧段外冠圆弧相近或一致。
[0006] 所述步骤（C)和步骤（d)找平静叶栅弧段进汽侧时，通过调整各垫块A所在处出汽 侧与夹具安装平面之间的距离，使三处距离的最大差值不超过〇. 5mm。
[0007] -种静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正夹具，包括板体、一组高度固定且一致的 垫块A和一组高度可调节的垫块B ;所述板体上设置有用于静叶栅弧段径向和侧端面定位 的定位机构、用于静叶栅弧段径向顶紧的径向顶紧机构和用于静叶栅弧段压紧安装的压装 机构。
[0008] 进一步的，所述压装机构包括连接螺杆、压板和支撑螺杆，所述连接螺杆通过螺纹 连接设置于板体上，所述压板套设于连接螺杆上，支撑螺杆与压板螺纹连接设置于压板后 端。
[0009] 进一步的，所述定位机构包括主体块和偏心设置于主体块上的柱销，所述主体块 和板体采用螺钉连接。
[0010] 进一步的，所述径向顶紧机构包括安装杆和设置于安装杆上的顶紧螺钉，所述顶 紧螺钉通过安装杆设置于板体上。
[0011] 进一步的，所述垫块B包括下螺母和设置于下螺母上与其适配的调节螺钉，所述 调节螺钉的顶面为锥型结构，调节螺钉顶面放置有适配的调整垫圈。
[0012] 进一步的，所述定位机构和压装机构所在位置的板体上设置有矩阵的安装螺孔。
[0013] 进一步的，所述板体上设置有与静叶栅弧段的外冠弧段相近或一致的圆线。
[0014] 本发明利用"三点成面"的原理实现静叶栅弧段的快速装夹找正，将三个高度固定 且一致的垫块A以"倒立三角形"的排布放置，将静叶栅弧段出汽侧与垫块A相接触放置于 垫块A上，并找平静叶栅弧段进汽侧；再将三个垫块B以"正立三角形"排布放入静叶栅弧 段下方，同时调整各垫块B的高度，并再次找平静叶栅弧段进汽侧，最终实现静叶栅弧段的 快速装夹找正。
[0015] 找平静叶栅弧段进汽侧在本工艺中是通过测量出三个垫块A处进汽侧面的高度 值，若三处高度值的差不大于0. 5mm则静叶栅弧段进汽侧的找平符合工艺要求，若三处高 度值的差大于〇. 5_，则通过在垫块A位置添加塞塞尺的方式来调节并找平，或通过合理调 节垫块A位置来调节并找平(找平速度相对较慢)，在静叶栅弧段进汽侧的找平过程中还通 过预估计垫块B所在位置，并测量垫块B所在三处位置的进汽侧面的高度，以便于兼顾垫块 B各处高度差也不大于0. 5mm，以保证整个找正过程的效率，并充分发挥垫块B的辅助支撑、 防止加工振动等作用。
[0016] 值得一提的是，由于静叶栅弧段的外冠定位精度较内冠定位精度高，在本发明中， 作为静叶栅弧段基本定位点的三个垫块A应呈"倒立三角形"放置（1个垫块A放置于静叶 栅内冠弧段中部，另2个垫块A放置于静叶栅外冠弧段两端部)，而呈"正立三角形"放置的 三个垫块B (1个垫块B放置于静叶栅外冠弧段中部，另2个垫块B放置于静叶栅内冠弧段 两端部）则主要起到辅助支撑的作用，这种放置方式能够有效的保证找正过程的准确性。
[0017] 进一步的，还通过在夹具安装平面上划设与静叶栅弧段外冠圆弧相近或一致圆 线，能够利用圆线来初步确定静叶栅弧段和垫块A的初始安放位置，提高安装和找正过程 的效率；在（b)步骤中，在初步确定静叶栅弧段摆放位置时，通过调整使得尽可能多的叶栅 外冠圆弧落在圆线上或者附近，以确保静叶栅弧段径向定位和安装的准确；（c)和（d)步骤 中找平静叶栅弧段进汽侧时，垫块A所在三处和垫块B所在三处位置的进汽侧高度的最大 差值优选的不大于〇. 3_，能够最大程度降低找正误差。
[0018] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：所述静叶栅弧段铣削 加工快速装夹找正方法及其夹具，利用"三点成面"的原理，通过"三点定位、三点辅助支撑" 实现静叶栅弧段的快速装夹找正，该静叶栅弧段找正方法在应用过程中调整方便、易操作， 适用范围较大；同时，该方法中相应装夹找正夹具采用模块化设计思路，极大提高了装置的 通用性，且操作便捷、灵活。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中： 图1是本发明的夹具安装静叶栅弧段后的安装侧面视图； 图2是本发明的夹具安装静叶栅弧段后的俯视图； 图3是本发明的夹具的定位机构结构示意图； 图4是本发明的夹具的垫块B结构示意图； 图5是本发明的夹具的径向顶紧机构结构示意图。
[0020] 图中标记：1-板体、2_塾块A、3_塾块B、3. 1_下螺母、3. 2_调节螺钉、3. 3_调整 垫圈、4-定位机构、4. 1-主体块、4. 2-柱销、5-径向顶紧机构、5. 1-安装杆、5. 2-顶紧螺钉、 6-连接螺杆、7-压板、8-支撑螺杆、9-静叶栅弧段、10-搭板、11-外冠、12-内冠、13-安装 螺孔、14-圆线、a-进汽侧、b-出汽侧、c-侧端面、d-外冠外周壁、e-内冠外周壁、f-径向。
【具体实施方式】
[0021] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0022] 本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的 替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子 而已。
[0023] 本发明的一种静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法，包括以下步骤： (a) 在静叶栅弧段外冠的外周壁和内冠的外周壁上焊接工艺搭板； (b) 以静叶栅弧段的出汽侧为安放面，通过三个高度一致的垫块A将静叶栅弧段安放 在夹具的安装平面上，其中两个垫块A分别位于外冠弧段的两端部，另一个位于内冠弧段 的中部； (c) 对静叶栅弧段进行侧端面及径向定位，找平静叶栅弧段进汽侧，并从搭板处对静叶 栅弧段进行预压紧； (d) 在夹具和静叶栅弧段间放置三个高度可调节的垫块B，其中两个垫块B分别位于内 冠弧段的两端部，另一个位于外冠弧段的中部，调节垫块B的高度使其与出汽侧相贴，并再 次找平静叶栅弧段进汽侧； (e) 从外冠和内冠的搭板处对静叶栅弧段进行压紧，完成静叶栅弧段的装夹找正。
[0024] 为进一步提高找正效率及精度，所述步骤（b)中，通过在平面底板上划设圆线来初 步确定静叶栅弧段和垫块A的初始安放位置，所述圆线与静叶栅弧段外冠的圆弧相近或一 致；在初步确定静叶栅弧段摆放位置时，通过调整静叶栅弧径向位置使得尽可能多的叶栅 外冠的圆弧落在圆线上或者附近，以确保静叶栅弧段径向定位和安装的准确；找平静叶栅 弧段进汽侧在本工艺中是通过测量出三个垫块A处进汽侧面的高度值，若三处高度值的差 不大于0. 5_ (优选的不大于0. 3_)则静叶栅弧段进汽侧的找平符合工艺要求，若三处高 度值的差大于〇. 5mm(优选的大于0. 3_)，则通过在垫块A位置添加塞塞尺的方式来调节并 找平，在静叶栅弧段进汽侧的整个找平过程中还通过预估计垫块B所在位置，并测量垫块B 所在三处位置的进汽侧面的高度，以便于兼顾垫块B各处高度差也不大于0. 5mm(优选的不 大于0. 3mm)，以保证整个找正过程的效率。 实施例
[0025] 基于上述静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正思路，本实施例中的静叶栅弧段铣削 加工快速装夹找正夹具，包括板体1 (尺寸为1200mmX700mmX50mm的方形板)、3个高度固 定且一致的垫块A2 (直径为60mm，高50mm的圆柱体)和3个高度可调节的垫块B3 (高50mm 左右调节）；所述板体1上设置有用于静叶栅弧段9径向f和侧端面c定位的定位机构4、 用于静叶栅弧段9径向顶紧的径向顶紧机构5和用于静叶栅弧段9压紧安装的压装机构。
[0026] 在本实施例中，所述定位机构4主要用于静叶栅弧段9径向f和侧端面c的定位， 方便在垫块A2上的静叶栅弧段9定位。所述定位机构4包括圆柱形的主体块4. 1和偏心 设置于主体块4. 1上的可拆卸的柱销4. 2 (如图3)，所述主体块4. 1和板体1间通过沉头 螺钉连接，柱销4. 2用于与静叶栅弧段9径向上的接触和抵挡，柱销4. 2采用偏心设计使得 可以灵活的转动主体块4. 1来达到调节定位点的作用和功能，侧端面c在静叶栅弧段上共 有4处(如图2):两弧段的两端部内外冠各一处，通过径向f和侧端面c的定位使得静叶栅 弧段9的安装位置稳固。
[0027] 所述压装机构包括连接螺杆6、压板7和支撑螺杆8,其机构如图1所示，所述连接 螺杆6通过螺纹连接设置于板体1上，所述压板7套设于连接螺杆6上，支撑螺杆8与压板 7螺纹连接设置于压板7后端，使得通过连接螺杆6上的调节螺母，在支撑螺杆8的配合下， 实现压板7对静叶栅弧段9各处的搭板10的压紧。
[0028] 所述径向顶紧机构5包括安装杆5. 1和设置于安装杆5. 1上的顶紧螺钉5. 2,所述 安装杆5. 1和板体1采用螺纹连接，如图1和图4所示，通过调节顶紧螺钉5. 2实现对静叶 栅弧段9径向f的顶紧。
[0029] 所述垫块B3包括下螺母3. 1和设置于下螺母3. 1与其适配的调节螺钉3. 2,所述 调节螺钉3. 2的顶面为锥型结构，调节螺钉3. 2顶面放置有适配的调整垫圈3. 3,其结构如 图5所示，垫块B3的高度可调整使得适应安装位置的高度大小，调整垫圈3. 3可以调节便 于与出汽侧b实现面接触。
[0030] 在本实施例中所述板体1上共设置有3个定位机构4、6个压装机构和2个径向顶 紧机构5。6个压装机构分为两组，每组3个，分别对静叶栅弧段9的外冠外周壁d和内冠 外周壁e进行压装，各压装机构在静叶栅弧段9的弧长均匀分布，使得压装机构在板体1上 呈扇形状矩阵布置(如图2所示）；3个定位机构其中的2个用于静叶栅弧段9的径向f定 位，1个用于侧端面c定位，由于静叶栅弧段9的外冠11定位精度较内冠12定位精度高，因 此2个用于静叶栅弧段径向定位的定位机构分布于外冠11和叶型的相贯面所对应位置的 板体1上，并在整个弧段长度上均匀分布；用于侧端面c的定位机构和用于径向定位的定位 机构以尽可能形成一个较大的面，因此另1个侧端面c定位的定位机构4优选的位于内冠 的任一侧端面c位置的板体1上；用于径向顶紧的2个径向顶紧机构5设置于外冠外周壁 d外侧所在位置，并且在静叶栅弧段的外冠11弧长上均匀分布。
[0031] 所述定位机构4和压装机构所在位置的板体1上设置有矩阵的安装螺孔13,使得 定位机构4和压装机构可以在适当的范围内选择适合的安装螺孔13进行安装，以适应不同 规格静叶栅弧段的安装需求。
[0032] 所述板体1上刻有与静叶栅弧段9外冠11弧段相近或一致的圆线14,以提高确认 静叶栅弧段9和垫块A2在板体1上初始摆放位置的效率，圆线14以尽可能多的接近多种 规格的静叶栅弧段外冠圆弧的直径为宜。
[0033] 本发明的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正夹具，使用和找正方法如下： (a) 在静叶栅弧段9的外冠外周壁d和内冠外周壁e上各焊接3块工艺搭板10,工艺 搭板10在外冠11、内冠12的弧长上均匀分布； (b) 通过板体1上刻制的圆线14初步确定静叶栅弧段9和垫块A2的摆放位置，两个垫 块A2分别位于外冠11弧段的两端部，另一个位于内冠12弧段的中部，形成如图2所示的 "倒立三角"摆放关系，以静叶栅弧段9的出汽侧b为安放面，通过三个垫块A2将静叶栅弧 段9安放在板体1的平面上。在初步确定静叶栅弧段9和垫块A2摆放位置的过程中，通过 确保尽可能多的叶栅的外冠11圆弧落在圆线14上或者附近，以确保静叶栅弧段9径向安 装的准确。
[0034] (c)调节并转动定位机构4,使得其柱销4. 2与静叶栅弧段9的径向定位面和侧端 面c相接，固定定位机构4,然后对静叶栅弧段进汽侧找平，以保证三个垫块A2处进汽侧a 的高度的差值不大于〇. 3mm，同时预估垫块B3安装位置，保证三个垫块B3处进汽侧a的高 度的差值也不大于0. 3mm，再调节压装机构从外冠11和内冠12各搭板10处对静叶栅弧段 9进行预压紧； (d) 在板体1和静叶栅弧段9间放置三个高度可调节的垫块B3,其中两个垫块B3分别 位于内冠12弧段的两端部，另一个位于外冠11弧段的中部，形成如图2所示的"正立三角" 摆放关系，调节垫块B3高度使其与出汽侧b相贴，并再次找平静叶栅弧段进汽侧a，找平过 程中兼顾垫块A2和垫块B3位置的高度差值均不大于0. 3mm ; (e) 调节压装机构，从外冠11和内冠12的各搭板处对静叶栅弧段9进行压紧，完成静 叶栅弧段9的装夹找正。
[0035] 本发明的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法及其夹具，利用"三点成面"的原 理，通过"三点定位、三点辅助支撑"实现静叶栅弧段的快速装夹找正，该静叶栅弧段找正方 法在应用过程中调整方便、易操作，适用范围较大。同时，该方法中相应装夹找正夹具采用 模块化设计思路，极大提高了装置的通用性，且操作便捷、灵活。
[0036] 本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的 新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【权利要求】
1. 一种静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法，其特征在于：包括以下步骤： (a) 在静叶栅弧段外冠的外周壁和内冠的外周壁上焊接工艺搭板； (b) 以静叶栅弧段的出汽侧为安放面，通过三个高度一致的垫块A将静叶栅弧段安放 在夹具的安装平面上，其中两个垫块A分别位于外冠弧段的两端部，另一个位于内冠弧段 的中部； (c) 对静叶栅弧段进行侧端面及径向定位，找平静叶栅弧段进汽侧，并从搭板处对静叶 栅弧段进行预压紧； (d) 在夹具和静叶栅弧段间放置三个高度可调节的垫块B，其中两个垫块B分别位于内 冠弧段的两端部，另一个位于外冠弧段的中部，调节垫块B的高度使其与出汽侧相贴，并再 次找平静叶栅弧段进汽侧； (e) 从外冠和内冠的搭板处对静叶栅弧段进行压紧，完成静叶栅弧段的装夹找正。
2. 如权利要求1所述的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法，其特征在于：所述步 骤（b)中，通过在夹具的安装平面上划设圆线来初步确定静叶栅弧段和垫块A的初始安放 位置，所述圆线与静叶栅弧段外冠圆弧相近或一致。
3. 如权利要求1或2所述的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正方法，其特征在于：所 述步骤（c)和步骤（d)找平静叶栅弧段进汽侧时，通过调整各垫块A所在处出汽侧与夹具安 装平面之间的距离，使三处距离的最大差值不超过〇. 5mm。
4. 一种静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正夹具，其特征在于：包括板体、一组高度固 定且一致的垫块A和一组高度可调节的垫块B ;所述板体上设置有用于静叶栅弧段径向和 侧端面定位的定位机构、用于静叶栅弧段径向顶紧的径向顶紧机构和用于静叶栅弧段压紧 安装的压装机构。
5. 如权利要求4所述的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正夹具，其特征在于：所述压 装机构包括连接螺杆、压板和支撑螺杆，所述连接螺杆通过螺纹连接设置于板体上，所述压 板套设于连接螺杆上，支撑螺杆与压板螺纹连接设置于压板后端。
6. 如权利要求4所述的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正夹具，其特征在于：所述定 位机构包括主体块和偏心设置于主体块上的柱销，所述主体块和板体采用螺钉连接。
7. 如权利要求4所述的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正夹具，其特征在于：所述径 向顶紧机构包括安装杆和设置于安装杆上的顶紧螺钉，所述顶紧螺钉通过安装杆设置于板 体上。
8. 如权利要求4所述的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正装置，其特征在于：所述垫 块B包括下螺母和设置于下螺母上与其适配的调节螺钉，所述调节螺钉的顶面为锥型结 构，调节螺钉顶面放置有适配的调整垫圈。
9. 如权利要求5至8所述的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正夹具，其特征在于：所 述定位机构和压装机构所在位置的板体上设置有矩阵的安装螺孔。
10. 如权利要求4至9任一项所述的静叶栅弧段铣削加工快速装夹找正夹具，其特征在 于：所述板体上设置有与静叶栅弧段的外冠弧段相近或一致的圆线。
【文档编号】B23Q3/00GK104084814SQ201410306399
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】孙挺, 巩丽, 王世涌, 肖波, 彭刚 申请人:东方电气集团东方汽轮机有限公司