大型风电轮毂加工专用夹具的设计

摘要：针对企业快速反应市场的需求，在智能化ＣＡＰＰ的理论基础上，对基于三维的工艺变型设计进行了深入的研
究。在工艺建模和工艺设计中，对相关的工艺参数和工艺流程变量进行定义；在工艺变型设计中精确解释定义好的参数；
实现变量驱动生成工艺模型以及该零件的加工工艺。该技术显著提高了工艺设计的效率，促进了企业工艺设计的规范性。
▲Ｉ冬ｊ２央具装配图
盛 机械制造４７卷 第５３９期
万方数据
２．２中心柱机构 图２中４为巾心柱机构，是爽具系统中的主夹具部
分，其工作原理是，当轮毂置予崩动化专用夹具并自动 定心盾，由位予巾心柱上端的潮懿开始低压供溯，涵缸 辩动油缸拉抒向下运动，使褥鬟予蠢蠡醢拉杼上的疆块 臌紧Ｕ形夤盘（Ｉ冬｛２中６），Ｕ形水盘』盖紧主压板（网２中 ５），主压板再胍紧轮毂，在层层腰紧、压板全部就位后， 此Ｈ寸，油缸再高压供油，使得轮毅程主夹具音１５分被夹紧。 ２。３管口楔形调整块及管盛兔紧执热
下载时间：2009年11月19日
图２中１０是回转工作台握紧机构，其装配网如图５ 所示。此机构的翻的是在热工轮毂过程咭｜要始终保持 夹其底座的压紧稳圊，既橇构一共有３个丑墨１２０。圭鲁 布。当夹具底座（图２中２）实现回转定位后，３个聪紧油 缸４同时低』玉供油，在油缸的作刷下，雎板１随着滕紧油 缸拉杆２向下运动，使得艟板压紧在其下方的辅助艟板 （此辘勐，矗板也有３块，与压紧机构对应分布，置予夹兵 底座的内腔），然精，压紧涩缸再赢滋供溘，使褥爽其底 鹰被稳稳地压紧¨ｌ。 ４结论
很多行业或企业的产品相似度非常高，而其系列化 程度也越来越高，只有少量零件需要根据特殊需求进行 重新设计。鉴于这种特点，产品的ＣＡＤ参数化设计技术 被广泛应用，并且这种技术现在已经相当成熟。如果将 工艺设计中遇到的很多问题就可迎刃而解。
１ 系统原理以及构架
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、环境是当今人类牛存和发展所要解决的紧 迫问题。而风力发电由于清洁无污染、施工周期短、投 资灵活、占地少等具有较好的经济效益和社会效益，已 受到世界各国政府的高度重视¨一Ｊ。风力发电机设备 主要零部件有：叶片、发电机、轮毂、电控系统、塔架等， 轮毂足坌Ｈ成风电没备的蕈要部件。而风力发电机轮毂 是一种体积大、形状怪异的零件，现有的加＿ｑＬＳＩＬ艺中， 通常采用大型加Ｉ：中心，人工安装、夹紧的方法，这种 方法费时、费力ｌｉ町靠性不高ｍ“。随着风电没备生产 规模的迅速增大，对生产过程中的自动化要求也越米 越高。因此，需要提供一种自动化、町靠的夹具，以满足 规模生产的需求。
构成工艺文件的特征和属性抽象定义为一组或多组参 数，并提取出一套对这些参数进行解释和利用的规则， 然后按照定义规则将一套典型的工艺储存起来。当有 新的类似零件需要工艺设计的时候，就可以通过修改 参数而达到设计新－ｒ艺的目的。
基于三维的参数化工艺变型设计的基本思路可以 概括为：工艺设计专家在智能系统的辅助下逐步完成 零件的工艺设计，该设计过程被智能系统分解成由变
１ 工件结构特点分析
风力发电机轮毂形状怿异，待加工面较多，有多个 里大外小的Ｉ叫轴阶梯孔，需要钻孔的孔数较多且尺寸 位置各异；体积大，荇包含其内部卒Ｉ＇日Ｊ，则约为９．８ ｍ３， 最大的管口直径约达２．２ ｍ，其重量可达约１２ ｔ。图ｌ是 被加工轮毂的三维立体模型。要想对该轮毂进行加ｔ， 关键是在加工过程巾要保持轮毂的稳定性，即小能让 其发生移动和振动并爿．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ｒ一 套自动化专，ｑｑ央具。
5.董飞.贺崇森.张贵田 大型自动定心工艺装备的设计与应用[期刊论文]-航天制造技术 2005(3) 6.姜宇飞 大功率牵引电机定子同轴孔车床夹具[期刊论文]-机械工程师 2008(2)
本文链接：/Periodical_jxzz200907022.aspx
关键词：三维工艺 参数化 工艺变型设计
中图分类号：ＴＰ３９１．７
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００—４９９８（２００９）０７—００６２—０４
随着产品市场的快速变化，每个制造企业都希望 有一套ＣＡＰＰ系统能够自动生成符合该厂实际情况的 工艺文件，而现有的ＣＡＰＰ系统距离企业的要求还有 很大的差距。由于工艺设计自身的复杂性和不确定性， 使系统开发不仅要涉及到企业的产品类型和结构、制 造设备和条件、生产技术水平等，还必须对工艺设计专 家的知识和经验进行总结和利用，同时在很大程度上 还依赖工艺人员的技术水平和经验。因此，完全由计算 机自动生成一套合格的加工工艺具有很大的难度。
王位后（由于被加工轮毂有３个叶片安装孔且务孔中心 辘线互成１２０。分帮，鼹懿，每准备一个工位需旋转１２０。 后彳嘈皂获得。），定位油ｆｔｉＹ．９低瞧供油，在油缸的作用下， 定位销５向定位销导向座６作铅荫向上运动，使麒缓缓 插入在其Ｅ方的定位套３（此定他套共有３个，互成１２０。 均带，置于夹具底座的内腔），然爝，定位油缸再离瞧供 濑，使得转台实褒了霞转定倥”确｛。圈孛虚线定饿销处 是蕻在预定位时的状态。 ３．２回转工作蠢压紧机构
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Ｉ－１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，装配图如图 ３所示，其作用是实现轮毂自动定心。当风电轮毂由吊 车装入夹具后，由位于中心柱下端的油缸先低压供油，
１）管０ｌ楔形濒整块秽￡梅：圈２中１３为管Ｈ楔形诱整 块机构，是央具系统中辅助夹其的一部分，位于边柱机 构（图２中１２）的底座上，此机构共有６个，每个管ｕ两 个。待主夹具夹紧后，通过转动进给螺杆使楔 形调整块向前移动，并使其与轮毂彗墨底部 嬲侧接触。
２）管口夹紧机构：图２中１１为管口夹紧机 构，是夹具系统中辅助火具的粥一部分，位于 边桂机构（矧２巾１２）顶部，此机构共有６个，每 个管疆两拿。警轮毂被宅夹具爽紧程营疆楔 形调整块机构调照到位后，６个辅助夹紧油缸 开始供油，使得３个叶片安装孔的孔口得到辅 助夹紧，从而进一步夹紧轮毂。豳中虚线处表 示松夹状态。
１）夹具与骛通立车圈转工髂台配合使用，簿化糕 造难度，易安装，蜜现３工位砉琵床的转位、定位、爽紧。
２）回转定他、灾紧的工作部位全部没计在必具底 座上，立车回转工作台不作任何改动。
２００９／７回
万方数据
基于三维的工艺变型设计研究与实现
口王飞飞 口盛步云 口肖聃
武汉理工大学机电工程学院武汉４３００７０
收稿Ｕ期：２００８年１２月
画２００９／７
３个爪子的弧形顶块６随着进给楔形块３的向卜运动而
同时向外扩张，此Ｈ于，轮毂中心位置被初步确定。，由于
油缸压力小，轮毂可以绕
夹具中心转动。根据划线
位置，人一Ｔ：调整各个管１１
两侧的楔形调整块，由于
轮毂可以绕火具中心转
动，测整后的轮毂在圆周
方向被定位到正确位置，
然后，油缸再高压供油，轮
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 树设计、工作原理以及可转４－壶－．＂－Ｙ－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
３）主夹紧力与辅助夹紧力配合使用，既保证夹持 的稳定性，又使轮毂在变形最小的条件下，在切削加工 时得到较高的刚度。
综上所述，该套夹具是针对风力发电机轮毂加工 设计的专用自动化夹具，能够保证轮毂在加工过程中 的精度，提高生产效率，可以满足规模化生产的需求。
参考文献
【１】 张新房，徐大平，吕跃刚，等．风力发电技术的发展及若干 问题【Ｊ】．现代电力，２００３，２０（５）：２９—３４．
【２】Ｍｕｌｌｅｒ Ｓ，Ｄｅｉｃｋｅ Ｍ，Ｄｅ Ｄｏｎｃｋｅｒ Ｒ Ｗ．Ｄｏｕｂｌｙ Ｆｅｄ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｗｉｎｄ Ｔｕｒｂｉｎｅｓ【Ｊ】．Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｍａｇａｚｉｎｅ．ＩＥＥＥ。２００２（８）：２６—３３．
回２００９／７
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
王宏， 潘耀庭， 席霞， Wang Hong， Pan Yaoting， Xi Xia 兰州理工大学,材料科学与工科学院,兰州,730050
机械制造 MACHINERY 2009，47(7) 0次
参考文献(6条)
1.张新房.徐大平.吕跃刚.柳亦兵 风力发电技术的发展及若干问题[期刊论文]-现代电力 2003(5)
毂实现最终定心＂１。
▲图１风力发电机轮毂
Ａ—Ａ
８ １Ｃ
９ Ｃ０
１．同转工作台 ４．中心柱机构 ９．拖链托架 １２．边枉机构
２．夹具底座 ３．１１Ｊ涨式ｉ爪巾心定位机构 ５．丰压板 ６．Ｕ形卜盘 ７．丰压板压头８．拖链 １０．回转ｌ：作台，１ｉ紧机构 １１．管几灾紧机构 １３．管ｕ楔彤凋整块机构 １４．回转Ｉ：作台定位机构
１．１设计原理
收稿日期：２００８年１２月
任何零件都由一系列应用特征组合而成。在特定 的生产环境和设计条件下，只有其中某几个特征能决 定最终生成零件的工艺流程，这些特征町以是尺寸、公 差，也可以是结构说明和功能要求…。在基于特征的三 维ＣＡＤ中，零件可概括地表示为一系列特征和属性的 有规则的有机组合。在特定的设计条件下，一个新的产 品只是在旧的产品基础上对某些特征和属性（可以是 尺寸、公差，结构等）进行修改、添加和删除而成。在三 维ＣＡＤ中零件的特征和属性可以抽象地由一组参数 来表示，在不同的设计条件下修改这些参数达到设计 出不同零件的目的。继而在－Ｖ艺设计中，我们也町以把