CN102632410A - 一种树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具 - Google Patents

Abstract

本发明树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具，夹具箱盖和夹具箱体通过偏心销轴连接，夹具箱体和夹具箱盖其与叶背叶盆接触的部分以及与榫根接触的部分均为树脂材料，使叶片在加工过程中能承受由于刀具切削力产生的冲击和振动，使叶片的加工稳定且不易产生变形，提高定位精度。夹具不但可以提高航空发动机叶片的加工效率，而且可提高加工精度，解决精锻叶片榫根加工时的装夹问题。夹具结构简单，安装方便，定位精度高，可多次装拆而不影响定位精度。本发明不仅用于航空发动机叶片榫根的加工，而且还可用于燃气涡轮机的工作叶片、导向叶片等薄壁类叶片榫根加工。

Description

一种树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具

技术领域

本发明涉及一种曲面定位加工精锻叶片榫根的夹具，具体地说，涉及一种树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具。属于航空发动机叶片加工技术领域。

背景技术

航空发动机叶片是典型的高自由度复杂曲面，薄壁型结构的叶片具有弯、扭、掠形的特点，型面精度要求高、气动性能好；叶片高精度的特点使得其加工效率较低，而且对叶片加工前的工装夹具亦提出了相当高的要求。为了提高加工效率，对于一些相对较小的叶片可采用精密锻造的高效方法来加工。现有的精锻技术能满足叶片叶身的要求精度，叶身曲面不需要再进行数控加工，但是叶片榫根仅是粗成型，需进一步的数控加工。而对于精锻叶片榫根的加工，只能是通过已成型的叶片自由曲面来定位，不仅要保证定位的准确性和稳定性，而且必须控制由装夹引起的叶片自由曲面的夹紧变形。

现有技术中的叶片加工夹具类型有很多，通常使用的有通用夹具、可调整夹具、组合夹具；一般适用于传统的叶片数控加工即先对叶片榫根进行加工，再通过叶片榫根的定位来对叶身加工，而对于数控加工精锻叶片榫根的工艺要求，还没有能保证较好定位和较小夹紧变形的专用夹具。

中国专利201020020523.x中公开了一种叶片数控加工精密定位夹具，定位夹具采用两端预拉紧的固定夹紧结构，其叶尖端工艺台与定位芯轴相连，通过偏心销轴的设置，并利用偏心销轴的自锁来实现夹紧，防止叶片加工过程中变形过大的问题。但该夹具在使用过程中偏心销轴产生的预紧力无法精确控制，对于不同尺寸的叶片无法达到最优化定位夹紧，尤其在加工大型薄壁叶片时，其振动比较明显，会影响大型叶片的加工质量。

在专利201020608097.1中描述了一种薄壁叶片数控加工精密定位夹具，该定位夹具采用榫根端液压夹紧结构和叶尖工作台和定位心轴铸造联接的固定结构，叶尖工艺台与定位芯轴相连，通过液压装置，利用压力销轴来实现叶片的夹紧，可以减小加工中叶片的加工变形，但该夹具通过榫根进行定位，并没有解决对榫根的加工问题。

发明内容

为避免现有技术存在的不足，克服其精锻叶片的榫根在加工中通过叶身曲面定位引起的定位误差大、稳定性不足、夹紧变形大的问题，本发明提出一种树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具。目的是使叶片在加工过程中能承受由于刀具切削力产生的冲击和振动，使叶片的加工稳定且不易产生变形，提高定位精度；夹具不仅可提高航空发动机叶片的加工效率，而且可提高加工精度，解决精锻叶片榫根加工时的装夹问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括旋转工作台、夹具箱盖、箱盖顶板、定位销三、偏心销轴、夹具箱体、上螺栓、调节块、定位螺杆、紧固销钉一、叶身定位销一、下螺栓、叶身定位销二、金属带一、金属带二、金属带三、金属带四、箱体顶板、定位销二、定位销一、紧固销钉二，

所述旋转工作台为其它各部件提供支撑；

固定在旋转工作台上的夹具箱体与夹具箱盖通过偏心销轴相连接，夹具箱盖与夹具箱体扣合后通过上螺栓和下螺栓固定锁紧；夹具箱盖内壁和夹具箱体内壁、箱盖顶板和箱体顶板相对的一侧有树脂涂层，夹具箱盖内壁和夹具箱体内壁的树脂涂层上固定有两两相对的金属带一、金属带二、金属带三、金属带四。

所述夹具箱体内侧下部设置有叶身定位销一和叶身定位销二，内侧上部设置有调节块，夹具箱体两侧安装有上螺栓和下螺栓，夹具箱体前端固定有箱体顶板，箱体顶板上设置有定位销一和可调节的定位销二，定位销二通过紧固销钉一调节；

所述夹具箱盖两侧设置有台阶凹槽与上螺栓和下螺栓配合连接，夹具箱盖的前端固定有箱盖顶板，箱盖顶板上有可调节的定位销三，定位销三通过紧固销钉二调节。

所述调节块为倒凹字型，凹槽顶部中心有螺孔，通过定位螺杆安装在夹具箱体上，与叶身定位销一和叶身定位销二实现叶片的过定位。

所述夹具箱体内树脂涂层上的金属带三和金属带四分别竖直方向固定在叶身定位销一和叶身定位销二的上部。

本发明树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具，使用树脂材料作为夹具箱盖内壁和夹具箱体内壁的涂层能与叶身很好的吻合，起到辅助夹紧的作用；四条金属带分别竖直内嵌在树脂材料涂层上，且在夹具箱盖树脂涂层和夹具箱体树脂涂层上对称分布，同时实现定位和夹紧的作用。通过调节偏心销轴和上螺栓、下螺栓，使得夹具箱盖与夹具箱体能很好的配合，保证夹具箱盖树脂材料层上金属带的准确定位，并实现定位和夹紧的作用。

有益效果

本发明树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具，夹具箱盖和夹具箱体通过偏心销轴连接，且可利用偏心销轴的自锁来实现夹紧。夹具箱体和夹具箱盖其与叶背叶盆接触的部分以及与榫根接触的部分均为树脂材料，使叶片在加工过程中能承受由于刀具切削力产生的冲击和振动；箱体顶板上固定有定位销实现叶片定位，可调节的定位销实现叶片的过定位，亦起到夹紧的作用，同时可在榫根加工时起到辅助支撑的作用，使叶片的加工稳定且不易产生变形，提高定位精度。夹具不但可以提高航空发动机叶片的加工效率，而且可提高加工精度，解决精锻叶片榫根加工时的装夹问题。夹具结构简单，安装方便，定位精度高，可多次装拆而不影响定位精度。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具作进一步详细描述。

图1为本发明树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具示意图。

图2为定位螺杆安装部位示意图。

图3为夹具箱体内嵌金属带部位示意图。

图4为本发明的顶板示意图。

图中：

1.旋转工作台  2.夹具箱盖  3.箱盖顶板  4.定位销三  5.偏心销轴6.夹具箱体  7.上螺栓  8.调节块  9.定位螺杆  10.紧固销钉一  11.叶片12.叶片榫根  13.叶身定位销一  14.下螺栓  15.叶身定位销二  16.金属带一17.金属带二  18.金属带三  19.金属带四  20.箱体顶板  21.定位销二22.定位销一  23.紧固销钉二

具体实施方式

本实施例是一种树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具。

参阅图1、图2、图3、图4，本发明树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具，包括旋转工作台1、夹具箱盖2、箱盖顶板3、定位销三4、偏心销轴5、夹具箱体6、上螺栓7、调节块8、定位螺杆9、紧固销钉一10、叶片11、叶片榫根12、叶身定位销一13、下螺栓14、叶身定位销二15、金属带一16、金属带二17、金属带三18、金属带四19、箱体顶板20、定位销二21、定位销一22、紧固销钉二23；

旋转工作台1通过螺栓固定安装在机床工作台上；固定在旋转工作台1上的夹具箱体6与夹具箱盖2通过偏心销轴5相连接，夹具箱盖2与夹具箱体6盖合后通过上螺栓7和下螺栓14固定锁紧；上螺栓7和下螺栓14对夹具箱盖2与夹具箱体6可靠锁紧，即夹紧叶片，同时还可通过旋紧上、下螺栓来调节夹具箱盖2与夹具箱体6的锁紧程度，即对叶片11的夹紧程度可调。偏心销轴为圆柱偏心轴，可配合上螺栓7和下螺栓14来调节叶片11的夹紧程度。夹具箱盖2内壁和夹具箱体6内壁、箱盖顶板3和箱体顶板20相对的一侧设置有树脂涂层，夹具箱盖2内壁和夹具箱体6内壁的树脂涂层上固定有两两相对的金属带一16和金属带二18、金属带三17和金属带四19，亦可实现定位和夹紧的作用。通过调节偏心销轴和上螺栓、下螺栓，使的夹具箱盖与夹具箱体能很好的配合，保证夹具箱盖树脂材料层上金属带的准确定位。实现定位和夹紧的作用。

夹具箱体6内侧下部设置有叶身定位销一13和叶身定位销二15，夹具箱体6内侧上部设置有调节块8，夹具箱体6两侧安装有上螺栓7和下螺栓14；夹具箱体6前端固定有箱体顶板20，箱体顶板20上设置有定位销一22和可调节的定位销二21；夹具箱盖两侧设置有台阶凹槽与上螺栓7和下螺栓14配合连接，夹具箱盖2的前端固定有箱盖顶板3，箱盖顶板3上有可调节的定位销三4，定位销通过紧固销钉调节。

参见图4，夹具箱体6前端的箱体顶板20上的定位销22实现叶片11定位，可调节定位销4、定位销21实现叶片11的过定位，起到夹紧的作用，同时可在叶片榫根12加工时起到辅助支撑的作用。分别通过紧固销钉一10、紧固销钉二23实现对可调节定位销4、定位销21的调节。

图2展示的是本发明的夹具箱体上的定位螺杆的安装部位，通过定位螺杆9调节调节块8；调节块8呈倒凹字型，凹槽顶部中心有螺孔，通过定位螺杆9固定安装在夹具箱体6上，与叶身定位销一13和叶身定位销二15实现叶片的过定位。

如图3所示，夹具箱体6内树脂涂层上的金属带三18和金属带四19分别竖直方向固定在叶身定位销一13和叶身定位销二15的上部。

本发明树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具，在使用时，旋转工作台1安装在机床工作台上，叶片11置放在夹具箱体6内通过叶身定位销一13、叶身定位销二15完成叶片11的定位，通过定位螺杆9调节调节块8实现叶片11的过定位，起到夹紧的作用；扣合夹具箱盖2，通过上螺栓7、下螺栓14对夹具箱盖2和夹具箱体6紧固锁紧，即夹紧叶片，此时，可配合调节偏心销轴5来调节对叶片11的夹紧程度。夹具箱体6的箱体顶板20上固定的定位销一22实现叶片11定位，通过调节紧固销钉一10、紧固销钉二23实现叶片11的过定位，起到夹紧的作用，同时在叶片榫根12的加工中起到辅助支撑的作用；完成以上工作即可对叶片榫根12进行加工。

本发明树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具，使用树脂材料作为夹具箱盖2内壁和夹具箱体6内壁的涂层能与叶身很好的相合，其与叶背叶盆接触的部分以及与叶片榫根接触的部分均为树脂材料涂层，为叶片11提供了一个柔性支撑，且树脂材料可允许有一定的叶型误差，可减小加工中叶片11在切削力的作用下产生的加工变形，使叶片11在加工过程中能承受由于刀具切削力产生的冲击和振动，使叶片11的加工变得稳定。夹具箱盖2和夹具箱体6的连接采用偏心销轴5，亦可利用偏心销轴5的自锁来实现夹紧。

在加工过程中，夹具箱体6的调节块8、箱盖顶板3上的可调节定位销4以及箱体顶板20上的可调节定位销21，通过对叶片11的过定位，提高定位精度，减小阻尼振动。

本发明不仅用于航空发动机叶片榫根的加工，而且还可用于燃气涡轮机的工作叶片、导向叶片等薄壁类叶片榫根加工。

Claims (3)

1.一种树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具，其特征在于：包括旋转工作台、夹具箱盖、箱盖顶板、定位销三、偏心销轴、夹具箱体、上螺栓、调节块、定位螺杆、紧固销钉一、叶身定位销一、下螺栓、叶身定位销二、金属带一、金属带二、金属带三、金属带四、箱体顶板、定位销二、定位销一、紧固销钉二，

所述旋转工作台为其它各部件提供支撑；

固定在旋转工作台上的夹具箱体与夹具箱盖通过偏心销轴相连接，夹具箱盖与夹具箱体扣合后通过上螺栓和下螺栓固定锁紧；夹具箱盖内壁和夹具箱体内壁、箱盖顶板和箱体顶板相对的一侧有树脂涂层，夹具箱盖内壁和夹具箱体内壁的树脂涂层上固定有两两相对的金属带一、金属带二、金属带三、金属带四；

所述夹具箱体内侧下部设置有叶身定位销一和叶身定位销二，内侧上部设有调节块，夹具箱体两侧安装有上螺栓和下螺栓，夹具箱体前端固定有箱体顶板，箱体顶板上设置有定位销一和可调节的定位销二，定位销二通过紧固销钉一调节；

所述夹具箱盖两侧设置有台阶凹槽与上螺栓和下螺栓配合连接，夹具箱盖的前端固定有箱盖顶板，箱盖顶板上有可调节的定位销三，定位销三通过紧固销钉二调节。

2.根据权利要求1所述的树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具，其特征在于：所述调节块为倒凹字型，凹槽顶部中心有螺孔，通过定位螺杆安装在夹具箱体上，与叶身定位销一和叶身定位销二实现叶片的过定位。

3.根据权利要求1所述的树脂压紧曲面数控加工精锻叶片榫根夹具，其特征在于：所述夹具箱体内树脂涂层上的金属带三和金属带四分别竖直方向固定在叶身定位销一和叶身定位销二的上部。

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