CN108907769A - 一种叶轮类零件快速换装及换装误差调整方法 - Google Patents

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王永飞
杨继平
周续
陈刚
刘月萍
宛春博
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece

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Abstract

本发明公开了一种叶轮类零件快速换装及换装误差调整方法，快速换装方法采用通用的子板结构并与不同工装连接形成不同零件装夹的组合体，组合体作为载体首先在机外进行零件装夹找正，然后通过子板和母板的快速换装实现零件从机外到机床的全工序流转。换装误差调整方法通过调整单个母板的圆周跳动量进而补偿端面跳动量对于圆周跳动量的影响值。本发明能够实现叶轮类零件的高精度、快速、自动装夹定位，提高换装效率，提高设备利用率。

Description

一种叶轮类零件快速换装及换装误差调整方法
技术领域
本发明涉及一种叶轮类零件的快速换装方法，同时还涉及一种调整叶轮类零件快速换装时产生误差的方法，属于工装设计技术领域。
背景技术
叶轮类零件属于航空航天发动机中的关重件产品，如图1所示，具有结构复杂、设计指标要求高、加工难度大、加工周期长的特点，其中叶轮的数控铣叶片工序为零件的关键工序，也是全流程中工时最长的工序，且该工序加工精度直接影响产品的关键设计指标。
由于叶轮类零件叶片的轮廓度要求较高，因此在数控铣叶片工序中，加工前一般要求零件端面跳动量不大于0.01mm，圆周跳动量不大于0.01mm。为保证跳动量要求，往往零件的装夹找正时间较长，通常需要几个小时，且每件零件均需要重复装夹找正的过程。
目前叶轮类零件常规的装夹找正方法存在以下问题：
(1)为保证叶轮零件较高的装夹精度，装夹找正时间很长，且每件均需重复该过程，费时费力；
(2)常规装夹找正均在机床上进行，这就导致零件的非加工时间过长，零件数控铣工序时间相应增加，产品的制造周期变长；且设备的利用率不高，经济效益有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种叶轮类零件快速换装及换装误差调整方法，能够实现叶轮类零件的高精度、快速、自动装夹定位，提高换装效率，提高设备利用率。
一种叶轮类零件快速换装方法，该方法采用通用的子板结构并与不同工装连接形成不同零件装夹的组合体，组合体作为载体首先在机外进行零件装夹找正，然后通过子板和母板的快速换装实现零件从机外到机床的全工序流转。
进一步地，所述母板选用零点定位母板，其本身的拉钉锁紧结构重复精度保证重复装夹精度在0.005mm以内。
一种叶轮类零件快速换装误差调整方法，该方法是通过调整单个母板的圆周跳动量进而补偿端面跳动量对于圆周跳动量的影响值。
有益效果：
1、本发明可显著提高叶轮类零件的装夹找正及换装效率，大幅缩短非加工时间，保证重复装夹精度，经济效益较高。
2、本发明的误差的控制方法，可实现不同子板与不同母板快换精度控制在0.01mm以内。
附图说明
图1为叶轮的结构示意图；
图2为子板和母板配合的快换工装结构示意图；
图3为不同母板的端面跳动误差示意图；
图4为母板端面跳动对零件装夹精度影响的示意图；
图5为不同母板的圆跳误差示意图。
其中，1-零件、2-工装、3-子板、4-母板、5-母板回转轴线。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种叶轮类零件快速换装及换装误差调整方法，如附图2所示，快速换装采用的装置有两个结构完全相同的母板4、一个子板3和一套工装2，其中一个母板4设置在机外，另一个母板4设置在机床上；
零件1通过工装2进行装夹，子板3与工装连接后形成零件装夹的组合体，组合体作为载体首先在机外的母板4上进行零件装夹找正，然后将零件连同子板3直接送至机床上的母板进行安装，实现零件从机外到机床的全工序流转。
采用零点定位系统作为快速换装方案，虽然母板自身的重复精度在0.005mm，但这仅仅是同一子板与同一母板的快换精度，为了保证每件产品全流程各装夹环节均具有较高的装夹精度，这就要求不同子板与不同母板的快换精度在0.01mm以内。在实际操作中发现，满足该装夹精度难度很大，其中涉及到了多个误差影响因素，其中包括母板端面跳动量的一致性误差和母板圆周跳动量一致性误差。
母板端面跳动量通过精加工方式一般可控制在0.004mm以内，但不同母板的端面跳动量一致性误差理论范围在0-0.008mm，如图3所示；而由于端跳的影响导致工件装夹精度误差如图4所示。其中，母板回转轴线5的偏差X＝L*sin(A)。
母板圆周跳动量一般可找正控制在0.004mm以内，但不同母板的圆周跳动量一致性理论范围在0-0.008mm，如图5所示。
上述误差均源于各母板的一致性，两个误差单独控制无法实现零值，但两个误差可实现误差抵消补偿，通过调整单个母板的圆周跳动量进而补偿端面跳动量对于圆周跳动量的影响值X，如图4所示。
通过上述误差的控制方法，可实现不同子板与不同母板快换精度控制在0.01mm以内。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种叶轮类零件快速换装方法，其特征在于，该方法采用通用的子板结构并与不同工装连接形成不同零件装夹的组合体，组合体作为载体首先在机外进行零件装夹找正，然后通过子板和母板的快速换装实现零件从机外到机床的全工序流转。
2.如权利要求1所述的轮类零件快速换装方法，其特征在于，所述母板选用零点定位母板，其本身的拉钉锁紧结构重复精度保证重复装夹精度在0.005mm以内。
3.一种叶轮类零件快速换装误差调整方法，该方法是通过调整单个母板的圆周跳动量进而补偿端面跳动量对于圆周跳动量的影响值。
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蒋晓岚: "同轴度误差测量的一种替代法", 《计量技术》 *

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