一種用於精鍛葉片榫根加工的夾具的製作方法
2023-06-15 03:58:46 3
一種用於精鍛葉片榫根加工的夾具的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於精鍛葉片榫根加工的夾具，包括基板、夾具體、底座三部分，夾具通過基板和精鍛葉片葉身聯合定位，在榫根非加工部位夾緊，並將不規則的曲面定位轉換為規則的平面定位。夾具採用夾具體與底座可拆卸式定位連接方法，在銑削完葉片榫根一面後，將葉片榫根連同夾具體直接翻轉180°固定在底座上，可較好地保證葉片榫根定位和加工時的基準的一致性，使一次數控編程完成榫根雙面加工；提高了加工精度、減少基準不重合誤差，以及由於拆卸、裝夾所耗費的人力和時間。夾具結構簡單，對葉片裝夾與定位操作方便，在定位時不會對葉身表面造成損傷、變形。該夾具還可用於其它類型的精鍛葉片榫根加工中，如汽輪機精鍛葉片。
【專利說明】—種用於精鍛葉片榫根加工的夾具
【技術領域】
[0001]本發明屬於航空發動機葉片加工【技術領域】，具體地說，涉及一種用於精鍛葉片榫根加工的夾具。
【背景技術】
[0002]葉片作為航空發動機的關鍵零件之一，在發動機上佔有重要地位，對航空發動機的性能有著至關重要的影響，是航空發動機的「心臟」。葉片又是航空發動機中使用最多的一類零件，一臺航空發動機有數千件葉片，其中鍛造葉片佔80%以上；葉片鍛件的生產量在鍛造行業中是非常可觀的。
[0003]新一代航空發動機葉片多採用精密鍛造的方式，其中葉片型面由模鍛保證，成型精度高，不再需要進行機械加工。而精鍛葉片的榫根和進排氣邊，限於鍛造技術問題，其中，由於葉片進排氣邊緣曲率變化大，加工餘量分布不均勻且對氣動外形極具敏感，模鍛僅僅是粗成型，留有機械加工餘量，還需要根據已成型的葉身型面進一步加工。在榫根加工中，不僅要保證定位的準確性和夾持的穩定性，還需要控制裝夾以及榫根加工中引起的葉片葉身型面的變形。航空發動機葉片屬於薄壁件，受力時容易發生變形，而且葉身型面屬於空間自由曲面，這都給加工榫根的工裝夾具的夾持和定位帶來了困難。
[0004]在實際生產中，葉片榫根傳統的加工方式是採用低溫合金包容箱夾具的方式。這種方式定位精確，受力均勻，夾持穩定；但所用的低溫合金有毒性，且夾具製作周期長，加工效率低，生產成本高，嚴重製約了葉片進行大批量、高效的生產。發明專利201210102689.X中公開了一種樹脂壓緊曲面數控加工精鍛葉片榫根的夾具。該夾具採用葉身定位和夾緊，加工榫根時易使葉身變形；且在定位時採用兩個金屬條，一方面造成過定位，另一方面需要預加工符合形狀的金屬條。在發明專利200810232442.3中公開了一種渦輪空心葉片榫根加工定位夾緊方法和夾具。該方法和夾具在定位點選擇時，採用基於微分幾何的夾具精度理論、定位點型封閉準則，選取葉身上的六個定位點，但存在兩方面的問題:其一，六點定位方法對於葉身型面這樣的自由曲面而言，存在過定位；其二，對於榫根加工面需要兩次裝夾，兩次葉身型面六點定位，重複定位一致性較差。
【發明內容】
[0005]為了避免現有技術存在的不足，克服葉片榫根加工時存在過定位和加工面需要兩次裝夾，重複定位一致性較差的問題；本發明提出一種用於精鍛葉片榫根加工的夾具，該夾具通過基板上表面和精鍛葉片葉身聯合定位，在榫根非加工部位處夾緊，並將不規則的曲面定位轉換為規則的平面定位，使一次數控編程完成榫根雙面加工。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:包括基板、夾具體、底座、壓板、預緊塊、緊固壓板、第一彎管定位銷、第一球頭壓緊塊、第二球頭壓緊塊、精鍛葉片、第三球頭壓緊塊、第四球頭壓緊塊、第二彎管定位銷、第五球頭壓緊塊、第一球頭定位銷、第二球頭定位銷、第三球頭定位銷、第一連接片、第二連接片、第三連接片，底座固定安裝在工具機工作檯上；夾具體位於底座的矩形凹槽內，凹槽兩端敞開，夾具體側面與底座凹槽內側面過盈配合；基板位於夾具體上面，基板與夾具體通過螺栓和三個連接片固連，第一連接片與第二連接片分別位於基板兩側與夾具體兩側框凸臺上，第三連接片位於基板一端與夾具體一端框凸臺上；壓板位於基板的上面，兩端通過螺栓與底座固連，實現整個夾具體壓緊與固定;
[0007]五個球頭定位銷分別固定在基板的另一面，第三球頭定位銷位於基板中軸線上，第一球頭定位銷與第二球頭定位銷分別與第三球頭定位銷等距離固定在基板中軸線兩側，第一彎管定位銷與第二彎管定位銷固定在基板一端；
[0008]五個球頭壓緊塊通過螺紋固連在夾具體上，第一球頭壓緊塊與第五球頭壓緊塊分別位於夾具體兩側邊框上，在同一垂直面高低錯位安裝，第二球頭壓緊塊與第四球頭壓緊塊分別位於夾具體兩側邊框上，靠近夾具體一端部邊框，第二球頭壓緊塊與第四球頭壓緊塊在同一垂直面高低錯位安裝，第三球頭壓緊塊安裝在夾具體一端部邊框，預緊塊與緊固壓板一端固連，緊固壓板另一端固定在夾具體一側邊框上；
[0009]所述夾具體與底座為可拆卸式定位連接，在銑削完精鍛葉片榫根一面後，
[0010]將夾具體連同精鍛葉片的整體組件直接翻轉180°固定在底座上，由夾具體在底座定位，使一次數控編程完成榫根的兩面加工。
[0011]基板、夾具體、底座的中軸線在同一垂直面上。
[0012]有益效果
[0013]本發明提出的一種用於精鍛葉片榫根加工的夾具，該夾具通過基板上表面和精鍛葉片葉身聯合定位，在榫根非加工部位處夾緊，並將不規則的曲面定位轉換為規則的平面定位，使一次數控編程完成榫根的兩面加工。同時，在對葉片進行裝夾之前需要對榫根工藝臺進行銑削加工，銑出工藝小平面保證裝夾時的穩定與可靠。
[0014]本發明夾具採用夾具體與底座可拆卸式定位連接方法，在銑削完葉片榫根一面後，將葉片榫根連同夾具體直接翻轉180°安裝在底座上，其可較好地保證精鍛葉片榫根定位和加工時的基準的一致性，提高了加工精度，減少基準不重合誤差，以及由於拆卸、裝夾所耗費的時間、人力和物力的費用。由於葉片定位和裝夾後保證了榫根型面與葉身型面的位置和形狀的統一性，並能使榫根的兩加工面共用一個數控加工程序。夾具結構簡單，對葉片裝夾與定位操作方便，在定位時不會對葉身表面造成損傷、變形。
[0015]本發明提出的精鍛葉片榫根加工夾具，不僅可應用於航空發動機的精鍛葉片榫根的加工，還可用於其它類型的精鍛葉片榫根加工中，例如汽輪機精鍛葉片。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施方式對本發明一種用於精鍛葉片榫根加工的夾具作進一步的詳細說明。
[0017]圖1為本發明用於精鍛葉片榫根加工的夾具示意圖。
[0018]圖2為本發明夾具翻轉後的示意圖。
[0019]圖3為精鍛葉片定位和夾緊部位示意圖。
[0020]圖4為精鍛葉片定位轉換後的示意圖。
[0021]圖5為本發明的夾具體示意圖。[0022]圖6為本發明的底座結構示意圖。
[0023]圖中:
[0024]1.基板2.夾具體3.底座4.百分表5.六角螺母6.壓板7.預緊塊8.緊固壓板9.第一彎管定位銷10.第一球頭壓緊塊11.第二球頭壓緊塊12.精鍛葉片13.第三球頭壓緊塊14.第四球頭壓緊塊15.第二彎管定位銷16.第五球頭壓緊塊17.第一球頭定位銷18.第二球頭定位銷19.第三球頭定位銷20.第一連接片21.第二連接片22.第三連接片
【具體實施方式】
[0025]本實施例是一種用於精鍛葉片榫根加工的夾具。
[0026]參閱圖1?圖6，本實施例用於精鍛葉片榫根加工的夾具，由基板1、夾具體2、底座
3、六角螺母5、壓板6、預緊塊7、緊固壓板8、第一彎管定位銷9、第一球頭壓緊塊10、第二球頭壓緊塊11、第三球頭壓緊塊13、第四球頭壓緊塊14、第二彎管定位銷15、第五球頭壓緊塊16、第一球頭定位銷17、第二球頭定位銷18、第三球頭定位銷19、第一連接片20、第二連接片21、第三連接片22和精鍛葉片12、百分表4組成；在對精鍛葉片進行裝夾之前需要對榫根工藝臺進行銑削，銑削出工藝小平面保證裝夾時的可靠性。夾具的底座3通過螺栓固定安裝在工具機工作檯上；夾具體2固定在底座3上面矩形凹槽內，凹槽兩端敞開，夾具體2與底座3接觸是兩平面的規則定位，夾具體2側面與底座3凹槽內側面過盈配合。基板I安裝在夾具體2的上面，基板I與夾具體2通過螺栓和三個連接片固定連接，第一連接片20與第二連接片21分別通過螺栓安裝在基板I兩側與夾具體2兩側框凸臺上，第三連接片22固定在基板I 一端與夾具體2 —端框凸臺上；壓板6安裝在基板I的上面，壓板6兩端與底座3兩側框通過螺栓和六角螺母5配合固定連接，實現整個夾具體2壓緊與固定。基板I上面分別固定有五個球頭定位銷，其中，第三球頭定位銷19位於基板I中軸線上，實現對精鍛葉片葉尖的定位第一球頭定位銷17與第二球頭定位銷18分別與第三球頭定位銷19等距離固定在中軸線的兩側，實現對精鍛葉片葉身的定位；第一彎管定位銷9與第二彎管定位銷15固定在基板I上一端，實現對精鍛葉片安裝板的定位。
[0027]五個球頭壓緊塊通過螺紋固定在夾具體2上，第一球頭壓緊塊10與第五球頭壓緊塊16分別安裝在夾具體2兩側邊框上，第一球頭壓緊塊10與第五球頭壓緊塊16在同一垂直面高低錯位安裝；第二球頭壓緊塊11與第四球頭壓緊塊14分別位於夾具體2兩側邊框上，且靠近夾具體2 —端部邊框，第二球頭壓緊塊11與第四球頭壓緊塊14在同一垂直面高低錯位安裝；第三球頭壓緊塊13固定安裝在夾具體2 —端部邊框，預緊塊7通過緊固壓板8固連在夾具體上，預緊塊7與緊固壓板8 一端固連，緊固壓板8另一端通過螺栓安裝在夾具體2 —側邊框上，以保證裝夾時精鍛葉片12在夾具體2中的相對位置不發生變化。百分表4固定在可拆卸的緊固小壓板一端，緊固小壓板另一端通過螺栓安裝在夾具體2 —側邊框上，通過百分表4測量精鍛葉片12夾緊前後變化情況，判斷精鍛葉片12的定位有無錯動；若躥動量超出偏差閥值，需要重新對精鍛葉片12放置和夾持，以保證其定位精度，當精鍛葉片12位置固定好後拆除百分表4。
[0028]在精鍛葉片12榫根的一面銑削加工完成後，鬆開連接螺栓上的六角螺母5，拆卸壓板6，將精鍛葉片12與夾具體2整體翻轉180°固定安裝在底座3上，裝加壓板6通過螺栓和六角螺母5配合壓緊固定，實現對精鍛葉片12的定位，保證精鍛葉片榫根定位和加工時的基準的一致性。由於精鍛葉片12定位和裝夾後保證了榫根型面與葉身型面的位置和形狀的統一性，使榫根的兩加工面共用一個數控加工程序。
[0029]本發明用於精鍛葉片榫根加工的夾具，不僅可應用於航空發動機的精鍛葉片榫根銑削加工，還可用於其它類型的精鍛葉片榫根加工中，如汽輪機精鍛葉片。
【權利要求】
1.一種用於精鍛葉片榫根加工的夾具，其特徵在於:包括基板、夾具體、底座、壓板、預緊塊、緊固壓板、第一彎管定位銷、第一球頭壓緊塊、第二球頭壓緊塊、精鍛葉片、第三球頭壓緊塊、第四球頭壓緊塊、第二彎管定位銷、第五球頭壓緊塊、第一球頭定位銷、第二球頭定位銷、第三球頭定位銷、第一連接片、第二連接片、第三連接片，底座固定安裝在工具機工作檯上；夾具體位於底座的矩形凹槽內，凹槽兩端敞開，夾具體側面與底座凹槽內側面過盈配合；基板位於夾具體上面，基板與夾具體通過螺栓和三個連接片固連，第一連接片與第二連接片分別位於基板兩側與夾具體兩側框凸臺上，第三連接片位於基板一端與夾具體一端框凸臺上；壓板位於基板的上面，兩端通過螺栓與底座固連，實現整個夾具體壓緊與固定; 五個球頭定位銷分別固定在基板的另一面，第三球頭定位銷位於基板中軸線上，第一球頭定位銷與第二球頭定位銷分別與第三球頭定位銷等距離固定在基板中軸線兩側，第一彎管定位銷與第二彎管定位銷固定在基板一端； 五個球頭壓緊塊通過螺紋固連在夾具體上，第一球頭壓緊塊與第五球頭壓緊塊分別位於夾具體兩側邊框上，在同一垂直面高低錯位安裝，第二球頭壓緊塊與第四球頭壓緊塊分別位於夾具體兩側邊框上，靠近夾具體一端部邊框，第二球頭壓緊塊與第四球頭壓緊塊在同一垂直面高低錯位安裝，第三球頭壓緊塊安裝在夾具體一端部邊框，預緊塊與緊固壓板一端固連，緊固壓板另一端固定在夾具體一側邊框上； 所述夾具體與底座為可拆卸式定位連接，在銑削完精鍛葉片榫根一面後，將夾具體連同精鍛葉片的整體組件直接翻轉180°固定在底座上，由夾具體在底座定位，使一次數控編程完成榫根的兩面加工。
2.根據權利要求1所述的用於精鍛葉片榫根加工的夾具，其特徵在於:基板、夾具體、底座的中軸線在同一垂直面上。
【文檔編號】B23Q3/06GK103921146SQ201410136834
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】藺小軍, 張新鴿, 史耀耀, 王志偉, 高源
申請人:西北工業大學