CN102689217A - 一种用于双轴类微变形叶片基准修正的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于双轴类微变形叶片基准修正的装置，它由叶身定位装置、基准自适应锁紧装置组成，两者采用连接螺钉连接，碟形弹簧预压紧；叶身定位装置内按六点定位原理设有一个X向定位块和五个高度可调的定位销钉，配有紧定螺钉，叶身定位装置内Y、Z向均设有弹性压紧装置；基准自适应锁紧装置包含基准锁紧块、柔性球面套、锁紧螺钉。本发明可以调节叶片叶身的相对于装置基准轴线的位置，实现半精加工叶片余量均匀化和精加工叶片的最终变形量均匀化，从而以叶身为基准修正叶片原有的工艺基准，提高叶片的最终加工精度。它在叶片加工专用夹具技术领域里具有较好的实用价值和广阔的应用前景。

Description

一种用于双轴类微变形叶片基准修正的装置

技术领域

本发明涉及一种用于双轴类微变形叶片基准修正的装置，能够以叶身定位修正变形叶片原有的工艺基准。属于叶片加工专用夹具技术领域。

背景技术

现有叶片加工技术中，叶片变形的问题尚未得到有效解决。叶片工艺基准的加工与叶身的加工过程严格分离，而叶身属于复杂曲面薄壁结构，粗加工、半精加工和精加工过程中均会出现变形，叶身相对于工艺基准的误差逐步累计增大，严重影响了叶片最终的精度。

现有的叶片工艺基准修正步骤一般放在叶身精加工完成后，不能完全补偿叶身的变形量。

现有的用于叶片基准加工、修正的装置多采用低熔点合金盒式工装，操作繁琐、有污染且可重复性差。

本发明提出一种基于六点定位原理的专有工装，可以通过调节定位点的位置改变叶片相对于装置轴线基准（即叶片理论轴线基准）位置、姿态，完成叶身的定位。

本发明提出一种用于轴类零件刚性的球面锁紧装置，可以快速实现叶片的无变形装夹。

发明内容

1、目的：本发明的目的是提供一种用于双轴类微变形叶片基准修正的装置，它克服了现有技术的不足，通过基体外圆安装在车床或外圆磨床的三爪卡盘上，修正双轴叶片两端的基准轴。

2、技术方案：本发明一种用于双轴类微变形叶片基准修正的装置，它由叶身定位装置、基准自适应锁紧装置组成，两者采用连接螺钉连接，碟形弹簧预压紧。

所述的叶身定位装置的X向、Y向、Z向设有六个高度可调的定位点，按六点定位原理分布，配有叶身定位基体、X向定位块、Z向定位销钉、Y向定位销钉、定位销钉锁紧螺钉、Z向压块、弹簧1、Z向压板、Z向压紧螺钉、Y向压块、弹簧2和Y向压紧螺钉用于叶身的定位和预压紧；它们之间的位置连接关系是：X向定位块通过两个M3螺钉安装在叶身定位基体的一端凹槽内，Z向定位销钉、Y向定位销钉分别安装在叶身定位基体Z向、Y向的四个销钉孔内，侧向均装有定位销钉锁紧螺钉；Z向压块、Z向压板均设有圆形凸台嵌入弹簧1，连成一个Z向弹性压紧装置，并通过两个Z向压紧螺钉安装在叶身定位基体上方凹槽内；Y向压块安装在叶身定位基体Y向的各个预留台阶孔中，后方装入弹簧2，旋紧Y向压紧螺钉组成Y向弹性压紧装置。

该叶身定位基体是一个U形回转零件，设有多个销钉孔、螺纹孔连接各种定位、压紧零件，提供叶身的定位场所，并提供整个装置的外圆工艺基准；该X向定位块为L形挡块，设有两个M3沉孔，装在叶身定位基体上提供叶片X向定位；该Y向定位销钉为两个

的圆柱头定位端销钉，提供Y向的定位；该Z向定位销钉是两个特制的

销钉，一个有两个球面定位端，另一个有一个球面定位端，用于提供Z向的定位；该定位销钉紧定螺钉是M6内六角紧定螺钉，用于锁紧Y向定位销钉和Z向定位销钉；该Z向压块为一方板零件，一面设有三个球面支撑点，用于贴合叶身，另一面设有一圆凸台，用于嵌入弹簧1，压块中间设有一个

圆孔，用于测量探头测量叶身；该Z向压紧螺钉是M6内六角螺钉，用于将Z向弹性压紧装置连接到叶身定位基体上；该弹簧1为圆柱螺旋压缩弹簧，提供Z向压紧装置的弹性预紧力；该Z向压板是长方体零件，两端由Z向压紧螺钉连接到叶身定位基体上，支持Z向压块的压紧，中间设有一个

圆孔，用于测量探头测量叶身；该Y向压块是具有台阶的轴类零件，用于Y向预压紧叶片；该Y向压紧螺钉是M16内六角紧定螺钉，用于提供Y向弹性压紧装置的支持；该弹簧2为小型圆柱螺旋压缩弹簧，提供Y向的弹性预紧力。

所述的基准自适应锁紧装置由基准锁紧块、柔性球面套、锁紧螺钉组成，该柔性球面套夹持双轴叶片的部分基准轴，并通过球面副连接到基准锁紧块上；该锁紧螺钉将基准锁紧块、柔性球面套、双轴叶片基准轴连接为一体。该基准锁紧块是一平板零件，中部设有反球面回转槽连接柔性球面套，并在回转槽的一边切割出弹性压紧条，用于锁紧柔性球面套及双轴叶片基准轴，两端设有沉孔用于连接到叶身定位装置上；该柔性球面套是外球面的回转套，外球面与基准锁紧块内反球面回转槽形成球面副，球面套切割开槽形成柔性，在外力的作用下可均匀变径，锁紧或放松叶片基准轴；该锁紧螺钉采用M6内六角螺钉，用于连接基准锁紧块、柔性球面套、双轴叶片基准轴。

该连接螺钉是M6内六角螺钉，用于连接基准自适应锁紧装置和叶身定位装置；该碟形弹簧为B系列碟形弹簧，可使基准锁紧块预贴紧叶身定位基体端面，形成平面副。

所述的用于叶片基准修正的装置，通过调节Y、Z向定位销钉的位置可以改变半精加工叶片毛坯相对于装置轴线基准（即叶片理论轴线基准）的位置、姿态，实现余量均匀化。

所述的用于叶片基准修正的装置，通过调节Y、Z向定位销钉的位置可以改变精加工叶片相对于装置轴线基准（即叶片理论轴线基准）的位置、姿态，实现最终变形量均匀化。

所述的用于叶片基准修正的装置，两端的基准锁紧块在碟形弹簧的作用下贴合基体两侧平面，并且可以在平面上小范围移动，配合柔性球面套夹持实现双轴叶片的无变形装夹。

所述的用于叶片基准修正的装置，可以通过基体基准平台安装到中心孔磨床上，修复双轴叶片两端的中心孔。

本发明的工作原理简介如下：该装置根据六点定位原理定位叶身，并通过调节定位点高度调整叶身相对于装置的轴心的位置、姿态，实现叶身余量或者变形量的均匀化；然后锁紧两端的基准自适应锁紧装置，实现也变的无变形装夹；将该装置通过基体外圆安装在车床或外圆磨床的三爪卡盘上，修正双轴叶片两端的基准轴。

3、优点及功效：本发明的叶片基准修正装置具有以下特点：

（1）叶身只用来定位，无夹紧功能。两端的“平面副+球面副”基准自适应夹紧装置保障双轴叶片在夹紧过程中不会产生变形；

（2）定位过程采用六点定位原理刚性定位，夹紧过程采用柔性套变形方案，操作性好，效率高；

（3）该叶片基准修正装置结构简单，易拆装，可用于双轴叶片的实际生产过程。

附图说明

图1所示为叶片基准修正装置剖视图

图2所示为叶片基准修正装置俯视图

图3所示为叶片基准修正装置左视图

图4a为叶身Y、Z向三个点定位压紧的截面示意图

图4b为叶身Y、Z向两个点定位压紧的截面示意图

图中具体标号如下：

1、双轴叶片            2、叶身定位基体        3、Z向定位销钉               4、X向定位块

5、基准锁紧块          6、柔性球面套          7、定位销钉锁紧螺钉          8、Z向压块

9、Z向压紧螺钉         10、Z向压板            11、弹簧1                    12、Y向定位销钉

13、连接螺钉           14、碟形弹簧           15、定位销钉锁紧螺钉         16、Y向压紧螺钉

17、弹簧2              18、Y向压块

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明的技术方案做进一步说明。

本发明一种用于双轴类微变形叶片基准修正的装置，它由叶身定位装置、基准自适应锁紧装置组成，两者采用M6内六角螺钉即连接螺钉13连接，碟形弹簧14预压紧。

本发明为一种双轴微变形叶片基准修正的装置，通过基体外圆安装在车床或外圆磨床的三爪卡盘上，修正双轴叶片两端的基准轴。本装置由叶身定位装置和基准自适应锁紧装置组成，叶身定位装置和两端的基准自适应锁紧装置分别采用两个连接螺钉13固定连接。所述的叶身定位基体2内设有X向定位块4、Z向定位销钉3和Y向定位销钉12，Y、Z向定位销钉均可移动，并通过定位销钉锁紧螺钉15锁紧，以调节支撑点位置。对应Y、Z向定位点分别设有由Y向压紧螺钉16、弹簧217、Y向压块18组成的Y向弹性压紧装置和由Z向压块8、Z向压紧螺钉9、叶身压板10、弹簧111组成的Z向弹性压紧装置。双轴叶片1通过叶身的六点定位安装在叶身定位基体2上。双轴叶片两端的部分轴基准分别夹持在两个柔性球面套6内，锁紧螺钉7将柔性球面套6、基准锁紧块5连接在一起。

由图1、图2可以看出，基准自适应锁紧装置夹持叶片基准轴时提供了两个运动副，一是基准锁紧块5和叶身定位基体2端面的组成的平面副，一是基准锁紧块5和柔性球面套6组成的球面副，双轴叶片两端基准轴心不与叶身定位基体重合时仍可以自适应夹紧。

由图4a、图4b可以看出，用于叶身定位的Z向支撑点有三个，由两个定位销钉提供，固连在一个定位销钉上的两个支撑点限制了叶片的转动，降低了双轴叶片装夹的难度。而Z向弹性压紧装置的三个压紧点采用与支撑点相反的顺序，在弹簧111的作用下使叶身紧密贴合支撑点。Z向弹性压紧装置中间位置留有一圆孔，用于测量设备测量叶身。Y向压紧点和定位的支撑点采用对应的顺序。

见图1、图2、图3、图4a、图4b所示，双轴叶片1的装夹过程如下：将双轴叶片1两端装入基准自适应锁紧装置，打开叶身定位装置上的Z向压紧装置，将双轴叶片1连同两端的基准自适应锁紧装置一同嵌入叶身定位基体2中；安装两端四个连接螺钉13和碟形弹簧14，并预紧连接螺钉13，使基准锁紧块5在碟形弹簧14的作用下贴合叶身定位基体2的端面；安装Z向弹性压紧装置，并使双轴叶片工艺法兰端面贴合X向定位挡块；此时叶片轴向已定位，配合三坐标测量机测量，调节Z向、Y向的定位销钉可以小范围的改变叶身的姿态、位置，使半精加工叶身毛坯包容装置回转轴心理论叶身模型，实现余量均匀化，或者使精加工叶片叶身贴合装置回转轴心理论叶身模型，实现变形均匀化；调整完毕后，旋紧两端锁紧螺钉7，完成基准自适应锁紧装置对双轴叶片1基准轴的夹紧，然后旋紧两端四个连接螺钉13，完成该装置对双轴叶片1的装夹。此时，若双轴叶片1有变形，两端基准轴轴心与装置回转轴心必定不重合，通过基体外圆安装在车床或外圆磨床的三爪卡盘上，便可以叶身为基准修正双轴叶片1两端的轴基准。

Claims (2)

1.一种用于双轴类微变形叶片基准修正的装置，其特征在于：它由叶身定位装置、基准自适应锁紧装置组成，两者采用连接螺钉连接，碟形弹簧预压紧；

所述的叶身定位装置的X向、Y向、Z向设有六个高度可调的定位点，按六点定位原理分布，配有叶身定位基体、X向定位块、Z向定位销钉、Y向定位销钉、定位销钉锁紧螺钉、Z向压块、弹簧1、Z向压板、Z向压紧螺钉、Y向压块、弹簧2和Y向压紧螺钉用于叶身的定位和预压紧；X向定位块通过两个M3螺钉安装在叶身定位基体的一端凹槽内，Z向定位销钉、Y向定位销钉分别安装在叶身定位基体Z向、Y向的四个销钉孔内，侧向均装有定位销钉锁紧螺钉；Z向压块、Z向压板均设有圆形凸台嵌入弹簧1，连成一个Z向弹性压紧装置，并通过两个Z向压紧螺钉安装在叶身定位基体上方凹槽内；Y向压块安装在叶身定位基体Y向的各个预留台阶孔中，后方装入弹簧2，旋紧Y向压紧螺钉组成Y向弹性压紧装置；该叶身定位基体是一个U形回转零件，设有复数个销钉孔、螺纹孔连接定位、压紧零件，提供叶身的定位场所，并提供整个装置的外圆工艺基准；该X向定位块为L形挡块，设有两个M3沉孔，装在叶身定位基体上提供叶片X向定位；该Y向定位销钉为两个

的圆柱头定位端销钉，提供Y向的定位；该Z向定位销钉是两个特制的

销钉，一个有两个球面定位端，另一个有一个球面定位端，用于提供Z向的定位；该定位销钉紧定螺钉是M6内六角紧定螺钉，用于锁紧Y向定位销钉和Z向定位销钉；该Z向压块为一方板零件，一面设有三个球面支撑点，用于贴合叶身，另一面设有一圆凸台，用于嵌入弹簧1，压块中间设有一个圆孔，用于测量探头测量叶身；该Z向压紧螺钉是M6内六角螺钉，用于将Z向弹性压紧装置连接到叶身定位基体上；该弹簧1为圆柱螺旋压缩弹簧，提供Z向压紧装置的弹性预紧力；该Z向压板是长方体零件，两端由Z向压紧螺钉连接到叶身定位基体上，支持Z向压块的压紧，中间设有一个

圆孔，用于测量探头测量叶身；该Y向压块是具有台阶的轴类零件，用于Y向预压紧叶片；该Y向压紧螺钉是M16内六角紧定螺钉，用于提供Y向弹性压紧装置的支持；该弹簧2为小型圆柱螺旋压缩弹簧，提供Y向的弹性预紧力；

所述的基准自适应锁紧装置由基准锁紧块、柔性球面套、锁紧螺钉组成，该柔性球面套夹持双轴叶片的部分基准轴，并通过球面副连接到基准锁紧块上；该锁紧螺钉将基准锁紧块、柔性球面套、双轴叶片基准轴连接为一体；该基准锁紧块是一平板零件，中部设有反球面回转槽连接柔性球面套，并在回转槽的一边切割出弹性压紧条，用于锁紧柔性球面套及双轴叶片基准轴，两端设有沉孔用于连接到叶身定位装置上；该柔性球面套是外球面的回转套，外球面与基准锁紧块内反球面回转槽形成球面副，柔性球面套切割开槽形成柔性，在外力的作用下均匀变径，锁紧或放松叶片基准轴；该锁紧螺钉采用M6内六角螺钉，用于连接基准锁紧块、柔性球面套、双轴叶片基准轴；

该连接螺钉是M6内六角螺钉，用于连接基准自适应锁紧装置和叶身定位装置；该碟形弹簧为B系列碟形弹簧，使基准锁紧块预贴紧叶身定位基体端面，形成平面副。

2.根据权利要求1所述的一种用于双轴类微变形叶片基准修正的装置，其特征在于：该装置通过调节Y、Z向定位销钉的位置，能改变半精加工及精加工叶片相对于装置轴线基准的位置、姿态，实现半精加工叶片余量和精加工叶片最终变形量的均匀化。

Images