CN104526421B - 一种用于发电机机壳加工的涨胎定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于发电机机壳加工的涨胎定位装置，是发电机制造的定位工具，解决大规格发电机机壳加工时不能快速定位的问题，本装置包含：底座，是装置支撑座；辅助定位板，是本装置在加工机床上快速定中心的圆环形构件；斜块滑动系统，是待加工机壳以定子铁芯内表面为基准达成与机壳两端法兰在车加工止口与平面时满足其同心度和垂直度的构件；液压千斤顶装置，是完成撑块对待加工机壳自动定心固紧的构件；定位限制组件，是由上定位块，下定位块与定位筒体构成的一组定位约束部件，其与涨芯组件共同形成对撑块的约束。本装置为液压撑块涨胎式结构，克服了传统定位装置定位精度低、劳动强度大，耗时长的缺陷，能达到快速定位及快速复位的效果。

Description

一种用于发电机机壳加工的涨胎定位装置

技术领域

本发明涉及发电机制造中用的定位工具，尤其是指一种用于发电机机壳加工的涨胎定位装置。

背景技术

液压撑块涨胎式定位装置是一种可用于发电容量在1000kw以上的发电机定子两端止口加工的定位工具。

从中小型发电机发展过程看，发电机定子加工技术经历了由整体式(机壳整体浇注式+铁芯圆片叠压压装固定)到卷板式(机壳铁板圈圆+铁芯方片叠压包覆焊制固定，或机壳圈圆焊制+铁芯圆片叠压压装塞焊固定)的发展，由于前者的工艺技术因加工成本高、机组整体笨重、适应性不强，一般被用于250kw以下小规格发电机制造，阻碍了发电机规格大型化发展；而后者定子机加工则是近十几年来所大力推广的新工艺技术，它具有加工成本低、机组轻巧、适用范围广，特别在大规格发电机研发制造中优势更明显，正越来越多为市场认可而有取代前者的趋势。

然而，在定子机加工过程中，对于机壳上对接止口的加工一直以来都较多采用无涨胎定位技术(用于立式车床加工)和三板式涨胎定位技术(用于卧式车床加工)，这些技术在整体式定子止口加工或小规格卷板式发电机制造中，因定子铁芯变形小或迭压厚度小，最大实体尺寸与设计尺寸接近，因而能实现较好的定位作用，所加工的产品同心度质量也能满足整机对接要求。而在大规格发电机(机壳一般都采用卷板式焊接制作)的制造过程中，由于铁芯叠厚大，荷载重，并且机壳制造中的焊接变形极易使定子铁芯跟随产生变形，使得铁芯内圆最大实体尺寸与设计尺寸有较大偏离，采取这样的定位技术显然无法实现有效定位，进而无法保证二对接止口与铁芯的同心度，成为制约发电机开发研制的阻力。

众所周知，在发电机制造过程中，定子机加工的质量将决定发电机整体机电性能，而影响定子机电性能的因素有很多，如铁芯叠压弹开度、铁芯内孔圆柱度和机壳包紧度等质量因素，另外，定子机壳二端所加工的对接止口和平面与铁芯内孔的同心度、垂直度的因素对定子机电性能的影响尤为大。一般，机加工时，要保证定子铁芯内孔与机壳二端止口与平面的同心度和垂直度，通常都以铁芯内孔作为加工定位的基准；对于机壳为整体式定子和小规格卷板式定子加工而言，由于铁芯采取圆片叠压或即使采取方片叠压因铁芯长度有限，故而铁芯内孔最大实体尺寸与设计尺寸误差小，采用无涨胎定位装置或三板式涨胎定位装置即可满足同心度和垂直度加工要求。

现有的无涨胎定位装置的定位主要用于立式车床加工作业，如图1所示，其是在一块基板18上用装配螺钉17固定配装一个定位筒体14，该定位筒体14的外径尺寸设计成比定子铁芯15的内径尺寸小0.20～0.30毫米，而由定子铁芯15和带法兰机壳11构成的待加工定子则套装在定位筒体14外，并由支承垫圈16支承其下方，另由压板12、加压杆13、装配螺栓110和加压螺栓19构成的固定加压系统则将待加工定子在人工调整加工中心后由人力将其固紧定位在无涨胎定位装置上，使得待加工定子与定位筒体14粗定位误差在0-0.15毫米间波动，消除这种偏离，要靠操作人员反复调整来保证，这个过程耗时费力，若将此技术移植到1000kw大规格发电机加工将很难用人力完成加工定位中心的调整。

现有的三板式涨胎模装置如图2所示，主要用于小规格发电机定子在卧式车床上加工时对产品的定位，其原理是：涨芯25(共有相同结构的三件涨芯，其上用螺钉214固定三件定位板216)通过钢套26、第一压缩弹簧27、螺钉28与底座21连接，手动旋紧螺母212在螺柱213作用下通过夹圈22、连接固定销23和压板211、轴承210使得第一斜块24和第二斜块29沿底座21定位套筒上作相向移动并可压缩第二压缩弹簧215，并使得带有定位板216的涨芯25在2个斜块作用下作垂直向外移动，使定位板216与由定子铁芯218与带法兰机壳217构成的待加工定子内圆啮合涨紧，达到定位。加工结束后，手动反旋旋紧螺母212，在第二压缩弹簧215和第一压缩弹簧27作用下，装置恢复初始状态。从该装置结构分析，涨芯锁紧力靠操作工人力来保证，很消耗个人的体力，且由于卧式安装也限制了装置大型化，因此仅限于用在小规格短铁芯适用于卧式加工的发电机机壳止口加工上。

由此可见，以上二种定位装置因设计思路的局限，无法满足中小型发电机规格向大型化发展的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种对大规格发电机机壳加工时能实现快速安装定位的用于发电机机壳加工的涨胎定位装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于发电机机壳加工的涨胎定位装置，其特征在于包含：

底座，是装置支撑座，其有一块中间带基准孔的基板，6件等高支承块围绕基准孔外侧周向焊接均布，在支承块顶部平面上焊接一件用于安装液压千斤顶装置中导向套的固定圆板，沿固定圆板另一侧外缘向内均匀焊接布置6件等高矩形支承板，在矩形支承板顶部平面对中焊接布置圆环形定位板，圆环形定位板上端面加工成与一个下定位块配合的止口和外缘，其有数个均布的螺栓固紧的通孔,并用螺钉通过该通孔将底座与下定位块固紧；在基板上沿支承块外侧周向均布6根等高支撑杆；

辅助定位板，是定位装置在加工机床上快速定中心的圆环形构件，置于所述基板上的基准孔内，其上端部为上部圆锥体，且其大端直径小于基板的基准孔径，中端部为与上部圆锥体大端等径的中部圆柱体，而下端部圆柱体的外径小于机床定位工艺孔径；

斜块滑动系统，是待加工机壳(310)以定子铁芯(319)内表面为基准达成与机壳(310)两端法兰在车加工止口与平面时满足其同心度和垂直度的构件，由涨芯组件和4个撑组成，所述涨芯组件是一个由下大上小的圆锥台涨芯，从涨芯底部向下伸出的下法兰定位柱以及从涨芯顶部向上伸出的上法兰定位柱组成；所述涨芯的外表面上沿周向对称加工四个倾斜的啮合斜槽；所述下法兰定位柱及上法兰定位柱分别通过法兰连接于涨芯底部及顶部，下法兰定位柱的底部与液压千斤顶装置接触；所述4个撑块分别置于所述四个啮合斜槽内，每个撑块是一个带有光滑啮合斜面的斜面块，并各与一个所述啮合斜槽的槽面啮合，撑块与机壳内表面接触的面是与定子铁芯内圆等径的圆弧面，撑块垂直方向的中间两侧设有矩形翼，矩形翼上对称并均布数个水平方向的复位弹簧组件定位孔；所述涨芯组件在液压千斤顶装置作用下沿轴线向上移动时使所述4个啮合的撑块产生相应移动；

定位限制组件，由上定位块，下定位块与定位筒体构成，其中：所述上定位块由3个圆柱体、一个圆柱锥体和4个矩形上U型件组成；一中心孔贯穿上定位的上下端面；顶端为安放平面轴承的顶部圆柱体；顶部圆柱体下面是上圆柱体，其是拓展加工范围的接口；上圆柱体下面是下圆柱体，其是与定位筒体上止口配装的接口；圆柱锥体设在上、下圆柱体的外壁中间段，其与待加工机壳安装；四个矩形上U型件被环中心周向均布在下圆柱体上形成四个U型通道，在圆柱锥体上布置一组带沉孔的上通孔，其孔系位置应满足上定位块与定位筒体配合后能形成对撑块位移定位约束；其中：所述下定位块由3个圆柱体和四个矩形下U型件组成；中心孔贯穿下定位块上下端面；底部圆柱体是与底座上的环形定位板止口配装的接口；中间圆柱体与定位筒体等径；上部圆柱体是与定位筒体下止口配装的接口；四个矩形下U型件被环中心周向均布在上部圆柱体上形成四个下U型通道，在中间圆柱体上周向间隔均布二组用于固定的螺纹孔和带沉孔的下通孔，所述下通孔位置满足下定位块与定位筒体配合后能形成对撑块位移定位约束；其中：所述定位筒体为圆柱形筒体，在圆柱面上中间均匀加工四个大小一致的矩形孔，构成供撑块在其中移动的定位矩形通道，每个通道二侧对称均布数个螺纹通孔，复位弹簧组件通过螺纹销钉固定在筒体的螺纹通孔内，其螺纹销钉端部插入撑块矩形翼对应的定位孔中；在筒体上下端部各加工一组上、下螺纹孔，其二组螺纹孔位置满足定位筒体在与上定位块和下定位块配装后，矩形通道二侧面与所述上U型通道和下U型通道二侧面位置一致。

所述辅助定位板中的上部圆锥体的大端直径比基板的基准孔径小0.02-0.05mm，上部圆锥体3201的小端直径小于基板3101基准孔径4mm以上；辅助定位板下端部圆柱体3203的外径比机床定位工艺孔径小0.00-0.03mm。

所述液压千斤顶装置置于所述底座的塔形支承块内部的基板上的中央位置上，其由垫条，千斤顶，活络顶杆及可调式导向套组成，安置在垫条上的千斤顶工作时推动活络顶杆，使其通过导向套中心孔推动涨芯组件(37)上行移动，并通过斜块滑动系统作用变换，完成撑块对待加工机壳自动定心固紧。

所述螺纹销钉上套有TH系列压缩弹簧。

所述涨胎定位装置还包含：平面轴承轴承穿过上法兰定位柱安置在上定位块顶部圆柱体对应孔中，压块置在平面轴承上，锁紧螺母通过与上法兰定位柱上螺纹连接将压块与平面轴承轴承固定在上定位块上，复位压缩弹簧穿过上法兰定位柱)被安装在定位筒体内上定位块下方，在初始压缩和顶升时压缩恢复合力的作用下，在完工卸压时向下推动涨芯组件回到初始位置。

本发明的有益效果：

本发明改进了现有中小型发电机大规格系列定子车止口加工定位固紧装置的结构，首先，由于采用了撑块作为定位涨紧件和与其构成单斜块滑动系统的涨芯组件，在由外径小于待加工机壳定子铁芯内径的定位筒体和上定位块、下定位块所构成的二维定位装置握持维系下，能快速完成对大规格待加工机壳的安装、定位、涨紧以及锁住，减少了大规格加工件安装定位的作业难度，提高了生产效率；其二，由于本装置的定位锁紧方面运用液压千斤顶装置来代替传统螺母压板旋紧装置，通过操作液压千斤顶装置所衍化产生的涨紧力远比靠人力涨紧要大和可靠，且在这样大的涨紧握持力作用下还能将笨重的机壳实现横向微调自动找中，减轻了操作者劳动强度；其三，为了实现液压撑块式涨胎车止口定位装置快速安装就位，本装置采用了辅助定位板，它一端与机床台面工艺孔相配固定，而另一端与定位装置底座上所设计的安装孔相配，使得装置就位安装变得简单，不仅明显缩短了就位安装的时间，也大大降低操作员工的作业强度。

总之，本发明的装置改变了传统的立式无涨胎定位和卧式三板式涨胎定位模式，是一种在面对大规格发电机机壳加工时能实现快速安装定位、保证加工精度和减少劳动强度的装置，解决了中小型发电机规格大型化后定子止口加工同心度难于保证的问题，其定位精度高，操作简捷，省力、省时，提高了生产效率

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1a为现有无涨胎车止口定位装置定位示意图；图1b为图1a的俯视图(部分)；

图2为现有的三板涨胎式车止口定位装置定位示意图；

图3为本发明的用于发电机机壳加工的涨胎定位装置结构示意图；

图4为图3中的底座结构示意图；

图5为图3中的辅助定位板结构示意图；

图6a为图3中的涨芯组件结构示意图；图6b为图6a的俯视图；

图7a为图3中的撑块结构示意图；图7b为图7a的俯视图；

图8a为图3中的定位筒体结构示意图；图8b为图8a的俯视图；

图9a为图3中的上定位块结构示意图；图9b为图9a仰视图；

图10a为图3中的下定位块结构示意图；图10b为图10a俯视图。

具体实施方式

下面结合实施例的附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

本发明用于发电机机壳加工的涨胎定位装置参见图3，其原理是在一定的约束条件下，通过一组可变换移动方向的斜块滑动系作用使待加工机壳310实现快捷精确的定位，达成两端止口与铁芯内孔的同心度和垂直度要求，该定位装置包含：

底座31，是定位装置的支撑座，其是一个焊接加工件，结构参见图4，在一块中间带基准孔(φd7+δ7)的基板3101上，6件等高支承块3102围绕基准孔外侧周向焊接均布，在支承块3102顶部平面上焊接一件用于安装液压千斤顶装置中由螺栓改制的可调整高度的导向套333的固定圆板3103，沿固定圆板3103另一侧外缘向内均匀焊接布置6件等高矩形支承板3104，在矩形支承板3104顶部平面对中焊接布置圆环形定位板3105，圆环形定位板3105上端面被加工成与下定位块35(见图10a)配合的止口和外缘，其有12个均布的用于螺栓固紧的通孔,并用螺钉317通过该通孔将底座31与下定位块35固紧；另外，在基板3101上沿支承块3102外侧周向均布6根等高支撑杆34(图3所示)，支撑杆34被用于支承待加工机壳310中定子铁芯319底部平面，其高度应满足大于立车加工时最小工艺高度的要求。

辅助定位板32，是实现定位装置在加工机床上快速定中心的圆环形构件，结构参见图5，其置于基板3101上的基准孔内，其上端部为上部圆锥体3201，且其大端直径小于基板3101的基准孔径(小0.02-0.05mm)，中端部为与上部圆锥体3201大端等径的中部圆柱体3202，而下端部圆柱体3203的外径小于机床定位工艺孔径(小0.00-0.03mm)。使用时，先将辅助定位板32通过其下端部圆柱体3203固定在机床定位孔中；而定位装置安装就位时，则先通过底部基板3101上的基准孔找准辅助定位板32上的上部圆锥体3201，该上部圆锥体3201上的小端径小于基板3101基准孔径4mm以上，使得基板3101基准孔与辅助定位板32的中部圆柱体3202很顺利实现配合定位。辅助定位板32不仅使得本装置在加工机床上中心定位变得方便，大大缩短了装置找中心定位的时间，而且在孔系配合精度较高时可显著提高装置中心定位的精度，从而保证了加工中心与定位中心的一致。

斜块滑动系统，由涨芯组件37和4个撑块38组成，其是实现待加工机壳310以定子铁芯319内表面为基准达成与机壳310两端法兰在车加工止口与平面时满足其同心度和垂直度设计要求的关键构件，其中所述涨芯组件37的结构参见图6a－图6b，其是一个由下大上小的圆锥台涨芯372，从涨芯372底部向下伸出的下法兰定位柱371以及从涨芯372顶部向上伸出的上法兰定位柱373组成，在涨芯372的外表面3722(圆锥面)上(图6b所示)，沿周向对称加工四个倾斜的啮合斜槽3721；所述下法兰定位柱371及上法兰定位柱373分别为通过法兰连接于涨芯372底部及顶部的2根下伸出端与上伸出端，下法兰定位柱371的底部与液压千斤顶装置33接触，使涨芯组件37在液压千斤顶装置33作用下沿轴线向上移动；其中所述4个撑块38分别置于涨芯372的外表面上的四个啮合斜槽3721内，在涨芯组件37外面周向均布，每个撑块38的结构参见图7a-图7b，其是一个带有光滑啮合斜面381的斜面块，啮合斜面381的倾斜度与所述涨芯372的啮合斜槽3721的倾斜度一致，并啮合斜面381与所述啮合斜槽3721的槽面啮合，撑块38与机壳内表面接触的面是与定子铁芯319内圆等径的圆弧面382，从而在足够的涨紧力作用下能够确保撑块38对待加工机壳310的有效握持与定位，撑块38垂直方向的中间两侧设有矩形翼383，矩形翼383上对称并均布数个水平方向的孔，这些孔为复位弹簧组件定位孔3831；所述涨芯组件37在液压千斤顶装置33作用下沿轴线向上移动时使在涨芯组件37周向均布的4个啮合的撑块38产生相应移动。

液压千斤顶装置33，置于所述底座31的塔形支承块3102内部的基板3101上的中央位置上，其由垫条331，千斤顶332、活络顶杆334及可调式导向套333组成，安置在垫条331上的千斤顶332工作时推动活络顶杆334，使其通过导向套333中心孔推动涨芯组件37上行移动，并通过斜块滑动系统作用变换，完成撑块38对待加工机壳310自动定心固紧。

定位限制组件，主要由上定位块311、下定位块35与定位筒体36通过设定的配装条件所构成(见图3)，其中：

上定位块311，结构详见图9a-9b，其外形构造由3个圆柱体、一个圆柱锥体和4个矩形上U型件组成；图9a由上向下看，中心孔3117贯穿上下端面；顶端被加工成一个可安放平面轴承312的顶部圆柱体3111；顶部圆柱体3111下面是上圆柱体3112，其是一个用于拓展加工范围的工艺接口；上圆柱体3112下面是下圆柱体3114，其是实现与定位筒体36上止口361配装的工艺接口；圆柱锥体3113设在上、下圆柱体3112、3114的外壁中间段，便于待加工机壳310安装，且柱体直径与定位筒体36一致；四个矩形上U型件3116被环中心周向均布在下圆柱体3114(螺钉固紧后焊接固牢)形成四个上U型通道3118，在圆柱锥体3113上布置一组带沉孔的上通孔3115，其孔系位置应满足上定位块311与定位筒体36配合后能形成对撑块38位移定位约束。

下定位块35，结构详见图10a-10b，其外形构造由3个圆柱体和四个矩形下U型件组成，图10a由下往上看，中心孔3517贯穿上下端面；底部圆柱体3511是实现与底座31上环形定位板3105止口配装的工艺接口；中间圆柱体3512与定位筒体36等径；上部圆柱体3513是实现与定位筒体36下止口362配装的工艺接口；四个矩形下U型件3516被环中心周向均布在上部圆柱体3513(螺钉固紧后焊接固牢)形成四个下U型通道3518，在中间圆柱体3512上周向间隔均布二组用于固定的螺纹孔3514和带沉孔的下通孔3515，其中下通孔3515位置也应满足下定位块35与定位筒体36配合后能形成对撑块38位移定位约束。

定位筒体36，结构详见图8a-8b，其为圆柱形筒体，在圆柱面上中间均匀加工了四个大小一致的矩形孔，构成可供撑块38在其中移动的定位矩形通道366，每个通道366二侧对称均布数个螺纹通孔363，复位弹簧组件39通过改制的螺纹销钉固定在筒体的螺纹通孔363内，螺纹销钉上套有TH系列压缩弹簧，其螺纹销钉端部插入撑块38矩形翼383对应的定位孔中；在筒体上下端部各加工一组上、下螺纹孔364、365，其二组螺纹孔位置应满足定位筒体36在与上定位块311和下定位块35配装后，矩形通道366二侧面与所述上U型通道3118和下U型通道3518二侧面位置一致。

制造安装时，使用图3所示的螺钉316通过带沉孔的上通孔3115及下通孔3515分别将上、下定位块止口配装在定位筒体36二端面对应的螺纹孔上、下螺纹孔364、365上固紧，由其上矩形通孔和U型通道共同构成对安装其中的撑块38约束定位，并通过撑块38斜面381与涨芯组件37中涨芯372斜槽面3721啮合作用也间接约束涨芯组件37角位移。

由图3还可看到：平面轴承312穿过上法兰定位柱373安置在上定位块311顶部圆柱体3111对应孔中，压块313置在平面轴承312上，锁紧螺母314通过与上法兰定位柱373上螺纹连接将压块313与平面轴承312固定在上定位块311上，复位压缩弹簧315穿过上法兰定位柱373被安装在定位筒体36内上定位块311下方，在初始压缩和顶升时压缩恢复合力的作用下，在完工卸压时向下推动涨芯组件回到初始位置。

由上、下定位块311、35，定位筒体36构成的定位限制组件与涨芯组件37共同形成对撑块38的约束(见图3)，其形成的定位约束机理：上下定位块的U型件侧端面与定位筒体的顶、底部端面分别通过上、下止口配装，用螺钉316固紧，并设计加工使其上U型件构成的通道二侧平面与定位筒体上矩形通道二侧平面分别处在同一平面中，形成一个对撑块38可能产生左右摆动的约束定位系统，而撑块38上下约束则由定位筒体36矩形孔上下平面担当；从而保证撑块38在受到涨芯组件37作用时做水平向外移动而不会产生阻碍，由此可见定位限制组件之所以能有效形成定位约束机制，这是因为上下定位块其上中心圆孔约束涨芯组件在千斤顶只能作上行移动，四个撑块38二侧面受到定位筒体36四个通道的二侧面、上下定位块四个U型通道二侧面和涨芯372四个斜槽二侧面的约束，而撑块38上下端面则受到定位筒体36上下端面的约束，使得撑块38在涨芯组件37作用下，只能作向外水平移动，而当不工作时，在复位弹簧组件39预紧力作用下，撑块38仍受到由上下定位块和定位筒体的约束并与涨芯组件斜槽面保持啮合；另外，所述定位筒体36的结构参见图8a-图8b，其是圆筒形体，两端面分别加工成与上定位块311及下定位块35配合的上止口361及下止口362，其端面上所配置的螺孔系364/365的位置应满足其上的矩形通道能与上、下定位块上U型通道构成对撑块38的约束定位，定位筒体四侧周向均布四个矩形孔366，其大小应满足撑块38能实现在其内作滑动位移(矩形孔宽度-撑块厚度＝δ1、矩形孔高度-撑块长度＝δ2)，矩形孔二侧对称均布5组螺纹通孔363，复位弹簧组件39(由螺纹销钉和TH压缩弹簧构成)配装其中，螺纹销钉其由定位螺钉改制，螺纹销钉上套有TH系列压缩弹簧，通过螺纹连接使其固定在定位筒体36对应螺孔中，其螺纹销钉端部插入撑块38矩形翼对应的定位孔中，通过旋转螺纹销钉压缩TH压缩弹簧使其产生足以克服撑块38与定位筒体36、上下定位块之间滑动摩擦力的预紧力，并在此作用下，使撑块38在不工作时受到水平向内方向的作用，与涨芯组件很好啮合，而不会使斜块活动系失效；上定位块311与下定位块35在构成对撑块38和涨芯37约束定位方面其结构一致，即均在其布置的约束面侧周向均布四个U型通道，与定位筒体36一起构成对撑块38的约束定位以及中心设有通孔以约束涨芯组件仅能作上下移动，所不同的是，在上定位块311上仅布置了一组与定位筒体36固接的带沉孔的通孔，其上端被设计成一段成圆柱锥体3113以便于安装待加工机壳，而上端面上设计一个可放置平面轴承的结构，主要是在待加工件安装固紧后，通过旋转锁紧螺母314，将定位固紧装置位置锁紧，保证在加工时不会因固紧力失效而出现的加工失败和不安全因素，加工结束后反向旋转锁紧螺母314解开锁紧约束时也能保证涨芯组件37在适当位置满足与撑块38啮合，而在下定位块35上除有一组用于与定位筒体36固接的带沉孔的通孔3515外，另一侧还有一个小圆柱体3511，其外径【略】小于底座31上环形定位板3105止口内径，并使用螺钉317通过一组螺纹孔3514使其与底座31上环形定位板3105止口配装。

正是因为由上下定位块、定位筒体和涨芯组件共同形成了对撑块38的有效约束定位，使得当涨芯组件37在液压千斤顶装置33作用下沿轴线向上移动时使在涨芯组件37周向均布的4个啮合的撑块38所产生相应移动只能在限定的通道作均匀向外水平移动，另外撑块38与机壳内表面接触的面被制成与铁芯内表面直径尺寸一致的圆弧面382，从而在足够的涨紧力作用下能够确保撑块38对待加工机壳310的有效握持与定位，另外旋转锁紧螺母314至因涨芯组件37上升时所形成的上法兰定位柱373上定位杆空挡距离以锁住涨芯上升位置，至此完成了待加工件10的安装就位。

撑块38上下平面限制由定位筒体36上矩形通道决定，且应满足撑块38长度+δ2(δ2长度方向间隙)，而由上下定位块U型通道底平面所构成的通道应大于“撑块38长度+δ2”，以降低撑块的滑动阻尼。

固定安装在定位筒体36上的复位弹簧组件39，通过旋转螺纹销钉使压缩弹簧产生足够的预压紧力，且所选用的TH系列模具弹簧的承载负荷和使用性能远优于普通的压缩弹簧，在撑块38涨紧时其所产生的压紧力在涨紧定位泄压后，能使撑块38快速恢复到初始状态；其设计条件为：复位弹簧组件39压紧合力ΣF应大于撑块38与定位筒体36之间产生的滑动摩擦力f。

为解决安装问题，将铁芯内孔设计尺寸D-(1.5-2)mm作为定位筒体36直径设计尺寸，就能克服因加工变形所带来的安装困难做到快速就位，另外撑块38在涨芯组件37上行过程中均匀向外移动不仅依靠巨大的液压力所产生的传递作用力涨紧待加工机壳310内表面，而且可使待加工机壳310在该涨紧力作用下自动作水平移动以使其铁芯内孔中心与机床加工中心一致，达成满足铁芯内孔与两端加工止口同心度和垂直度精度要求；

本发明采用了液压千斤顶装置33作为涨紧定位待加工机壳310的施力构件，并通过旋紧锁紧螺母314来确保液压涨胎定位可靠不失效，这节省人力；

本装置的辅助定位板32，将它固定安装在机床加工工艺中心，使它成为装置安装就位的定位中心，不仅缩短了安装时间，而且也降低了员工劳动强度，提高工作效率；

本装置采用均匀周向布置的撑块38，撑块38被设计成刚度和强度均优于板状结构的条块状，涨芯组件37位于装置中间，其四周与撑块38间被设计成单斜块滑动系结构，使其在涨胎固定铁芯叠厚大、规格大的定子时，周向布置的撑块38移动较三板式要更同步，能承受更大的涨紧力而不会变形失效。

总之，根据发电机定子机加工的要求，为达成待加工机壳310铁芯内孔与机壳两法兰端口318加工止口间同心度和垂直度的精度要求，本装置采用了如下结构：(1)辅助定位板32其结构一端与机床工艺孔配合，另一端被设计成与底座31上工艺定位块相配且带导向引入斜面，将其安装在机床工作台面工艺中心即形成一个带引导的凸定位中心，这使得笨重的定位装置在机床上找中就位变得容易迅捷；(2)底座31被设计成一端带定位孔的基板3101，另一端带可与下定位块35配装的止口对接的圆环形定位板3105，可满足装置整体同心度要求；(3)上定位块311、下定位块35分别与定位筒体36的顶、底部通过止口配装，用螺钉316固紧，构成一组定位约束部件，上定位块311及下定位块35的中心孔通过在其内移动的上法兰定位柱373与下法兰定位柱371约束了涨芯组件37在外力作用下只能作上下移动，而由定位筒体36和上下定位块共同构成的矩形通道则能约束撑块38在受到涨芯组件7作用时做水平向外移动而不会产生阻碍，同时涨芯组件37斜槽与撑块38斜面的啮合也受到矩形通道的约束，它约束涨芯组件37角移位；(4)撑块38与涨芯组件37通过啮合斜角为α的斜面在由上下定位块311、35和定位筒体36构成的定位构件限制下构成一组可改变移动和作用力方向的斜块滑动系统构件，其中涨芯组件37是该定位装置中核心构件，它由下法兰定位柱371、涨芯372和上法兰定位柱373通过螺栓连接构成一体，下法兰定位柱371穿过下定位块35中心孔后可受到液压千斤顶装置33向上顶升作用，上法兰定位柱373则穿过压缩复位弹簧315-上定位块311中心孔-轴承312-压块313后被锁紧螺母314固接，涨芯372四侧周向均布的斜槽面(图6a、6b)与撑块38对应的斜面(图7a)啮合在向上推力作用下，使得撑块38(图1)在由定位筒体36、上定位块311和下定位块35构成的约束条件下作水平横向移动而涨紧待加工件310，旋紧锁紧螺母314即可保证涨胎定位不失效；(5)在撑块38二侧矩形翼上按2*5矩形排列均匀布置了5组的定位孔(图7a、7b)，而在定位筒体36周向对称的四个位置上也按2*5矩形排列对应布置了螺孔，复位弹簧组件39通过螺纹销钉固定在定位筒体36上，其经加工的螺钉头则插入撑块38对应孔中，旋紧螺栓使TH系列模具弹簧产生预紧力，当涨芯组件37在液压千斤顶装置33向上推力作用下，使撑块38产生水平向外移动，则进一步压缩弹簧，使其所产生的反作用力足够大，加工结束后，在锁紧螺母314、液压千斤顶装置33释放动力后，在该反作用力作用下能克服撑块38与定位筒体36、上下定位块间滑动摩擦阻力并快速移动撑块38到初始状态，取出加工件，而涨芯组件37在自重和复位压缩弹簧315回复力作用下回到初始位置，完成加工作业。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种用于发电机机壳加工的涨胎定位装置，其特征在于包含：

底座(31)，是装置支撑座，其有一块中间带基准孔的基板(3101)，6件等高支承块(3102)围绕基准孔外侧周向焊接均布，在支承块(3102)顶部平面上焊接一件用于安装液压千斤顶装置中导向套(333)的固定圆板(3103)，沿固定圆板(3103)另一侧外缘向内均匀焊接布置6件等高矩形支承板(3104)，在矩形支承板(3104)顶部平面对中焊接布置圆环形定位板(3105)，圆环形定位板(3105)上端面加工成与一个下定位块(35)配合的止口和外缘，其有数个均布的螺栓固紧的通孔,并用螺钉(317)通过该通孔将底座(31)与下定位块(35)固紧；在基板(3101)上沿支承块(3102)外侧周向均布6根等高支撑杆(34)；

辅助定位板(32)，是定位装置在加工机床上快速定中心的圆环形构件，置于所述基板(3101)上的基准孔内，其上端部为上部圆锥体(3201)，且其大端直径小于基板(3101)的基准孔径，中端部为与上部圆锥体(3201)大端等径的中部圆柱体(3202)，而下端部圆柱体(3203)的外径小于机床定位工艺孔径；

斜块滑动系统，是待加工机壳(310)以定子铁芯(319)内表面为基准达成与待加工机壳(310)两端法兰在车加工止口与平面时满足其同心度和垂直度的构件，由涨芯组件(37)和4个撑块(38)组成，所述涨芯组件(37)是一个由下大上小的圆锥台涨芯(372)，从涨芯(372)底部向下伸出的下法兰定位柱(371)以及从涨芯(372)顶部向上伸出的上法兰定位柱(373)组成；所述涨芯(372)的外表面上沿周向对称加工四个倾斜的啮合斜槽(3721)；所述下法兰定位柱(371)及上法兰定位柱(373)分别通过法兰连接于涨芯(372)底部及顶部，下法兰定位柱(371)的底部与液压千斤顶装置(33)接触；4个所述撑块(38)分别置于四个所述啮合斜槽(3721)内，每个撑块(38)是一个带有光滑啮合斜面(381)的斜面块，并各与一个所述啮合斜槽(3721)的槽面啮合，撑块(38)与机壳内表面接触的面是与定子铁芯(319)内圆等径的圆弧面(382)，撑块(38)垂直方向的中间两侧设有矩形翼(383)，矩形翼(383)上对称并均布数个水平方向的复位弹簧组件定位孔(3831)；所述涨芯组件(37)在液压千斤顶装置(33)作用下沿轴线向上移动时使4个啮合的所述撑块(38)产生相应移动；

液压千斤顶装置(33)，置于所述底座(31)内，推动涨芯组件(37)上行移动，并通过斜块滑动系统作用变换，完成撑块(38)对待加工机壳(310)自动定心固紧；

定位限制组件，由上定位块(311)，下定位块(35)与定位筒体(36)构成，其中：所述上定位块(311)由3个圆柱体、一个圆柱锥体和4个矩形上U型件组成；一中心孔(3117)贯穿上定位块(311)的上下端面；顶端为安放平面轴承(312)的顶部圆柱体(3111)；顶部圆柱体(3111)下面是上圆柱体(3112)，其是拓展加工范围的接口；上圆柱体(3112)下面是下圆柱体(3114)，其是与定位筒体(36)上止口(361)配装的接口；圆柱锥体(3113)设在上圆柱体(3112)、下圆柱体(3114)的外壁中间段，其与待加工机壳(310)安装；四个矩形上U型件(3116)被环中心周向均布在下圆柱体(3114)上形成四个上U型通道(3118)，在圆柱锥体(3113)上布置一组带沉孔的上通孔(3115)，其孔系位置应满足上定位块(311)与定位筒体(36)配合后能形成对撑块(38)位移定位约束；其中：所述下定位块(35)由3个圆柱体和四个矩形下U型件组成；中心孔(3517)贯穿下定位块(35)上下端面；底部圆柱体(3511)是与底座(31)上的环形定位板(3105)止口配装的接口；中间圆柱体(3512)与定位筒体(36)等径；上部圆柱体(3513)是与定位筒体(36)下止口(362)配装的接口；四个矩形下U型件(3516)被环中心周向均布在上部圆柱体(3513)上形成四个下U型通道(3518)，在中间圆柱体(3512)上周向间隔均布用于固定的螺纹孔(3514)和带沉孔的下通孔(3515)，所述下通孔(3515)位置满足下定位块(35)与定位筒体(36)配合后能形成对撑块(38)位移定位约束；其中：所述定位筒体(36)为圆柱形筒体，在圆柱面上中间均匀加工四个大小一致的矩形孔，构成供撑块(38)在其中移动的定位矩形通道(366)，每个定位矩形通道二侧对称均布数个螺纹通孔(363)，复位弹簧组件(39)通过螺纹销钉固定在定位筒体的螺纹通孔(363)内，其螺纹销钉端部插入撑块(38)矩形翼(383)对应的定位孔中；在定位筒体上下端部各加工上螺纹孔(364)、下螺纹孔(365)，其上螺纹孔(364)、下螺纹孔(365)位置满足定位筒体(36)在与上定位块(311)和下定位块(35)配装后，定位矩形通道(366)二侧面与所述上U型通道(3118)和下U型通道(3518)二侧面位置一致。

2.如权利要求1所述的用于发电机机壳加工的涨胎定位装置，其特征在于：

所述辅助定位板(32)中的上部圆锥体(3201)的大端直径比基板(3101)的基准孔径小0.02-0.05mm，上部圆锥体(3201)的小端直径小于基板(3101)基准孔径4mm以上；辅助定位板(32)下端部圆柱体(3203)的外径比机床定位工艺孔径小0.00-0.03mm。

3.如权利要求1所述的用于发电机机壳加工的涨胎定位装置，其特征在于：

所述液压千斤顶装置(33)是置于所述底座(31)的塔形支承块(3102)内部的基板(3101)上的中央位置上，其由垫条(331)，千斤顶(332)、活络顶杆(334)及导向套(333)组成，安置在垫条(331)上的千斤顶(332)工作时推动活络顶杆(334)，使其通过导向套(333)中心孔推动涨芯组件(37)上行移动，并通过斜块滑动系统作用变换，完成撑块(38)对待加工机壳(310)自动定心固紧。

4.如权利要求1所述的用于发电机机壳加工的涨胎定位装置，其特征在于：

所述螺纹销钉上套有TH系列压缩弹簧。

5.如权利要求1所述的用于发电机机壳加工的涨胎定位装置，其特征在于：

所述涨胎定位装置还包含：平面轴承(312)穿过上法兰定位柱(373)安置在上定位块(311)顶部圆柱体(3111)对应孔中，压块(313)置在平面轴承(312)上，锁紧螺母(314)通过与上法兰定位柱(373)上螺纹连接将压块(313)与平面轴承(312)固定在上定位块(311)上，复位压缩弹簧(315)穿过上法兰定位柱(373)被安装在定位筒体(36)内上定位块(311)下方，在初始压缩和顶升时压缩恢复合力的作用下，在完工卸压时向下推动涨芯组件回到初始位置。