一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构，包括基座、可转动地设置在基座上的装载平台、设置在装载平台上方具有打点顶针的顶针固定机构，装载平台上设有定位夹持装置，在基座上设有驱动装载平台转动的驱动机构，顶针固定机构包括水平移动机构和竖直升降杆，打点顶针可轴向移动地设置在竖直升降杆的下端，并在竖直升降杆上设置抵压打点顶针的压力元件，竖直升降杆的上端可在水平移动机构上由初始位置移动至打点位置，当竖直升降杆位于初始位置时，打点顶针的中心位于装载平台的转动轴线上，并且竖直升降杆的水平移动轨迹位于装载平台的径向上。本实用新型专利技术可显著地提升工作效率，降低加工成本，并有效地提升打点的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构
本技术涉及水轮机组制造
，具体涉及一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构。
技术介绍
随着人们节能环保意识的增强，作为绿色能源的水力发电正在大力发展，在水力发电领域，水轮机组是关键的部分，其通常包括定子、可转动地设置在定子内的转子，在转子的边缘设有若干磁极线圈，当水库的水位差形成的水流带动转子转动时，即可生成电能。对于大型的水轮机组而言，通常采用立式结构，也就是说，其中的定子和转子的轴线使竖直设置的。为了实现定子的组装，我们需要在定子上加工多个穿心螺杆孔，所有的螺杆孔中心位于和定子的轴线同轴的同一个圆上。我们知道，钻孔的钻头与铣床用的铣刀不一样，其只能承受轴向的作用力，而无法承受侧向的作用力，因此，当我们需要在一个工件表面钻孔时，需要先在孔位的中心处用圆锥形的打点顶针压出一个圆锥形的点位，俗称打点。开始钻孔时，先将钻头对准圆锥形的点位，然后使钻头轴向下移，钻头的尖端部即可定位在圆锥形的点位内，以便于准确定位所需加工孔位的中心位置，并避免钻头在钻孔时因出现侧向滑移导致孔位出现偏差、以及加工孔轴线的倾斜。在现有技术中，我们通常采用如下方法给需要钻孔的工件打点，对于小型的单件加工零件，我们可由钳工通过划线用的高度卡尺在工件表述需要钻孔的位置画出X、Y两个方向的十字交叉线，然后用铁锤敲击打点顶针，进而在十字交叉线的交叉点位置打出圆锥形的点位；对于较大型或批量加工的零件，我们可将零件放置在数控加工中心的工作台面上，然后将打点顶针固定在加工中心的主轴上，即可快速方便地定位到需加工孔位的准确位置，并根据计算得到的孔位在Z轴方向的坐标沿着轴向下移主轴，使打点顶针在工件表面打出圆锥形的点位。该方式虽然具有快速高效、位置精度高的优点，但是在用于大型水轮机组定子的打点时，却存在如下问题：首先，大型水轮机组的定子外形尺寸大，重量重，难以放到现有的数控加工中心上进行打点，或者，如果采用超大型的加工中心进行简单的打点作业，会极大地增加成本，难以普及推广。因此，很多时候，人们还是用尺子在工件上测量、划线等纯手工的方式进行打点，从而严重影响效率；其次，数控加工中心是通过控制主轴在X、Y两个方向的移动来实现精确定位的，也就是说，加工中心是采用直角坐标系的，所需加工孔的中心是根据其X、Y坐标值来确定其位置的，而定子上的多个螺杆孔是围绕定子的轴线呈周向分布的，也就是说，其优选的坐标系为包括半径和角度的极坐标。因此，当我们在数控加工中心上确定孔位时，需要先通过三角函数公式计算出孔位的X、Y坐标值，既造成程序的复杂，同时容易产生较大的误差。特别是，定子所需加工的螺杆孔不在同一加工面上，其高度存在差异，因此，当我们通过数控加工中心打点时，需要针对不同孔位的高度设置主轴不同的Z轴坐标，从而造成编程的麻烦。特别是，对于尚未完成加工的定子毛坯而言，其表面的高度并不确定，及时使完成表面加工的定子，由于其尺寸大，在加工、组装时，仍然会造成钻孔表面的高度存在较大误差，而打点形成的圆锥形点位的深度极小，因此，上述误差会造成最后形成的点位深度过深或过浅，进而严重地影响打点的质量，并影响后续钻孔的质量。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有水轮机定子钻孔前的打点方法所存在的效率低、成本高、精度差的问题，提供一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构，可显著地提升工作效率，降低加工成本，并有效地提升打点的精度。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构，包括基座、可转动地设置在基座上的装载平台、设置在装载平台上方的顶针固定机构、设置在顶针固定机构上的打点顶针，所述装载平台上设有用于夹持定子的定位夹持装置，在基座上设有驱动装载平台在水平面内转动的驱动机构，所述顶针固定机构包括水平移动机构和竖直升降杆，所述打点顶针可轴向移动地设置在竖直升降杆的下端，并在竖直升降杆上设置抵压打点顶针的压力元件，竖直升降杆的上端可横向移动地连接在水平移动机构上，从而使竖直升降杆可在水平移动机构上由初始位置移动至打点位置，当竖直升降杆位于初始位置时，所述打点顶针的中心位于装载平台的转动轴线上，并且竖直升降杆的水平移动轨迹位于装载平台的径向上。如前所述，所需加工的螺杆孔是位于一个与定子的中心同轴的圆上的，特别是，定子为圆形结构，因此，其需要加工的孔更适合用极坐标标注孔位。由于本技术包括一个可转动的装载平台，需要为定子打点时，可先将定子吊装到装载平台上，并通过定位夹持装置使定子在装载平台上可靠定位在起始位置并牢固夹持，以避免其产生移位，此时，竖直升降杆下端的打点顶针的中心位于装载平台的转动中心上。因此，所需加工孔位的极坐标中的极径即为孔位相对装载平台转动中心的距离，而极角即为孔位相对装载平台转动中心转过的角度。因此，我们可通过驱动机构使装载平台带动定子转动一个与极角相等的角度，然后使竖直升降杆水平移动一个与极径相等的距离至打点位置；接着使竖直升降杆下端的打点顶针下移，即可在定子上打出与第一个孔位对应的圆锥形的点位。需要为第二个孔位打点时，则只需转动装载平台一个角度，即可方便地为第二个孔位打点。当然我们也可为几个中心不在同一个圆上的孔位打点，此时，在使装载平台转过一个角度后，只需重新移动竖直升降杆的位置即可。作为优选，在竖直升降杆的下端设有口小里大的阶梯孔，所述打点顶针适配在阶梯孔的小孔内，在打点顶针的内端设有位于大孔内的限位盘，所述压力元件为设置在大孔内抵压限位盘的压簧。压簧可对限位盘形成一个初始压力，给定子打点时，当各点位的高度不一致时，我们可按照点位的最低高度以及挤压余量确定打点顶针的下移位置。需要打点时，竖直升降杆使打点顶针下移，打点顶针的尖端抵触定子表面，此时定子的表面会反向挤压打点顶针，从而使打点顶针克服压簧的弹力向上移动，即可避免针对每一个高度不同的点位重新确定打点顶针的下移位置和尺寸，压簧所形成的弹力可使每个点位都具有合适的深度，进而有利于后续的钻孔。可以理解的是，具有初始预紧力的压簧可使打点顶针在定子表面形成基本一致的压力，从而打出深度接近的点位。此外，当我们需要给表面未加工的定子毛坯打点时，各点位的实际高度尺寸不确定，因此难以通过计算的方式精确设定打点顶针的下移距离和尺寸，而弹性连接的打点顶针则可有效地解决这一技术问题，确保打点工作的顺利进行。作为优选，所述压力元件包括设置在竖直升降杆下端的主油缸、并排连接在主油缸旁侧的辅助油缸，所述打点顶针设置在主油缸向下伸出的活塞杆端部，主油缸的上部为设有液压油的主工作腔，可上下升降地设置在辅助油缸内的辅助活塞在辅助油缸的下部分隔出辅助工作腔，在辅助活塞上侧设有配重块，主工作腔和辅助工作腔之间通过管路连通。在本方案中，打点顶针的压力来自于主油缸。由于主油缸上侧的主工作腔的压强是由辅助油缸产生的，而辅助油缸的液压油压强由辅助活塞上的配重块的重量所决定。也就是说，与辅助油缸的液压油压强相等的主油缸的液压油压强是固定不变的，从而使主油缸可对打点顶针形成一个恒定的压力，进而确保打出点位具有一致的深度和大小，确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构，包括基座、可转动地设置在基座上的装载平台、设置在装载平台上方的顶针固定机构、设置在顶针固定机构上的打点顶针，所述装载平台上设有用于夹持定子的定位夹持装置，其特征是，在基座上设有驱动装载平台在水平面内转动的驱动机构，所述顶针固定机构包括水平移动机构和竖直升降杆，所述打点顶针可轴向移动地设置在竖直升降杆的下端，并在竖直升降杆上设置抵压打点顶针的压力元件，竖直升降杆的上端可横向移动地连接在水平移动机构上，从而使竖直升降杆可在水平移动机构上由初始位置移动至打点位置，当竖直升降杆位于初始位置时，所述打点顶针的中心位于装载平台的转动轴线上，并且竖直升降杆的水平移动轨迹位于装载平台的径向上。/n

【技术特征摘要】
1.一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构，包括基座、可转动地设置在基座上的装载平台、设置在装载平台上方的顶针固定机构、设置在顶针固定机构上的打点顶针，所述装载平台上设有用于夹持定子的定位夹持装置，其特征是，在基座上设有驱动装载平台在水平面内转动的驱动机构，所述顶针固定机构包括水平移动机构和竖直升降杆，所述打点顶针可轴向移动地设置在竖直升降杆的下端，并在竖直升降杆上设置抵压打点顶针的压力元件，竖直升降杆的上端可横向移动地连接在水平移动机构上，从而使竖直升降杆可在水平移动机构上由初始位置移动至打点位置，当竖直升降杆位于初始位置时，所述打点顶针的中心位于装载平台的转动轴线上，并且竖直升降杆的水平移动轨迹位于装载平台的径向上。


2.根据权利要求1所述的一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构，其特征是，在竖直升降杆的下端设有口小里大的阶梯孔，所述打点顶针适配在阶梯孔的小孔内，在打点顶针的内端设有位于大孔内的限位盘，所述压力元件为设置在大孔内抵压限位盘的压簧。


3.根据权利要求2所述的一种水轮机定子钻孔用的打点定位机构，其特征是，所述压力元件包括设置在竖直升降杆下端的主油缸、并排连接在主油缸旁侧的辅助油缸，所述打点顶针设置在主油缸向下伸出的活...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄晓鹏，施旭明，白振宇，肖侠，
申请(专利权)人：浙江富春江水电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33