CN107498428A - 发动机风扇转子叶尖加工机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机风扇转子叶尖加工机构，包括立式数控磨床主体、叶片夹具、主轴及安装在主轴上的砂轮，叶片夹具和主轴安装在立式数控磨床主体上。加工时，将风扇转子的叶片安装在叶片夹具上，通过主轴带动砂轮磨削风扇转子叶尖。在本申请提供的发动机风扇转子叶尖加工机构中，由于通过立式数控磨床加工风扇转子，即风扇转子水平安装，减小风扇转子尺寸对发动机风扇转子叶尖加工设备的限制，同时加工时的找正及测量更加简便，有效地提高了发动机风扇转子叶尖加工机构的通用性和实用性。

Description

发动机风扇转子叶尖加工机构

技术领域

本发明涉及发动机加工技术领域，特别涉及一种发动机风扇转子叶尖加工机构。

背景技术

航空发动机作为高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力，其中，发动机风扇转子叶尖加工机构加工发动机风扇转子的叶尖，具体的，常规方法是通过改装的磨床加工，加工前发动机风扇转子卸下后，按顺序安装在叶片夹具上，通过磨工夹具固定在车床的法兰盘上，砂轮杆主轴的偏转角度可以通过机床刻度盘适当调节，然后通过主轴带动砂轮修磨风扇转子叶尖。

另外，由于卧式车床尺寸的限制，所加工的风扇转子的尺寸也受到一定限制，当超过卧式车床回转直径时，难以加工，导致发动机风扇转子叶尖加工机构的通用性较低。且由于普通车床的加工精度和机床性能的限制，加工和测量比较困难，很难加工出合格的零件。

因此，如何提高发动机风扇转子叶尖加工机构的加工质量和通用性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机风扇转子叶尖加工机构，以提高发动机风扇转子叶尖加工机构的加工质量和通用性。

为实现上述目的，本发明提供一种发动机风扇转子叶尖加工机构，包括立式数控磨床主体、叶片夹具、主轴及安装在所述主轴上的砂轮，所述叶片夹具和所述主轴安装在所述立式数控磨床主体上。

优选地，所述叶片夹具包括底座和磨工夹具；

所述磨工夹具包括夹具本体、锥块、压板、盖板、销钉及用于带动所述锥块压紧固定叶片的偏心螺纹件，销钉通过风扇叶片的安装孔安装叶片，锥块的斜面用于与叶片侧面抵接，压板的下表面与所述锥块的上表面抵接，所述压板的上表面和盖板的下表面抵接，所述盖板与所述夹具本体固定连接。

优选地，所述夹具本体通过定位孔和法兰连接结构与所述底座固定连接，所述压板与所述盖板通过螺母固定。

优选地，所述压板下表面设有用于容纳所述偏心螺纹件顶部的限位槽。

优选地，所述锥块通过与所述偏心螺纹件的凸台调节所述锥块的压紧力，所述锥块为一体成型结构。

优选地，所述夹具本体通过螺纹紧固件与所述底座固定连接，所述底座与所述立式数控磨床主体的工作台的固定连接。

优选地，所述底座与所述磨工夹具可拆卸连接。

优选地，所述底座的外圆面和所述底座的上表面垂直，且所述底座的侧面和所述底座的上表面作为检测基准面。

优选地，相邻两个风扇转子的叶片之间设有灌蜡层。

优选地，所述主轴为轴线可偏转装置。

在上述技术方案中，本发明提供的发动机风扇转子叶尖加工机构包括立式数控磨床主体、叶片夹具、主轴及安装在主轴上的砂轮，叶片夹具和主轴安装在立式数控磨床主体上。加工时，将风扇转子的叶片安装在叶片夹具上，通过主轴带动砂轮磨削风扇转子叶尖。

通过上述描述可知，在本申请提供的发动机风扇转子叶尖加工机构中，由于通过立式数控磨床加工风扇转子，即风扇转子水平安装，减小风扇转子尺寸对发动机风扇转子叶尖加工机构影响，当风扇转子尺寸较大时，通过调整主轴位置即可加工，有效地提高了发动机风扇转子叶尖加工机构的加工质量和通用性。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的发动机风扇转子叶尖加工机构的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的叶片夹具的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的另一种发动机风扇转子叶尖加工机构的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的风叶片灌蜡后的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的底座的三维结构图；

图6为本发明实施例所提供的底座的结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的底座沿A-A方向的结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的底座的剖视图；

图9为本发明实施例所提供的表架结构示意图；

图10为本发明实施例所提供的对表件的剖视图；

图11为本发明实施例所提供的对表件的俯视图；

图12为图11所示对表件沿B-B方向的结构示意图。

其中图1-12中：1-灌蜡层、2-底座、21-螺纹紧固件、22-底座本体、23-安装部、3-磨工夹具、4-销钉、5-螺母、6-锥块、7-偏心螺纹件、8-压板、9-砂轮斜面、10-砂轮、11-主轴、12-盖板、13-叶片；

30-对表件、31-圆弧面、32-倾斜面、33-测量平面；

40-表架、41-本体、42-量杆、43-螺钉、44-弹簧、45-表架螺母、46-表架套、47-定位销。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种发动机风扇转子叶尖加工机构，以提高发动机风扇转子叶尖加工机构的加工质量和通用性。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图8，在一种具体实施方式中，本发明具体实施例提供的发动机风扇转子叶尖加工机构包括立式数控磨床主体、叶片夹具、主轴11及安装在主轴11上的砂轮10，叶片夹具和主轴11安装在立式数控磨床主体上。通过找正夹具中心及平面基准，根据转子叶尖的直径及角度，修磨砂轮10并偏转砂轮10的主轴11来磨削风扇转子叶尖。如图1所示，加工过程中，可以选择不偏转砂轮10的主轴11，即砂轮修模面为与转子叶尖适配的砂轮斜面9，通过将砂轮10修磨对应角度来磨削转子叶尖。

加工时，将风扇转子的叶片13依次安装在叶片夹具上，通过主轴11带动砂轮10磨削风扇转子叶尖。

通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的发动机风扇转子叶尖加工机构中，由于通过数控立式磨床加工风扇转子，即风扇转子水平安装，工件重心垂直作用于工作台，减少装夹变形对风扇转子叶片加工的影响，当风扇转子尺寸较大时，通过调整数控程序控制主轴11的位置和倾斜角度等参数，就可加工风扇转子叶尖等类似零件，即可提高加工精度和效率，提高加工质量，同时提高设备的通用性，通过设计专用转子磨叶尖工装、优化加工方法和加工参数解决转子叶尖磨削的问题。不用为了加工大直径的转子叶尖而改造普通车床或磨床，或者是买昂贵的专用设备，仅仅利用现有的数控立式磨床即可加工不同直径、叶尖角度的风扇转子，有效地提高了发动机风扇转子叶尖加工机构的通用性，同时提高了零件加工的安全性，减少操作者装夹及操作强度，提高了零件的加工精度设备使用效率。

另一方面，减少了设备投入及改造的资金约20万，减少零件转工等待周期10天，提高了数控立式磨床的利用率20％。

优选的，叶片夹具包括底座2和磨工夹具3，其中，底座2和磨工夹具3固定连接。

磨工夹具3包括夹具本体、锥块6、压板8、盖板12、销钉4及用于带动锥块6压紧固定叶片13的偏心螺纹件7，销钉4通过风扇叶片的安装孔安装叶片，锥块6的斜面用于与叶片13侧面抵接，压板8的下表面与锥块6的上表面抵接，压板8的上表面和盖板12的下表面抵接，盖板与夹具本体固定连接。锥块6的斜面用于与叶片13侧面抵接，锥块6上设有调整孔。优选，偏心螺纹件7包括螺纹部及安装在螺纹顶端的偏心限位部，螺纹部与固定座3连接，偏心螺纹件7和风扇转子位于所述楔块6相对两侧。将同一级的风扇工作叶片13安装到磨工夹具3上，通过转动偏心螺纹件7及锥块6将叶片13沿径向扩张，模拟工作离心力，使叶片伸长量类似于工作状态。然后叶片盘可以通过法兰盘的连接方式固定于机床的主轴11，通过叶尖与砂轮10的相对运动来加工。

为了便于拆装磨工夹具3，优选，夹具本体通过定位孔和法兰连接结构与底座2固定连接，压板8与盖板12通过螺母固定。

锥块6通过与偏心螺纹件7的凸台调节锥块6的压紧力，锥块6为一体成型结构。

优选的，夹具本体通过螺纹紧固件与底座2固定连接，底座2与立式数控磨床主体的工作台的固定连接。

为了便于拆装磨工夹具3，底座2与磨工夹具3可拆卸连接。

具体的，底座2的外圆面和底座2的上表面垂直，且底座2的侧面和底座2的上表面作为检测基准面

优选的，压板8下表面设有用于容纳偏心螺纹件7顶部的限位槽。通过设置限位槽，避免偏心螺纹件7松动的情况，进一步提高了使用安全性。

更为优选的，楔块6侧面设有与偏心螺纹件7侧面抵接的阶梯面，阶梯面的上表面与偏心限位部的下表面抵接。优选，楔块6为一体式结构，由于楔块6侧面设有与偏心螺纹件7侧面阶梯面，使得偏心螺纹件7对楔块6进一步限位，提高了整体强度。

具体的，底座2包括底座本体22及设置在底座本体22上的安装部23，磨工夹具3与安装部23可拆卸连接。底座本体22的侧面和底座本体22的上表面作为检测基准面。优选，底座本体22和安装部23可拆卸连接。

为了增加风扇转子叶片盘的刚性，相邻两个风扇转子的叶片之间设有灌蜡层1，即各叶片间隙用灌蜡的方式填充。

在上述各方案的基础上，优选，主轴11为轴线可偏转装置。即通过偏转砂轮10的主轴11来磨削带角度的转子叶尖。

砂轮10在磨削过程中会磨损，具体可以通过数控程序控制砂轮10的修磨及补偿者，主轴11如果能够自动偏转角度，可以通过程序控制主轴11的偏转及砂轮10磨削。

本申请加工较大回转直径(直径1000mm以上)的工件、可以通过磁盘或法兰盘的方式装夹工件、机床精度及主轴11性能优异，主轴可以偏摆角度，可以通过数控编程控制等等，在磨削过程中，转子叶尖直径及角度的测量非常重要，由于磨削面是不连续的表面，且存在三维角度，必须用专用工装测量。

由于底座2的设计，将工件安装高度提高了，方便磨削和找正，通过专业测具，可以在加工过程中实时检测。

为了提高安装及检测精度，本申请提供的对表件30和表架40，其中对表件30如图10至图12，倾斜面32部位模拟叶尖形状，圆弧面31为测量定位基准，测量平面33为测量平面基准，通过精确控制倾斜面32与圆弧面31的位置关系来检定被测转子叶尖直径。

表架40如图9所示，由本体41、量杆42、螺钉43、弹簧44、表架螺母45、表架套46和定位销47组成，定位销47安装在本体41下表面上，弹簧44的两端分别与量杆42和表架套46连接，表架套46、量杆42和表架螺母45均安装在本体41上，量杆42上设有用于容纳螺钉43底端的滑槽，螺钉43安装在本体41上，且底端位于滑槽内。测量前，先应在表架螺母45内安装千分表或百分表表头，在对表件30上对表，即将表架本体41部位底面支靠在对表件30的测量平面33部位，两个定位销47支靠在对表件30的圆弧面31部位，用表架40的量杆42顶尖部位接触对表件的32部位，然后表头刻度盘调到零刻度，此时检测的数值即为对表件30检定的转子叶尖数值。测量时，将对表件30如上述方法检测风扇转子叶尖，通过观察千分表或百分表表盘刻度的偏摆值，然后将对表件30检定的数值加上或减去记录的偏摆值，即可获得转子叶尖的实际测量值。

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 (10)

1.一种发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，包括立式数控磨床主体、叶片夹具、主轴(11)及安装在所述主轴(11)上的砂轮(10)，所述叶片夹具和所述主轴(11)安装在所述立式数控磨床主体上。

2.根据权利要求1所述的发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，所述叶片夹具包括底座(2)和磨工夹具(3)；

所述磨工夹具(3)包括夹具本体、锥块(6)、压板(8)、盖板(12)、销钉(4)及用于带动所述锥块(6)压紧固定叶片(13)的偏心螺纹件(7)，销钉(4)通过风扇叶片的安装孔安装叶片，锥块(6)的斜面用于与叶片(13)侧面抵接，压板(8)的下表面与所述锥块(6)的上表面抵接，所述压板(8)的上表面和所述盖板(12)的下表面抵接，所述盖板(12)与所述夹具本体固定连接。

3.根据权利要求2所述的发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，所述夹具本体通过定位孔和法兰连接结构与所述底座(2)固定连接，所述压板(8)与所述盖板(12)通过螺母固定。

4.根据权利要求3所述的发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，所述压板(8)下表面设有用于容纳所述偏心螺纹件(7)顶部的限位槽。

5.根据权利要求3所述的发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，所述锥块(6)通过与所述偏心螺纹件(7)的凸台调节所述锥块(6)的压紧力，所述锥块(6)为一体成型结构。

6.根据权利要求3所述的发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，所述夹具本体通过螺纹紧固件与所述底座(2)固定连接，所述底座(2)与所述立式数控磨床主体的工作台的固定连接。

7.根据权利要求6所述的发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，所述底座(2)与所述磨工夹具(3)可拆卸连接。

8.根据权利要求6所述的发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，所述底座(2)的外圆面和所述底座(2)的上表面垂直，且所述底座(2)的侧面和所述底座(2)的上表面作为检测基准面。

9.根据权利要求1所述的发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，相邻两个风扇转子的叶片之间设有灌蜡层(1)。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的发动机风扇转子叶尖加工机构，其特征在于，所述主轴(11)为轴线可偏转装置。