CN103894736B - 一种叶盘激光冲击强化夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于叶盘激光冲击强化技术领域，具体地说是一种叶盘激光冲击强化夹具。包括异形螺母、连接法兰、锥体支撑件、等分锥体、开口胀圈、压盖、拉杆及周向定位装置，其中异形螺母安装于连接法兰的一端，连接法兰的另一端与锥体支撑件一端的端面连接，等分锥体套装于锥体支撑件的另一端，开口胀圈套装与等分锥体的外侧，叶盘套装于开口胀圈的外侧，叶盘排气侧的端面与锥体支撑件一端的端面相配合，压盖设置于等分锥体的上端，拉杆穿过压盖、锥体支撑件及连接法兰与异形螺母螺纹连接，所述周向定位装置与锥体支撑件和叶盘连接。本发明结构简单、质量轻、使用方便、成本低等优点，极大地提高了叶盘的拆装效率和定位精准度。

Description

一种叶盘激光冲击强化夹具
技术领域
本发明属于叶盘激光冲击强化技术领域，具体地说是一种叶盘激光冲击强化夹具。
背景技术
激光冲击强化技术是利用强激光束产生的等离子冲击波，可在深度大于1mm的工件表面产生压缩表面残余应力，提高叶盘的抗损伤裕度及疲劳性能，与冷挤压、喷丸等金属材料表面强化手段相比，具有非接触、无热影响区、可控性强以及强化效果显著等突出优点。经激光冲击强化的叶片的抗异物破坏能力和疲劳性能大幅度提升，甚至已强化叶片边缺口小于3mm时，其使用寿命仍与完好的未强化叶片相当。
激光冲击强化具有可控性，可以对零件上指定的区域进行强化。为了提高叶盘激光冲击强化的自动化水平和加工效率，目前，需要一种提高叶盘安装的定位精度和效率，节省大量的人力和拆装时间的夹具。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种叶盘激光冲击强化夹具。该叶盘激光冲击强化夹具能够有效夹持叶盘在现有的激光冲击强化设备上进行激光冲击强化。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种叶盘激光冲击强化夹具，包括异形螺母、连接法兰、锥体支撑件、等分锥体、开口胀圈、压盖、拉杆及周向定位装置，其中异形螺母安装于连接法兰的一端，所述连接法兰的另一端与锥体支撑件一端的端面连接，所述等分锥体套装于锥体支撑件的另一端，所述开口胀圈套装与等分锥体的外侧，叶盘套装于开口胀圈的外侧，叶盘排气侧的端面与锥体支撑件一端的端面相配合，所述压盖设置于等分锥体的上端，所述拉杆穿过压盖、锥体支撑件及连接法兰与异形螺母螺纹连接，在旋紧拉杆的过程中，开口胀圈不断向外膨胀，实现叶盘的轴向定位和径向定位；所述周向定位装置与锥体支撑件和叶盘连接。
所述周向定位装置包括销钉、连接板及锥形销钉，其中连接板的一端通过销钉与锥体支撑件的另一端连接，连接板的另一端通过锥形销钉与叶盘的外圆周连接。所述销钉和锥形销钉与连接板之间采用过盈配合。
所述压盖与叶盘之间设有胶垫。所述锥体支撑件和等分锥体相配合的锥面的锥度为7∶24。所述等分锥体比锥体支撑件轴向长4.5mm，旋紧拉杆后，等分锥体的下端与锥体支撑件一端的端面之间有间隙，锥体支撑件的另一端与压盖之间有间隙。
所述拉杆和压盖之间设有平垫。所述锥体支撑件和锥形销钉采用硬铝合金材料，所述连接法兰采用不锈钢材料，胀圈采用铜材料。所述连接法兰与机器人法兰盘的连接定位。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明通过拉杆对叶盘进行夹紧定位，夹紧定位过程快速简单，拆装叶盘时间不超过2分钟。
2.本发明能够实现装载最大重量约100kg的整体叶盘。
3.本发明采用销轴、端面和胀芯定位的方法，重复定位精度高，且定位可靠。
4.本发明夹紧定位可靠，极大地提高了叶盘激光冲击强化的质量和生产效率。
5.本发明具有结构简单、质量轻、使用方便、成本低等优点，在提高生产效率的同时，保证了冲击强化质量的均匀性和稳定性。
6.本发明与叶盘接触的部位采用了胶垫、铜和铝合金材料，夹具主体采用不锈钢材料，保证了对叶盘无划伤，夹具在浸在水里的工作情况下不生锈。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中连接法兰的俯视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为本发明中锥体支撑件的结构示意图；
图5为本发明中开口胀圈的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为本发明中等分锥体的俯视图；
图8为图7的A-A剖视图；
图9为本发明中压盖的结构示意图；
图10为本发明中异形螺母的结构示意图；
图11为图10的俯视图。
其中：1为异形螺母，2为螺钉，3为连接法兰，4为螺钉，5为锥体支撑件，6为等分锥体，7为开口胀圈，8为叶盘，9为胶垫，10为压盖，11为平垫，12为拉杆，13为销钉，14为连接板，15为锥形销钉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1-11所示，本发明包括异形螺母1、连接法兰3、锥体支撑件5、等分锥体6、开口胀圈7、胶垫9、压盖10、平垫11、拉杆12、周向定位装置及螺钉2，其中周向定位装置包括销钉13、连接板14和锥形销钉15，销钉13和锥形销钉15分别安装在连接板两端的销孔中，销钉13和锥形销钉15与连接板14之间采用过盈配合，既保证在拆装叶盘8的过程中销钉13、锥形销钉15和连接板14始终为一体，又保证定位可靠。异形螺母1通过螺钉2安装在连接法兰3的一端，锥体支撑件5一端的端面通过螺钉4和销钉定位安装在连接法兰3的另一端。等分锥体6套装在锥体支撑件5的另一端外侧，等分锥体6的下端沿圆周方向均布开设多个豁口，各豁口均沿锥体母线方向开设，使等分锥体6具有弹性。开口胀圈7套装在等分锥体6的外侧，叶盘8套装在开口胀圈7的外侧，叶盘8排气侧的端面与锥体支撑件5一端的端面相配合。胶垫9通过螺钉固定在压盖10上，保证在加紧的过程中对叶盘8无划伤。压盖10设置于等分锥体6的上端。转动叶盘8，将锥形销钉15和销钉13分别插入叶盘8和锥体支撑件5的销孔中；在压盖10的外侧放上平垫11，保证在加紧的过程中对压盖10受力均匀。拉杆12穿过平垫11、压盖10、锥体支撑件5及连接法兰3与异形螺母1螺纹连接。在旋紧拉杆12的过程中，开口胀圈7不断向外膨胀，实现叶盘8轴向定位和径向定位、加紧固定。连接法兰3通过螺钉和定位销实现与机器人法兰盘的连接、定位。
锥体支撑件5和等分锥体6相配合的锥面的锥度为7∶24，等分锥体6比锥体支撑件5轴向长4.5mm，加紧后，等分锥体6的下端面距锥体支撑件5一端的端面始终有间隙，锥体支撑件5的另一端与压盖10之间始终有间隙，保证相配合的锥面加紧可靠，叶盘8加紧可靠。
胀圈7采用铜材料，锥体支撑件5和锥形销钉15采用硬铝合金材料，保证对叶盘8无划伤。连接法兰3采用不锈钢材料，保证整体夹具的刚性。
本发明的工作过程是：
使用时，首先，将异形螺母1通过螺钉2安装在连接法兰3上，连接法兰3和锥体支撑件5通过销钉和螺钉4安装在一起，胶垫9和压盖10通过螺钉安装在一起，销钉13和锥形销钉15与连接板14安装在一起；接着，将连接法兰3通过螺钉和定位销和机器人法兰盘安装在一起；接着，将等分锥体6套装在锥体支撑件5的外侧；接着，将开口胀圈7套装在等分锥体6的外侧；接着，将叶盘8套装在开口胀圈7的外侧，叶盘8的排气端端面与锥体支撑件5的端面贴合，实现端面定位；接着，旋转叶盘8，将销钉13和销钉15分别安装在叶盘8的定位孔和锥体支撑件5的定位孔内，实现叶盘8周向定位；接着，将平垫11套在拉杆12上，且靠近螺母的一端的光轴上；接着，将拉杆12通过螺纹旋入异形螺母1中；最后，不断的拧紧拉杆12，此时，压盖10不断向叶盘8方向移动，锥体支撑件5和等分锥体6接触面积越来越大，不断驱使开口胀圈7向外膨胀，胀紧叶盘8，实现轴心定位，同时，压盖10通过胶垫9不断压紧在叶盘8的端面上，实现加紧。
当加工完成后，拆卸叶盘8时，旋掉拉杆12，取下平垫11，取下连接在一起的销钉13、连接板14和锥形销钉15，取下压盖10，便可取下叶盘8。

Claims (9)

1.一种叶盘激光冲击强化夹具，其特征在于：包括异形螺母(1)、连接法兰(3)、锥体支撑件(5)、等分锥体(6)、开口胀圈(7)、压盖(10)、拉杆(12)及周向定位装置，其中异形螺母(1)安装于连接法兰(3)的一端，所述连接法兰(3)的另一端与锥体支撑件(5)一端的端面连接，所述等分锥体(6)套装于锥体支撑件(5)的另一端，所述开口胀圈(7)套装于等分锥体(6)的外侧，叶盘(8)套装于开口胀圈(7)的外侧，叶盘(8)排气侧的端面与锥体支撑件(5)一端的端面相配合，所述压盖(10)设置于等分锥体(6)的上端，所述拉杆(12)穿过压盖(10)、锥体支撑件(5)及连接法兰(3)与异形螺母(1)螺纹连接，在旋紧拉杆(12)的过程中，开口胀圈(7)不断向外膨胀，实现叶盘(8)的轴向定位和径向定位；所述周向定位装置与锥体支撑件(5)和叶盘(8)连接。
2.按权利要求1所述的叶盘激光冲击强化夹具，其特征在于：所述周向定位装置包括销钉(13)、连接板(14)及锥形销钉(15)，其中连接板(14)的一端通过销钉(13)与锥体支撑件(5)的另一端连接，连接板(14)的另一端通过锥形销钉(15)与叶盘(8)的外圆周连接。
3.按权利要求2所述的叶盘激光冲击强化夹具，其特征在于：所述销钉(13)和锥形销钉(15)与连接板(14)之间采用过盈配合。
4.按权利要求1所述的叶盘激光冲击强化夹具，其特征在于：所述压盖(10)与叶盘(8)之间设有胶垫(9)。
5.按权利要求1所述的叶盘激光冲击强化夹具，其特征在于：所述锥体支撑件(5)和等分锥体(6)相配合的锥面的锥度为7:24。
6.按权利要求1所述的叶盘激光冲击强化夹具，其特征在于：所述等分锥体(6)比锥体支撑件(5)轴向长4.5mm，旋紧拉杆(12)后，等分锥体(6)的下端与锥体支撑件(5)一端的端面之间有间隙，锥体支撑件(5)的另一端与压盖(10)之间有间隙。
7.按权利要求1所述的叶盘激光冲击强化夹具，其特征在于：所述拉杆(12)和压盖(10)之间设有平垫(11)。
8.按权利要求1所述的叶盘激光冲击强化夹具，其特征在于：所述锥体支撑件(5)和锥形销钉(15)采用硬铝合金材料，所述连接法兰(3)采用不锈钢材料，开口胀圈(7)采用铜材料。
9.按权利要求1所述的叶盘激光冲击强化夹具，其特征在于：所述连接法兰(3)与机器人法兰盘连接定位。
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