CN104440161A - 一种消除叶片因加工应力产生变形的方法及夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种消除叶片因加工应力产生变形的夹持方法及夹具，将夹具的定位轴的夹持工装设计成液压定心夹具，根据液压夹具的夹持力可调节的特点，测量出叶片产生变形的临界扭矩，将液压定心夹具夹持力扭矩调至低于叶片产生变形的临界扭矩值，在零件产生的变形扭矩大于所述临界扭矩值产生变形时，夹具不是刚性限制变形，而是因夹持扭矩小于变形扭矩使夹具定位部分随零件变形方向微量扭转或延伸，当零件释放应力后，液压定心夹具再次将夹持定位部分夹紧继续加工，从而解决叶片因加工应力产生变形的问题。本发明的优点是：通过本发明，可消除叶片零件在加工中产生的变形。可用于各类型的叶片的加工，减少因叶片加工中产生的应力变形造成的废品，提高加工效率300％以上。

Description

一种消除叶片因加工应力产生变形的方法及夹具
技术领域：
本发明涉及夹具，具体说是一种应用于航空发动机叶片的叶身型面的数控铣加工，或类似结构零件加工的夹具。
技术背景：
航空发动机叶片类零件结构复杂，叶身型而分为叶盆、叶背，分别由半径不等的圆弧转接形成进气边和排气边，叶身形面结构复杂，由于结构不等分均布的不规则曲面，且最小截面厚度仅为1mm左右，极易因加工产生应力不均而变形，叶片因变形而产生的报废。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种消除叶片因加工应力产生变形的夹持方法，具体技术方案如下：
一种消除叶片因加工应力产生变形的夹持方法，将夹具的定位轴的夹持工装设计成液压定心夹具，根据液压夹具的夹持力可调节的特点，测量出叶片产生变形的临界扭矩，将液压定心夹具夹持力扭矩调至低于叶片产生变形的临界扭矩值，在零件产生的变形扭矩大于所述临界扭矩值产生变形时，夹具不是刚性限制变形，而是因夹持扭矩小于变形扭矩使夹具定位部分随零件变形方向微量扭转或延伸，当零件释放应力后，液压定心夹具再次将夹持定位部分夹紧继续加工，从而解决叶片因加工应力产生变形的问题。
本发明进一步公开了一种实现上述方法的夹具，包括液压定心夹具，所述液压定心夹具设置空腔一、空腔二、空腔三，夹具的定位轴设置在所述空腔一内，空腔一、空腔二、空腔三依次连通；空腔三内设置调节螺母，所述调节螺母可利用空腔三壁上的螺纹轴向移动；所述空腔一、空腔二、空腔三内充满液性塑料。
本发明的优点是：液压定心夹具夹持夹具定位轴，可吸收适用各种变形带来的轴向、径向位移及转动，进而可消除叶片零件在加工中产生的变形。可用于各类型的叶片的加工，减少因叶片加工中产生的应力变形造成的废品，提高加工效率300％以上。
附图说明
图1为本发明的夹具结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明，如图1所示，本发明的夹具包括液压定心夹具7，所述液压定心夹具7设置空腔一4、空腔二3、空腔三2，夹具的定位轴5设置在所述空腔一4内，空腔一4、空腔二3、空腔三2依次连通；空腔三2内设置调节螺母1，所述调节螺母1可利用空腔三2壁上的螺纹轴向移动；所述空腔一4、空腔二3、空腔三2内充满液性塑料。
本发明将夹具的定位轴的夹持工装设计成液压定心夹具，根据液压夹具的夹持力可调节的特点，测量出叶片产生变形的临界扭矩，将液压定心夹具夹持力扭矩调至低于叶片产生变形的临界扭矩值，在零件产生的变形扭矩大于所述临界扭矩值产生变形时，夹具不是刚性限制变形，而是因夹持扭矩小于变形扭矩使夹具定位部分随零件变形方向微量扭转或延伸，当零件释放应力后，液压定心夹具再次将夹持定位部分夹紧继续加工，从而解决叶片因加工应力产生变形的问题。
本发明的原理是：通过调节螺母1的旋转，将空腔一4、空腔二3、空腔三2内的液性塑料压力预先设定为小于叶片变形的临界扭矩值；这样，当在零件产生的变形扭矩大于所述临界扭矩值产生变形时，夹具不是刚性限制变形，而是因夹持扭矩小于变形扭矩使夹具定位部分随零件变形方向微量扭转或延伸，当零件释放应力后，液压定心夹具再次将夹持定位部分夹紧继续加工，从而解决叶片因加工应力产生变形的问题。
本发明解决了以往的机械加工束缚时定位夹紧而无法消除因加工过程产生应力不均匀导致释放夹紧力时零件产生扭曲或延伸的变形问题，采取液压夹具的夹持力控制的特点，顺应其变形，在加工过程中允许释放产生的微量变形，再次加工去除变形量，解决了因产生扭曲或延伸的变形而造成废品率高和工序多，周期长的难题，从而减少为消除或平衡叶片内应力不均匀的热处理工序和减少叶身型面多道工序，达到提高加工效率的目的。
本发明的使用方法为：
(1)选择典型叶片零件加工工艺的叶身型面加工工序；
(2)选择加工叶片叶身形面的叶片加工中心设备；；
(3)选择夹具与设备以及夹具与叶片定位基准；
(4)设计液压自动定心夹具，配备具有扭矩值表的限力扳手；
(5)检测叶片叶身型面加工过程的粗加工、半精加工、精加工后的产生变形的扭矩值，多次测量后计算平均值；
(6)试加工，根据扭矩平均值确定夹具的夹持零件的扭矩值，加工后松开零件时检查零件是否再次产生变形；
(7)设定加工参数；
(8)比较零件采用新技术和之前加工的零件变形量。

Claims (2)

1.一种消除叶片因加工应力产生变形的夹持方法，其特征在于：将夹具的定位轴的夹持工装设计成液压定心夹具，根据液压夹具的夹持力可调节的特点，测量出叶片产生变形的临界扭矩，将液压定心夹具夹持力扭矩调至低于叶片产生变形的临界扭矩值，在零件产生的变形扭矩大于所述临界扭矩值产生变形时，夹具不是刚性限制变形，而是因夹持扭矩小于变形扭矩使夹具定位部分随零件变形方向微量扭转或延伸，当零件释放应力后，液压定心夹具再次将夹持定位部分夹紧继续加工，从而解决叶片因加工应力产生变形的问题。
2.一种实现权利要求1所述方法的夹具，其特征在于：包括液压定心夹具，所述液压定心夹具设置空腔一、空腔二、空腔三，夹具的定位轴设置在所述空腔一内，空腔一、空腔二、空腔三依次连通；空腔三内设置调节螺母，所述调节螺母可利用空腔三壁上的螺纹轴向移动；所述空腔一、空腔二、空腔三内充满液性塑料。
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