大型风电轮毂加工专用夹具的设计.pdf

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1、大型风电轮毂加工专用夹具的设计口王宏口潘耀庭口席霞兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050摘要：介绍了一种用于加工大型风力发电机轮毂的自动化专用夹具以及分度回转的工作台。重点阐述了夹具的结柯设计、工作原理以及可转位工作台的改造过程。实践证明，该夹具可满足加工精度的要求，并且定位装夹方便，提高了生产效率。关键词：风电轮毂工作台专用夹具中图分类号：TG751．1文献标识码：A文章编号：1000—4998(2009)07—0060—03能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧3个爪子的弧形顶块6

2、随着进给楔形块3的向下运动而迫问题。而风力发电由于清洁无污染、施工周期短、投同时向外扩张，此时，轮毂中心位置被初步确定。由于资灵活、占地少等具有较好的经济效益和社会效益，已油缸压力小，轮毂可以绕受到世界各国政府的高度重视f】]。风力发电机设备夹具中心转动。根据划线主要零部件有：叶片、发电机、轮毂、电控系统、塔架等，位置，人工调整各个管口轮毂是组成风电设备的重要部件。而风力发电机轮毂两侧的楔形调整块，由于是一种体积大、形状怪异的零件，现有的加工工艺中，轮毂可以绕夹具中心转通常采用大型加工中心，人工安

3、装、夹紧的方法，这种动，调整后的轮毂在圆周方法费时、费力且可靠性不高∞“]。随着风电设备生产方向被定位到正确位置，规模的迅速增大，对生产过程中的自动化要求也越来然后，油缸再高压供油，轮越高。因此，需要提供一种自动化、可靠的夹具，以满足毂实现最终定心"1。▲图1风力发电机轮毂规模生产的需求。1工件结构特点分析风力发电机轮毂形状怪异，待加工面较多，有多个4里大外小的同轴阶梯孔，需要钻孔的孔数较多且尺寸位置各异；体积大，若包含其内部空间，则约为9．8m3，38最大的管口直径约达2．2nl，其重量可达约1

4、2t。图1是被加工轮毂的三维立体模型。要想对该轮毂进行加工，C1C关键是在加工过程中要保持轮毂的稳定性，即不能让9其发生移动和振动并且要避免发生共振现象，以确保轮毂的加工精度达到图纸的要求。为此，研究设计了一A—AO套自动化专用夹具。2夹具的结构设计如图2夹具装配图所示，该夹具由可涨式三爪中心定位机构、中心柱机构、管口楔形调整块及管口夹紧机构等3个主要部分组成。该自动化专用夹具分为主夹具和辅助夹具部分。双点划线是被加工风电机轮毂。2．1可涨式三爪中心定位机构图2中，3为可涨式三爪中心定位机构，装配

5、图如图1．回转工作台2．夹具底座3．可涨式三爪中心定位机构3所示，其作用是实现轮毂自动定心。当风电轮毂由吊4．中心柱机构5．主压板6．U形卡盘7．主压板压头8．拖链9．拖链托架10．回转工作台压紧机构11．管口夹紧机构车装入夹具后，由位于中心柱下端的油缸先低压供油，12．边柱机构13．管口楔形调整块机构14．回转工作台定位机构▲图2夹具装配图收稿日期：20o8年l2月2009／7机械制造47卷第539期3．1回t4-工作台定位机构图2中14是回转工作台定位机构，其机构简图如图4所示。此机构的目的是

6、实现转台回转定位。当夹具底座2置于回转工作台1上并旋转到指定的工位后(由于被加工轮毂有3个叶片安装孔且各孔中心轴线互成120o分布，因此，每准备一个工位需旋转120。后才能获得。)，定位油缸9低压供油，在油缸的作用下，定位销5向定位销导向座6作铅直向上运动，使其缓缓插入在其上方的定位套3(此定位套共有3个，互成120。均布，置于夹具底座的内腔)，然后，定位油缸再高压供油，使得转台实现了回转定位】。图中虚线定位销处是其在预定位时的状态。3．2回~4s-工作台压紧机构图2中1O是回转工作台压紧机构，其

7、装配图如图5所示。此机构的目的是在加工轮毂过程中要始终保持夹具底座的压紧稳固，此机构一共有3个且呈120。均2．2中心柱机构布。当夹具底座(图2中2)实现回转定位后，3个压紧油图2中4为中心柱机构，是夹具系统中的主夹具部缸4同时低压供油，在油缸的作用下，压板1随着压紧油分，其工作原理是，当轮毂置于自动化专用夹具并自动缸拉杆2向下运动，使得压板压紧在其下方的辅助压板定心后，由位于中心柱上端的油缸开始低压供油，油缸(此辅助压板也有3块，与压紧机构对应分布，置于夹具带动油缸拉杆向下运动，使得置于油缸拉杆

8、上的压块底座的内腔)，然后，压紧油缸再高压供油，使得夹具底压紧U形卡盘(图2中6)，u形卡盘压紧主压板(图2中座被稳稳地压紧。5)，主压板再压紧轮毂，在层层压紧、压板全部就位后，4结论此时，油缸再高压供油，使得轮毂在主夹具部分被夹紧。2．3管口楔形调整块及管1：7夹紧机构1)夹具与普通立车回转工作台配合使用，简化制1)管口楔形调整块机构：图2中13为管口楔形调整造难度，易安装，实现3工位机床的转位、定位、夹紧。块机构，是夹具系统中辅助夹具的一部分，位于边柱机2)回转定位、夹紧的工作