CN106181477A - 一种拼装夹具以及导向器叶片间异型槽的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拼装夹具，安装于工作台上，包括分度盘(13)和拼装模块，分度盘(13)沿竖直方向，分度盘(13)为八分度分度盘，八分度分度盘包括八等份的四个定位模块(14)、三个支撑模块(11)和一个角向销(15)，定位模块(14)与支撑模块(11)和角向销(15)相间隔，角向销(15)安放在分度盘(13)的180°刻度位置，零件通过定位模块(14)定位，通过支撑模块(11)支撑，通过角向销(15)角向定位。本发明还公开了一种导向器叶片间异型槽的加工方法，包括：将零件装夹在如上述任一项的拼装夹具上；对电极进行对刀，加工出异型槽。有效地解决了在导向器叶片间加工异型槽成本较高，加工周期较长等问题。

Description

一种拼装夹具以及导向器叶片间异型槽的加工方法
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种拼装夹具。此外，本发明还涉及一种包括使用上述拼装夹具的对导向器叶片间异型槽的加工方法。
背景技术
导向器是航空发动机涡轮部件的关键零件，零件结构如图二，零件在高温高压环境下工作，通常内环在精铸叶片之间开有0.2mm宽的异型槽，如图二，用于抵消零件工作中的变形。实际生产时，一般在三轴电火花上使用成型电极加工该异型槽，且需要设计制造专用电火花夹具，通过夹具的精确分度以及在夹具活动对刀块上对刀，保证槽的位置要求。
专用电火花夹具设计复杂，制造成本高，对于加工尚处在研制阶段的零件而言，由于设计未定型，制造专用的夹具会因为设计图的更改而报废，大大增加新机研制成本与周期。
综上所述，如何有效地解决在导向器叶片间加工异型槽成本较高，加工周期较长等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种拼装夹具及其导向器叶片间异型槽的加工方法，有效地解决了在导向器叶片间加工异型槽成本较高，加工周期较长等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种拼装夹具，安装于工作台上，包括分度盘和拼装模块，所述分度盘沿竖直方向，所述分度盘为八分度分度盘，所述八分度分度盘包括八等份的四个定位模块、三个支撑模块和一个角向销，所述定位模块与所述支撑模块和所述角向销相间隔，所述角向销安放在所述分度盘的180°刻度位置，零件通过所述定位模块定位，通过所述支撑模块支撑，通过所述角向销角向定位。
优选地，所述分度盘对称的两个所述支撑模块上各具有一个压紧模块，所述零件通过所述压紧模块的压板压紧；所述定位模块为圆柱形模块、所述支撑模块为长方形模块。
优选地，所述拼装夹具通过支撑脚安装于所述工作台上。
本发明还提供一种导向器叶片间异型槽的加工方法，包括：
将零件装夹在上述任一项所述的拼装夹具上；
对电极进行对刀，加工出所述异型槽。
优选地，所述对电极进行对刀之前还包括计算所述零件上每个异型槽的角度补偿值，弥补所述分度盘的精度误差，使得所述电极从理论位置下刀。
优选地，所述对电极进行对刀具体为在所述零件和所述电极上分别划线，将所标两根线重合，对所述电极进行对刀。
优选地，所述计算所述零件上每个异型槽的角度补偿值之前还包括：
将所述支撑脚与所述工作台的夹角调整成与所述异型槽所需加工角度相同的角度，使待加工异型槽的理论位置与机床的X轴平行；
找平所述电极，使所述电极与X轴平行。
优选地，所述计算所述零件上每个异型槽的角度补偿值具体为根据弦长公式L＝2*Rsinα计算分度角度误差造成的偏移值ΔX′＝L*cosβ，ΔY′＝L*sinβ，计算出加工单个异型槽时的理论分度角γ，以及γ按四舍五入取整后所对应所述分度盘上的角度δ，其中α＝γ-δ，α为弦长L对应的中心角，β为异型槽与零件内环端面所成的锐角。
优选地，所述在所述零件和所述电极上分别划线包括：
在所述零件上划线，标出与角向槽有直接角度关系的异型槽位置，即第一槽的位置；
在所述电极上标出内环端面与所述电极的交线。
本发明所提供的拼装夹具，安装于工作台上，包括分度盘和用于支靠定位压紧零件的拼装模块，所述分度盘沿竖直方向，所述分度盘为八分度分度盘，所述八分度分度盘包括八等份的四个定位模块、三个支撑模块和一个角向销，所述定位模块与所述支撑模块和所述角向销相间隔，每部分相差45度。所述角向销安放在所述分度盘的180°刻度位置，通过所述角向销角向定位零件，通过所述定位模块对零件进行定位，通过所述支撑模块对零件进行支撑。
本发明所提供的拼装夹具加工导向器叶片间异型槽，便于定位零件，加工方便、快捷，大幅降低同类型导向器研制阶段的工装设计以及制造成本，同时缩短零件的加工周期。
本发明所提供的导向器叶片间异型槽的加工方法，将零件装夹在如上述所述的拼装夹具上；对电极进行对刀，加工出所述异型槽，由于上述的导向器叶片间异型槽的加工方法使用了上述的拼装夹具，同样具有便于定位零件，加工方便、快捷，大幅降低同类型导向器研制阶段的工装设计以及制造成本，同时缩短零件的加工周期的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种具体实施方式所提供的拼装夹具的结构示意图；
图2为导向器的结构示意图；
图3为图2中C向视图；
图4为划线位置的结构示意图；
图5为图4中A-A处的结构示意图。
附图中标记如下：
11-支撑模块、12-压紧模块、13-分度盘、14-定位模块、15-角向销、16-支撑脚、1-角向槽、2-内环端面、3-第一槽。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种拼装夹具及其导向器叶片间异型槽的加工方法，有效地解决了在导向器叶片间加工异型槽成本较高，加工周期较长等问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1至图5，图1为本发明中一种具体实施方式所提供的拼装夹具的结构示意图；图2为导向器的结构示意图；图3为图2中C向视图；图4为划线位置的结构示意图；图5为图4中A-A处的结构示意图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的拼装夹具，安装于工作台上，包括分度盘13和用于支靠定位压紧零件的拼装模块，所述分度盘13沿竖直方向，所述分度盘13的分度精度为1°,所述分度盘13为八分度分度盘，所述八分度分度盘包括八等份的四个定位模块14、三个支撑模块11和一个角向销15，所述定位模块14与所述支撑模块11和所述角向销15相间隔，每部分相差45度。所述角向销15安放在所述分度盘13的180°刻度位置，通过所述角向销15角向定位零件，通过所述定位模块14对零件进行定位，通过所述支撑模块11对零件进行支撑。
本发明所提供的拼装夹具加工导向器叶片间异型槽，便于定位零件，加工方便、快捷，大幅降低同类型导向器研制阶段的工装设计以及制造成本，同时缩短零件的加工周期。
上述导向器叶片间异型槽的加工方法仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，所述分度盘13对称的两个所述支撑模块11上各具有一个压紧模块12，所述零件通过所述压紧模块12的压板压紧，压紧模块12固定方便，易于压紧零件，零件较为稳定，提高加工精度。所述定位模块14为圆柱形模块，圆柱形模块与零件相接触，不易划伤零件。所述支撑模块11为长方形模块，平面支撑零件，支撑稳定性较高。
在上述具体实施方式的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，对导向器叶片间异型槽的加工方法进行若干改变，所述拼装夹具通过支撑脚16安装于所述工作台上，通过支撑脚16可以将拼装夹具立起来，设置于设定角度，使用较方便。
本发明还提供一种导向器叶片间异型槽的加工方法，包括：，
步骤S1：将零件装夹在如上述任一项所述的拼装夹具上；
步骤S2：对电极进行对刀，加工出所述异型槽。
该导向器叶片间异型槽的加工方法便于定位零件，加工方便、快捷，大幅降低同类型导向器研制阶段的工装设计以及制造成本，同时缩短零件的加工周期。
显然，在这种思想的指导下，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式进行若干改变，步骤S2之前还包括计算所述零件上每个异型槽的角度补偿值，弥补所述分度盘13的精度误差，使得所述电极从理论位置下刀。
所述计算所述零件上每个异型槽的角度补偿值之前还包括：
将所述支撑脚16与所述工作台的夹角调整成与所述异型槽所需加工角度相同的角度，使待加工异型槽的理论位置与机床的X轴平行；
找平所述电极，使所述电极与X轴平行。
所述计算所述零件上每个异型槽的角度补偿值具体为根据弦长公式L＝2*Rsinα计算分度角度误差造成的偏移值ΔX′＝L*cosβ，ΔY′＝L*sinβ，计算出加工单个异型槽时的理论分度角γ，以及γ按四舍五入取整后所对应所述分度盘13上的角度δ，其中α＝γ-δ，也就是弦长L对应的中心角，β为异型槽与零件内环端面所成的锐角。具体地说，加工前，将拼装夹具的支撑脚16与工作台成一定角度，使得待加工槽的理论位置与机床的X轴平行，如加工图二所示零件时，拼装夹具的支撑脚16与工作台应按45°摆放。然后找平电极，同样保证其与X轴平行，确保异型槽的加工角度。
表1 偏移值计算结果
槽号 理论分度角γ 分度盘角度δ ΔX′ ΔY′
第一槽 41.9° 42° -0.058 -0.058
第二槽 97.283° 97° +0.164 +0.164
第三槽 152.667° 153° -0.194 -0.194
第四槽 221.9° 222° -0.058 -0.058
第五槽 277.283° 277° +0.164 +0.164
第六槽 332.667° 333° -0.194 -0.194
注：表1中的角度δ代表分度盘13转到该刻度时，对应异型槽处于加工位置
例：图二所示零件偏移值计算结果见表1。由于通用分度盘13只能精确到度，而图样要求精确到分，因而需要根据弦长公式L＝2*Rsinα计算分度角度误差造成的偏移值ΔX′＝L*cosβ,ΔY′＝L*sinβ，其中α为弦长L对应的中心角，β为异型槽与零件内环端面所成的锐角。ΔX′和ΔY′用于微调电极的下刀位置，弥补分度盘13的精度误差，使得电极能从理论位置下刀，根据图样要求计算出加工单个异型槽时的理论分度角γ，以及γ按四舍五入取整后所对应分度盘13上的角度δ。
需要特别指出的是，本发明所提供的导向器叶片间异型槽的加工方法不应被限制于此种情形，所述对电极进行对刀具体为在所述零件和所述电极上分别划线，将所标两根线重合，对所述电极进行对刀。优选地，所述在所述零件和所述电极上分别划线包括：在所述零件上划线，标出与角向槽有直接角度关系的异型槽位置，即第一槽3的位置；在所述电极上标出内环端面2与所述电极的交线。
具体地说，装夹好零件后对电极进行对刀，首先在零件上划线，标出第一槽3的位置，第一槽3与角向槽1有直接角度关系，例：对图二所示零件来说这种角度关系为41°54′，根据设计图样可以算得第一槽3距角向槽1的直线距离d，例：对于图二所示零件来说，其中49.09是d在XOY平面上的投影距离，9.3是d在Z轴上的投影距离，如图四所示。通过d值，可在零件内环端面2上标出第一槽3的位置。
然后在电极上标出内环端面2与电极的交线，例：对图二所示零件，根据尺寸4.76，4.76为图三的C向视图中尺寸，即可标出内环端面2与电极的交线。对刀时，将上述所标两根线重合即可。
表2 异型槽的偏移结果
槽号 ΔX′ ΔY′ ΔX ΔY
第一槽 -0.058 -0.058 0 0
第二槽 +0.164 +0.164 +0.222 +0.222
第三槽 -0.194 -0.194 -0.136 -0.136
第四槽 -0.058 -0.058 0 0
第五槽 +0.164 +0.164 +0.222 +0.222
第六槽 -0.194 -0.194 -0.136 -0.136
注：表1和表2中的“+”和“-”号分别表示沿坐标轴正向和负向移动
所有槽的偏移结果见表2，实际加工时，第一槽3的实际下刀位置通过对刀保证，无需输偏移值，剩余所有异型槽的下刀位置需要输偏移值调整，具体算法是用表1中各槽自身偏移值减去第一槽3的偏移值，将结果输入机床。例：对于图二所示零件来说，第二槽实际输入机床的偏移值ΔX和ΔY分别为ΔX＝ΔX2'-ΔX'1＝+0.164-(-0.058)＝0.222和ΔY＝ΔY2'-ΔY'1＝0.222。
实际加工时可根据第一个槽的位置来调整偏移值，保证槽的位置在相邻两个叶片中间。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种拼装夹具，其特征在于，安装于工作台上，包括分度盘(13)和拼装模块，所述分度盘(13)沿竖直方向，所述分度盘(13)为八分度分度盘，所述八分度分度盘包括八等份的四个定位模块(14)、三个支撑模块(11)和一个角向销(15)，所述定位模块(14)与所述支撑模块(11)和所述角向销(15)相间隔，所述角向销(15)安放在所述分度盘(13)的180°刻度位置，零件通过所述定位模块(14)定位，通过所述支撑模块(11)支撑，通过所述角向销(15)角向定位。
2.根据权利要求1所述的拼装夹具，其特征在于，所述分度盘(13)对称的两个所述支撑模块(11)上各具有一个压紧模块(12)，所述零件通过所述压紧模块(12)的压板压紧；所述定位模块(14)为圆柱形模块、所述支撑模块(11)为长方形模块。
3.根据权利要求2所述的拼装夹具，其特征在于，所述拼装夹具通过支撑脚(16)安装于所述工作台上。
4.一种导向器叶片间异型槽的加工方法，其特征在于，包括：
将零件装夹在如权利要求1-3任一项所述的拼装夹具上；
对电极进行对刀，加工出所述异型槽。
5.根据权利要求4所述的导向器叶片间异型槽的加工方法，其特征在于，所述对电极进行对刀之前还包括计算所述零件上每个异型槽的角度补偿值，弥补所述分度盘(13)的精度误差，使得所述电极从理论位置下刀。
6.根据权利要求5所述的导向器叶片间异型槽的加工方法，其特征在于，所述对电极进行对刀具体为在所述零件和所述电极上分别划线，将所标两根线重合，对所述电极进行对刀。
7.根据权利要求6所述的导向器叶片间异型槽的加工方法，其特征在于，所述计算所述零件上每个异型槽的角度补偿值之前还包括：
将所述支撑脚(16)与所述工作台的夹角调整成与所述异型槽所需加工角度相同的角度，使待加工异型槽的理论位置与机床的X轴平行；
找平所述电极，使所述电极与X轴平行。
8.根据权利要求6所述的导向器叶片间异型槽的加工方法，其特征在于，所述计算所述零件上每个异型槽的角度补偿值具体为根据弦长公式L＝2*Rsinα计算分度角度误差造成的偏移值ΔX′＝L*cosβ,ΔY′＝L*sinβ，计算出加工单个异型槽时的理论分度角γ，以及γ按四舍五入取整后所对应所述分度盘(13)上的角度δ，其中α＝γ-δ，α为弦长L对应的中心角，β为异型槽与零件内环端面所成的锐角。
9.根据权利要求8所述的导向器叶片间异型槽的加工方法，其特征在于，所述在所述零件和所述电极上分别划线包括：
在所述零件上划线，标出与角向槽有直接角度关系的异型槽位置，即第一槽的位置；
在所述电极上标出内环端面与所述电极的交线。
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