大型圆筒件加工用工具结构设计

尚书鹏+孙建龙

摘要本文提供了一种用于定子夹套加工及装配用工装结构、工具包括芯轴、端部胀紧装置及限位底座3个部分，工具操作简单，可大幅降低工人操作时间。工具具有较高的定位精度，适用于大型两端开放的圆筒件，同时还可用于圆筒件的后续装配及焊接等工序，可在一定程度上防止圆筒件变形，可以说是同时提高了圆筒件加工的质量和效率。

关键词定子夹套；加工及装配；胀紧装置；高定位精度；防变形

随着核电技术的发展，对于电机的性能要求也越来越高，要保证电机正常运行就需要有高效的冷却系统，通过在电机壳法兰外圆表面安装冷却水夹套的方式，可以很好地解决电机壳法兰的散热问题。

现有技术中，如上述大型电机冷却水夹套等大型圆筒形工件的加工及装配时，多采用车胎加压板的方式进行加工，车胎尺寸与夹套内径尺寸配合加工。但由于夹套内径很难有较高的圆度，导致车胎与夹套之间接触不充分，只能根据夹套的最小内径尺寸配车车胎，导致夹套在焊接时容易产生变形，工件外圆跳动无法达到设计要求，并且夹套上的水道及两端端环焊接量大，变形不可避免。针对以上现有技术中存在的问题，提出一种新型的用于定子夹套加工及装配用工装结构，可有效解决上述提出的问题。

1工具结构及工作原理说明

1.1工具结构

如图1所示，此工具主要结构包括胀紧装置1、芯轴2及限位底座3组成，芯轴与限位底座通过定位销钉和螺栓进行固定连接。

如图2、图3所示，胀紧装置包括楔块导向块1b和扇形压板1a，楔块导向块1b和扇形压板1a之间通过螺栓1h连接，螺栓上套有压簧，扇形壓板1a可沿径向做伸缩运动。扇形压板1a根据需要胀紧工件内径尺寸进行加工，在实际使用过程中，12块扇形压板可以单独调节，当夹套壁厚不均匀时，可进行单独调节。胀紧装置还包括楔块1c，楔块1c位于扇形压板1a和楔块导向块1b之间，楔块1c通过楔块螺栓1d、螺母1e与端板2b固定。端板2b呈二级阶梯形圆台状；楔块导向块1b的外侧呈弧形，与上、下端板2b的小直径凸台外圆面相贴合，并通过螺栓与上、下端板固定。楔块导向块1b的圆弧尺寸根据芯轴2的外圆尺寸配合加工。螺母1e与上、下端板之间设有滑动垫片1f，滑动垫片1f外侧设有推力罩1g。滑动垫片1f采用黄铜作为材质，对螺母1e进行较大扭矩旋紧过程中可以起到减少摩擦力的作用。扇形压板1a、楔块导向块1b和楔块1c表面进行镀铬处理，可延长使用寿命。

1.2工作原理

1）工装安装过程。安装时，首先将芯轴与底座通过螺栓进行连接。然后，在芯轴端板上沿圆周方向均匀安装6个胀紧装置。安装胀紧装置时，先将楔块导向块与扇形压板用螺栓连接，螺栓上套上压簧，螺栓不用安装过紧，扇形压板应预留一定的伸缩量，可以根据实际需要伸缩量对螺栓的旋紧深度进行调整，然后，将楔形导向块与芯轴端板用螺栓固定，再将楔块螺栓、楔块、螺母、滑动垫片依次进行连接，最后，将推力罩安装在芯轴端板上。

2）工装使用过程。在立车上测量大型圆筒形工件的外圆跳动量，本实施例中大型圆筒形工件为大型电机冷却水夹套，通过调整胀紧装置中的螺母，将夹套外圆跳动量调整到允许的范围内，从而完成夹套的胀紧固定操作，通过立车加工外圆，在轮架上进行冷却水道焊接，焊后车水道外圆，热套外夹套、焊接端环，所有工序均可在该装置上进行。

2结论

通过新工装装置配合机床可完成夹套的加工、装配及焊接操作，一套工装可完成多道工序，同时工具的定位形式可对夹套进行高强度支撑，在夹套进行焊接工序时，可有效防止焊接变形，有效提高夹套的制造精度，为屏蔽电机夹套加工提供了可靠依据。endprint