壓氣機機組內(nèi)環(huán)弧段切割夾具的設(shè)計與研究

徐鵬樹， 陸毅

（哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

1 引 言

壓氣機機組的末級導(dǎo)葉片內(nèi)環(huán)弧段外形如圖1 所示。該內(nèi)環(huán)弧段每圈由18 段弧段組成，弧段兩端為斜端面，端面角度設(shè)計要求為44°±10′，弧段間端面間隙0.5mm，該18 段弧段要求各件在型孔中心線剖面弦長98.67±0.05mm。該部件加工過程為：整圈車削為環(huán)形工件，再利用電火花線切割機床將其切斷為18 段等長的內(nèi)環(huán)弧段，為保證端面角度及弦長加工精度，需研制專用的切割夾具，以滿足加工需求。

圖1 內(nèi)環(huán)弧段（加工件）外形圖

為此，對斜端面末級導(dǎo)葉片內(nèi)環(huán)弧段的結(jié)構(gòu)特點及加工狀況進行認(rèn)真的分析和研究，研制了一套專用的切割夾具，按設(shè)計精度要求完成了該部件的外形切割加工。

2 夾具的設(shè)計

斜端面內(nèi)環(huán)弧段切割夾具裝配圖如圖2 所示。切割內(nèi)環(huán)弧段安裝、加工過程為：先將整圈的內(nèi)環(huán)內(nèi)段定位、安裝在轉(zhuǎn)盤內(nèi)孔凹臺上，然后用18 塊壓板將待加工的弧段壓牢（每段弧段由一塊壓板夾緊、定位可靠，保證了加工精度），用兩定位銷將轉(zhuǎn)盤定位在底座上，用兩壓板壓牢轉(zhuǎn)盤，在切割處對絲，切割第一個端面間隙0.5mm，切割完畢后，將轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到下一個切割位置，18 等分精度由轉(zhuǎn)盤的18 等分銷孔保證，用兩定位銷將轉(zhuǎn)盤定位到下一個加工位置，切割第二個端面間隙0.5mm，以此類推，加工完18 等分弧段，保證弦長精度，而端面角度44°由斜度塊保證。該夾具由底板、斜度塊、底座、轉(zhuǎn)盤、定位銷、壓板、連接螺釘、圓柱銷、緊定螺釘和支撐螺釘組成。其結(jié)構(gòu)型式如下。

圖2 斜端面內(nèi)環(huán)弧段切割夾具外形總圖

2.1 底板

底板外形如圖3 所示。φ500 為工藝孔，可避免加工時切割到該夾具，提高加工效率。4-φ18/φ25 孔 與 連 接螺釘連接，用于將兩斜度塊把緊在底板上，4-φ16 銷孔與圓柱銷連接，用于將兩斜度塊準(zhǔn)確定位在底板上。

圖3 底板外形圖

2.2 斜度塊

斜度塊外形如圖4 所示。46°斜面用于將內(nèi)環(huán)弧段端面定位到垂直位置，保證端面角度精度要求。底面2-M16螺紋孔與連接螺釘連接，用于將斜度塊把緊在底板上。底面2-φ16 銷孔與圓柱銷連接，用于將斜度塊準(zhǔn)確定位在底板上。斜面上2-M16 螺紋孔與連接螺釘連接，用于將底座把緊在斜度塊上。斜面φ16 銷孔與圓柱銷連接，用于將底座準(zhǔn)確定位在斜度塊上。

圖4 斜度塊外形圖

2.3 底座

底座外形如圖5 所示。4-φ17/φ25 孔用于將底座把緊在斜度塊上，2-φ16 配作銷孔用于將底座準(zhǔn)確定位在斜度塊上。φ580 內(nèi)孔與轉(zhuǎn)盤凸臺外圓小間隙配合，保證回轉(zhuǎn)精度，R35 半圓槽可避免加工時切割到該夾具，提高加工效率。2-φ16 銷孔用于定位銷定位轉(zhuǎn)盤，保證等分精度。2-M12 螺紋孔與把緊轉(zhuǎn)盤緊定螺釘連接，通過壓板將轉(zhuǎn)盤夾緊在底座上。

圖5 底座外形圖

2.4 轉(zhuǎn)盤

轉(zhuǎn)盤外形如圖6 所示。φ568.19 凹臺與內(nèi)環(huán)弧段外圓相配合，內(nèi)環(huán)弧段以外圓定位在該轉(zhuǎn)盤上。φ580 凸外圓與底座內(nèi)孔小間隙配合，保證回轉(zhuǎn)精度。18-φ16 銷孔為等分銷孔，保證內(nèi)環(huán)弧段的弦長加工精度，該內(nèi)環(huán)弧段18 次回轉(zhuǎn)加工，定位銷定位在轉(zhuǎn)盤的該銷孔內(nèi)，保證18 段弧段的等分加工精度。18-M12 螺紋孔與把緊弧段緊定螺釘連接，通過壓板將弧段夾緊在轉(zhuǎn)盤上。18 處2mm 寬、1mm 深槽為工藝槽，可避免加工時切割到該夾具，提高加工效率。

圖6 轉(zhuǎn)盤外形圖

2.5 定位銷

定位銷外形如圖7 所示。φ16 外圓用于將轉(zhuǎn)盤定位在底座上，右端的外圓網(wǎng)紋，用于加大摩擦力，便于安裝、拆卸該定位銷。

圖7 定位銷外形圖

2.6 壓板

壓板外形如圖8 所示。12.5mm 腰孔為緊定螺釘通過孔，旋緊緊定螺釘，利用壓板將內(nèi)環(huán)弧段夾緊在轉(zhuǎn)盤上。M16 螺紋孔與支撐螺釘相配合，用于支撐壓板末端。頭部底面堆銅2mm，可避免夾緊時將內(nèi)環(huán)弧段造成外觀缺陷。

圖8 壓板外形圖

3 結(jié) 語

所研制的斜端面內(nèi)環(huán)弧段切割夾具，解決了內(nèi)環(huán)弧段的切割加工難題，經(jīng)實際使用，效果很好。利用該夾具加工的內(nèi)環(huán)弧段弦長控制在98.67±0.03mm 范圍內(nèi)，完全滿足加工需求。切割后，內(nèi)環(huán)弧段端面角度控制在44°±8′范圍內(nèi)，保證了該部件的加工質(zhì)量。