本發明涉及一種加工設備及其加工方法，尤其涉及一種貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工設備及其加工方法。

背景技術：

由于貫流式水輪機導水機構導葉軸線與機組軸線存在一定夾角，導葉型線呈空間曲面，導葉兩端與導葉內環和外環采用球面配合，因此為確保導水機構導葉轉動靈活，導水機構內環和外環的導葉安裝孔的同軸度要求較高。以前通常采用在普通鏜床上將導水機構的內環和外環加墊塊墊成需要角度再進行加工，此加工方法由于把內環和外環的導葉安裝孔分開單獨加工，無法保證內環和外環的導葉安裝孔的同軸度，加工精度差，而且僅限于加工小尺寸的水輪機，不能對大型的水輪機內環和外環的導葉安裝孔進行加工。

為此，現有公開號為cn201091930y的中國實用新型公開了《斜鏜專用機床》，雖然該實用新型實現了內環和外環的同軸加工，但該實用新型的傾斜的是刀架，刀架上安裝有電路設備，刀架處于傾斜狀態，具有一定安全隱患，同時，同時，傾斜的刀架是固定不同的，當貫流式水輪機導水機構導葉軸線與機組軸線之間的夾角不同時，原有的斜鏜專用機床就不能適應要求，造成該實用新型不能適應不同規格導水機構內環和外環的加工要求，需要更換刀架較為麻煩。

技術實現要素：

本發明要解決的第一個技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工設備，改變傳統同軸加工模式，保持刀架不動，減少安全隱患，使其能夠適用不同導水機構規格要求。

本發明解決第一個技術問題所采用的技術方案為：一種貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工設備，包括底座，其特征在于：所述底座上設置有一滑動缸，所述底座上設置有滑槽，該滑槽內設置有一數控分度盤，該數控分度盤與所述滑動缸的輸出端連接，所述數控分度盤的頂部設置有一連接板和傾斜缸，該連接板的一端鉸接于數控分度盤上，所述傾斜缸豎立布置，所述連接板的另一端與所述傾斜缸的輸出端連接，所述連接板的頂面上設置有一頂起缸，該頂起缸的輸出端設置有用于安裝水輪機導水機構內環和外環的安裝盤，所述底座的外側豎立有一立柱，該立柱上滑動設置有一數控刀架，該數控刀架橫向布置，所述數控刀架包括一水平狀態的鉆孔刀和推動該鉆孔刀橫向水平移動的進給裝置，所述數控刀架、滑動缸、數控分度盤、傾斜缸和頂起缸與一控制器電連接。

作為改進，所述安裝盤上并列布置有多條滑道，該滑道內設置有多個鎖緊塊，每個鎖緊塊上豎立有一螺栓柱，所述內環和外環端面置于鎖緊塊上，所述內環和外環端面上的螺栓孔穿入所述螺栓柱內，所述內環和外環通過螺母進行壓緊固定于鎖緊塊上。利用鎖緊塊安裝固定內環和外環，便于內環和外環的安裝和拆卸。

再改進，所述數控分度盤上設置有一鉸接塊，該鉸接塊的高度與所述傾斜缸的缸體長度一致，所述連接板的一端鉸接于該鉸接塊上。通過設置鉸接塊，在傾斜缸縮回后保證安裝盤上表面的平整，便于內環和外環的拆裝。

再改進，所述安裝盤上滑動布置有多個延長架，每個延長架貫穿整個安裝盤且長度大于安裝盤的直徑，每個延長架通過螺栓固定于安裝盤上，所述延長架上開設有與所述安裝盤上相同的滑道，在延長架的滑道上設置有所述的鎖緊塊。當加工較大尺寸的內環和外環時，原有的安裝盤直徑不能滿足加工要求，這時，滑動缸動作，使得安裝盤遠離數控刀架，同時再在安裝盤上固定安裝多個延長架，較大尺寸的內環和外環即可安裝于延長架之上，從而形成了一個較大尺寸新的安裝盤。

與現有技術相比，本發明解決第一技術問題的優點在于：本發明采用數控加工方法，將數控刀架安裝于立柱之上，在同軸加工過程中，數控刀架始終保持橫向水平狀態，不會發生傾斜，本發明的顯著特點是在同軸加工過程中將內環和外環保持傾斜，用于安裝內環和外環的安裝盤可以根據需要進行傾斜角度的調節，同時，可以發生旋轉，保證一次性完成多個導葉安裝孔同軸加工，具體地，本發明利用滑動缸來調整安裝盤和數控刀架之間的距離，當需要加工較大尺寸的導水機構內環和外環時，可以為內環和外環的安裝提供較大空間，保證安裝盤不會撞擊數控刀架，本發明利用數控分度盤實現安裝盤的周向轉動，便于實現內環和外環上的多個導葉安裝孔同軸加工一次性完成，同時，便于安裝盤周向轉動微調使得鉆孔刀能夠對準導葉安裝孔，同時本發明利用傾斜缸將安裝盤一側頂起，使得安裝盤發生傾斜，控制傾斜角度，保證貫流式水輪機導水機構導葉軸線與機組軸線之間的夾角要求，另外，本發明利用頂起缸對安裝盤的高度進行調節，從而實現了安裝盤空間上的多自由度的變化，適用不同導水機構規格要求，實現了貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工的自動化。

本發明要解決的第二個技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種利用上述貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工設備的同軸加工方法，該方法改變傳統同軸加工模式，保持刀架不動，減少安全隱患，使其能夠適用不同導水機構規格要求。

本發明解決第二個技術問題所采用的技術方案為：一種利用所述的貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工設備的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、在控制器的作用下，滑動缸復位，安裝盤遠離數控刀架，頂起缸和傾斜缸復位，安裝盤恢復水平狀態；

(2)、移動鎖緊塊，將導水機構的內環置于安裝盤上，內環的螺栓孔置入鎖緊塊的螺栓柱內，利用螺母將內環鎖緊，之后，將導水機構的外環吊入安裝盤上，移動鎖緊塊，將鎖緊塊上的螺栓柱插入外環的螺栓孔內，利用螺母將外環鎖緊；

(3)、在控制器的控制下，滑動缸推動數控分度盤靠近數控刀架，滑動缸停止運動，數控分度盤機械固定于底座之上；

(4)、在控制器的控制下，頂起缸和傾斜缸動作，頂起缸調節導水機構內環和外環的高度，傾斜缸對內環和外環的傾斜角度進行調節，同時，數控刀架在立柱上滑動實現三者的聯動，使得數控刀架的鉆孔刀與需要加工的內環和外環的導葉安裝孔在同一水平面上；

(5)、數控刀架的鉆孔刀在進給裝置的作用下伸出，鉆孔刀旋轉，實現對內環和外環的導葉安裝孔一次性加工；

(6)、步驟(5)完成后，鉆孔刀在進給裝置的作用下縮回，數控分度盤轉動一定角度，重新進入步驟(5)，直至對內環和外環周向的導葉安裝孔全部加工完成，進入步驟(7)；

(7)、鉆孔刀在進給裝置的作用下縮回，鉆孔刀停止旋轉，滑動缸、頂起缸和傾斜缸復位，卸下導水機構內環和外環。

進一步地，當需要較大尺寸的內外環同軸加工時，所述步驟(2)還包括以下步驟：將延長架固定安裝于安裝盤上，所述水輪機導水機構的內環和外環固定安裝于所述延長架上。

與現有技術相比，本發明解決第二技術問題的優點在于：本發明采用數控加工方法，將數控刀架安裝于立柱之上，在同軸加工過程中，數控刀架始終保持橫向水平狀態，不會發生傾斜，本發明的顯著特點是在同軸加工過程中將內環和外環保持傾斜，用于安裝內環和外環的安裝盤可以根據需要進行傾斜角度的調節，同時，可以發生旋轉，保證一次性完成多個導葉安裝孔同軸加工，具體地，本發明利用滑動缸來調整安裝盤和數控刀架之間的距離，當需要加工較大尺寸的導水機構內環和外環時，可以為內環和外環的安裝提供較大空間，保證安裝盤不會撞擊數控刀架，本發明利用數控分度盤實現安裝盤的周向轉動，便于實現內環和外環上的多個導葉安裝孔同軸加工一次性完成，同時，便于安裝盤周向轉動微調使得鉆孔刀能夠對準導葉安裝孔，同時本發明利用傾斜缸將安裝盤一側頂起，使得安裝盤發生傾斜，控制傾斜角度，保證貫流式水輪機導水機構導葉軸線與機組軸線之間的夾角要求，另外，本發明利用頂起缸對安裝盤的高度進行調節，從而實現了安裝盤空間上的多自由度的變化，適用不同導水機構規格要求，實現了貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工的自動化。

附圖說明

圖1是本發明實施例中貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工設備的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

如圖1所示，本實施中的貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工設備，包括底座1、滑動缸21、數控分度盤20、傾斜缸3、頂起缸5、連接板51、鉸接塊42、安裝盤60、延長架61、立柱80、數控刀架81和控制器。

其中，底座1上設置有一滑動缸21，所述底座1上設置有滑槽，該滑槽內設置有一數控分度盤20，該數控分度盤20與所述滑動缸21的輸出端連接，所述數控分度盤20的頂部設置有一連接板41和傾斜缸3，該連接板41的一端鉸接于數控分度盤20上，所述傾斜缸3豎立布置，所述連接板41的另一端與所述傾斜缸3的輸出端連接，所述連接板41的頂面上設置有一頂起缸5，該頂起缸5的輸出端設置有用于安裝水輪機導水機構內環72和外環71的安裝盤60，所述底座1的外側豎立有一立柱80，該立柱80上滑動設置有一數控刀架81，該數控刀架81橫向布置，所述數控刀架81包括一水平狀態的鉆孔刀811和推動該鉆孔刀811橫向水平移動的進給裝置，所述數控刀架81、滑動缸21、數控分度盤20、傾斜缸3和頂起缸5與一控制器電連接。進一步地，所述數控分度盤20上設置有一鉸接塊42，該鉸接塊42的高度與所述傾斜缸3的缸體長度一致，所述連接板41的一端鉸接于該鉸接塊42上，通過設置鉸接塊42，在傾斜缸3縮回后保證安裝盤60上表面的平整，便于內環72和外環71的拆裝，

為了便于內環72和外環71的安裝和拆卸，所述安裝盤60上并列布置有多條滑道601，該滑道601內設置有多個鎖緊塊61，每個鎖緊塊61上豎立有一螺栓柱，所述內環72和外環71端面置于鎖緊塊61上，所述內環72和外環71端面上的螺栓孔穿入所述螺栓柱內，所述內環72和外環71通過螺母進行壓緊固定于鎖緊塊61上。

另外，安裝盤60上滑動布置有多個延長架62，每個延長架62貫穿整個安裝盤60且長度大于安裝盤60的直徑，每個延長架62通過螺栓固定于安裝盤60上，所述延長架62上開設有與所述安裝盤60上相同的滑道，在延長架62的滑道上設置有所述的鎖緊塊61。當加工較大尺寸的內環72和外環71時，原有的安裝盤60直徑不能滿足加工要求，這時，滑動缸21動作，使得安裝盤60遠離數控刀架81，同時再在安裝盤60上固定安裝多個延長架62，較大尺寸的內環72和外環71即可安裝于延長架62之上，從而形成了一個較大尺寸新的安裝盤。

此外，本發明還提供了一種利用所述的貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工設備的加工方法，包括以下步驟：

(1)、在控制器的作用下，滑動缸21復位，安裝盤60遠離數控刀架81，頂起缸5和傾斜缸3復位，安裝盤60恢復水平狀態；

(2)、移動鎖緊塊61，將導水機構的內環72置于安裝盤60上，內環72的螺栓孔置入鎖緊塊61的螺栓柱內，利用螺母將內環72鎖緊，之后，將導水機構的外環71吊入安裝盤60上，移動鎖緊塊61，將鎖緊塊61上的螺栓柱插入外環71的螺栓孔內，利用螺母將外環71鎖緊；

(3)、在控制器的控制下，滑動缸21推動數控分度盤20靠近數控刀架81，滑動缸21停止運動，數控分度盤20機械固定于底座1之上；

(4)、在控制器的控制下，頂起缸5和傾斜缸3動作，頂起缸5調節導水機構內環72和外環71的高度，傾斜缸3對內環72和外環71的傾斜角度進行調節，同時，數控刀架81在立柱80上滑動實現三者的聯動，使得數控刀架81的鉆孔刀811與需要加工的內環72和外環71的導葉安裝孔73在同一水平面上；

(5)、數控刀架81的鉆孔刀811在進給裝置的作用下伸出，鉆孔刀811旋轉，實現對內環72和外環71的導葉安裝孔73一次性加工；

(6)、步驟(5)完成后，鉆孔刀811在進給裝置的作用下縮回，數控分度盤20轉動一定角度，重新進入步驟(5)，直至對內環72和外環71周向的導葉安裝孔73全部加工完成，進入步驟(7)；

(7)、鉆孔刀811在進給裝置的作用下縮回，鉆孔刀811停止旋轉，滑動缸21、頂起缸5和傾斜缸3復位，卸下導水機構內環72和外環71。

進一步地，當需要較大尺寸的內外環同軸加工時，所述步驟(2)還包括以下步驟：將延長架62固定安裝于安裝盤60上，所述水輪機導水機構的內環72和外環71固定安裝于所述延長架62上。

綜上，本發明采用數控加工方法，將數控刀架81安裝于立柱80之上，在同軸加工過程中，數控刀架81始終保持橫向水平狀態，不會發生傾斜，本發明的顯著特點是在同軸加工過程中將內環72和外環71保持傾斜，用于安裝內環72和外環71的安裝盤60可以根據需要進行傾斜角度的調節，同時，可以發生旋轉，保證一次性完成多個導葉安裝孔73同軸加工，具體地，本發明利用滑動缸21來調整安裝盤60和數控刀架81之間的距離，當需要加工較大尺寸的導水機構內環72和外環71時，可以為內環72和外環71的安裝提供較大空間，保證安裝盤60不會撞擊數控刀架81，本發明利用數控分度盤20實現安裝盤60的周向轉動，便于實現內環72和外環71上的多個導葉安裝孔73同軸加工一次性完成，同時，便于安裝盤60周向轉動微調使得鉆孔刀811能夠對準導葉安裝孔73，同時本發明利用傾斜缸3將安裝盤60一側頂起，使得安裝盤60發生傾斜，控制傾斜角度，保證貫流式水輪機導水機構導葉軸線與機組軸線之間的夾角要求，另外，本發明利用頂起缸5對安裝盤60的高度進行調節，從而實現了安裝盤60空間上的多自由度的變化，適用不同導水機構規格要求，實現了貫流式水輪機導水機構內外環同軸加工的自動化。