CN109202197B - 一种薄壁密封片多工序线切割定位夹具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种薄壁密封片多工序线切割定位夹具及方法，属于机械加工技术领域。包括本体和底座，本体由互成角度的板Ⅰ和板Ⅱ构成；板Ⅰ的两侧分别设有带有定位孔的第一台阶和第二台阶，能够与定位件配合，固定薄壁密封片；底座上设有带连接孔凸台；板Ⅱ上设有U型槽，能够通过连接件与底座上的连接孔固定连接。当本体与机床固定时，形成线切割薄壁密封片两侧边所需的方向；当需要加工薄壁密封片两窗口时，只需将本体从机床上取下，然后与底座组成组合件，将组合件固定在机床上，形成加工薄壁密封片两窗口所需的方向。本装置结构设计合理、组装简单，实现了单次装夹定位完成两道线切割工序的加工，降低了生产成本。

Description

一种薄壁密封片多工序线切割定位夹具及方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种薄壁密封片多工序线切割定位夹具及方法。

背景技术

密封片是航空发动机上的重要零件，对某些零部件密封起到至关重要的作用。该零件为薄壁件，主体部分厚度仅为1mm，因此该零件遍布加强筋，以保证零件的刚性，防止零件变形，该薄壁零件如图1所示。零件两侧边和两个窗口采用线切割的加工方法进行加工，采用3个凸台端面和一侧两个凸台上的中心孔定位，两道工序有相同的定位方式，由于线切割部位角度不同，按常规需要两套夹具分别进行加工，成本高，效率低。而目前还没有一套线切割定位夹具能够实现薄壁密封片两道工序的加工，加工的方法也无可借鉴的经验。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种薄壁密封片多工序线切割定位夹具及方法，实现了利用一套线切割定位夹具完成密封片两侧边和两个窗口的线切割加工。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种薄壁密封片多工序线切割定位夹具，包括本体和底座，本体由互成角度α1的板Ⅰ和板Ⅱ构成；板Ⅰ的两侧分别设有第一台阶和第二台阶，第一台阶和第二台阶上设有用于与定位件配合固定薄壁密封片的定位孔；底座由互成角度的立板和底板构成，底板的上表面设有凸台，凸台面与底板的下表面角度为β4，凸台上还设有连接孔；板Ⅱ上设有U型槽，能够通过连接件与底座的凸台上的连接孔固定连接，使得本体与底座贴合。

优选地，0°＜α1＜90°，0°＜β4＜90°，且0°＜α1+β4＜90°。

优选地，本体由板Ⅰ和板Ⅱ通过焊接构成。

优选地，板Ⅰ的第一台阶和第二台阶之间和底座上均开有减轻孔。

优选地，构成底座上的两块板的相交处设有退刀槽。

优选地，第一台阶和第二台阶高度差值为H，H等于薄壁密封片凸台定位面间的高度差值。

优选地，第一台阶上的定位孔数量为2，能够装入与定位孔配合的第一定位件、第二定位件；第二台阶上的定位孔数量为1，能够装入与定位孔配合的第三定位件。

优选地，第一定位件为菱形销，第二定位件为带有螺纹的圆柱销和滚花螺母，第三定位件为滚花高头螺钉。

进一步优选地，菱形销与薄壁密封片间隙配合，与板Ⅰ上的定位孔过盈配合；圆柱销与薄壁密封片间隙配合，与板Ⅰ上的定位孔过盈配合。

使用上述线切割定位夹具对薄壁密封片进行多工序线切割的方法，其特征在于，分为以下步骤：

1)将待加工的密封片用定位件固定在板Ⅰ上；

2)将本体通过找正密封片两侧边和端头边缘位置摆正后，固定在机床上；

3)进行密封片两侧边的加工；

4)密封片两侧边的加工完成后，取下本体，将本体与底座通过连接件固定连接；

5)将本体和底座的组合件通过找正两个窗口的位置摆正后，固定在机床上；

6)进行密封片两窗口的加工。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的薄壁密封片多工序线切割定位夹具，包括本体和底座，本体由板Ⅰ和板Ⅱ构成，板Ⅰ上设有带有定位孔的第一台阶和第二台阶，通过定位件与定位孔的配合，能够将待加工的薄壁密封片固定在本体上。板Ⅰ和板Ⅱ所成的角度，能够使本体与机床固定时，形成线切割薄壁密封片两侧边所需的方向；当需要加工薄壁密封片两窗口时，只需将固定有薄壁密封片的本体从机床上取下，然后使用连接件，通过板Ⅱ上的U型槽与底座上的凸台固定连接，组成组合件，将组合件固定在机床上，能够形成加工薄壁密封片两窗口所需的方向。本装置结构设计合理、组装简单，实现了单次装夹定位完成两道线切割工序的加工，降低了生产成本。

进一步地，本体由板Ⅰ和板Ⅱ通过焊接构成，由于本体尺寸小，铸造难度大，且线切割工序受力小，采用焊接加工的方式操作简单、成本低，而且足以满足线切割工序的使用需要。

进一步地，板Ⅰ的第一台阶和第二台阶之间和底座上均开有减轻孔，能够在满足刚性的前提下减轻装置的重量，使组装、拆卸更加方便。

进一步地，底座上设有退刀槽，能够使本体和底座组装时，本体板Ⅱ的下平面能够与底座良好贴合，保证加工的精度。

进一步地，第一台阶和第二台阶存在高度差值H，H等于薄壁密封片凸台定位面间的高度差值，能够使薄壁密封片与本体良好贴合，保证加工精度。

本发明还公开了使用上述线切割定位夹具对薄壁密封片进行多工序线切割的方法，通过本体的单独使用以及与底座的配合使用，能够实现一次装夹工件完成两道工序，操作简便，定位误差小，加工效率高。

附图说明

图1为待加工的薄壁密封件的主视图；

图2为待加工的薄壁密封件的俯视图；

图3为本发明的装置与待加工的薄壁密封片装配示意图；

图4为本发明的A-A剖视图；

图5为本发明的本体的主视图；

图6为本发明的本体的俯视图；

图7为本发明的本体的A向视图；

图8为本发明的菱形销的主视图；

图9为本发明的菱形销的俯视图；

图10为本发明的圆柱销的结构示意图；

图11为本发明的底座的主视图；

图12为本发明的底座的俯视图；

图中，1为本体，2为菱形销，3为带有螺纹的圆柱销，4为底座，5为滚花高头螺钉，6为滚花螺母，7为板Ⅰ，8为板Ⅱ，9为第一台阶，10为第二台阶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1、图2，待加工的薄壁密封片上有3个凸台定位面和一侧两个凸台上的中心孔，需要加工的部位为两侧边和两个窗口，两个部位不同，因此线切割时装夹的角度也不同。

参见图3～图7，本发明的薄壁密封片多工序线切割定位夹具，包括本体1和底座4，本体1由互成角度的板Ⅰ7和板Ⅱ8构成，本体1可以通过铸造成为一体，但考虑本体尺寸小，铸造难度大，且线切割工序受力小，采用焊接加工的方式操作简单、成本低，而且足以满足线切割工序的使用需要，使用两块平板焊接构成；板Ⅰ7和板Ⅱ8的形成的角度α1，能够使板Ⅱ8固定在机床上时，形成线切割薄壁密封片两侧边所需的方向。板Ⅰ7的两侧分别设有第一台阶9和第二台阶10，第一台阶9上设有2个定位销孔，第二台阶10上设有1个定位螺孔；参见图8、图9，提供了一种定位件的配合关系，菱形销2的D2a直径段截面为菱形，与薄壁密封片上的孔成H7/f7的间隙配合，D2b直径段的销与第一台阶9上的定位销孔成H7/P6的过盈配合；参见图10，圆柱销3为台阶轴形式，D3a直径段与薄壁密封片上的孔成H7/f7的间隙配合，D3b直径段的销与第一台阶9上的定位销孔成H7/P6的过盈配合，M3为螺柱段，能够旋入滚花螺母6；滚花高头螺钉5能够旋入第二台阶10上的定位螺孔；菱形销2、圆柱销3和滚花高头螺钉5共同配合，能够实现待加工薄壁密封片的定位压紧。第一台阶9和第二台阶10存在高度差值H，H等于薄壁密封片凸台定位面间的高度差值。板Ⅰ7的第一台阶9和第二台阶10之间开有两个方形减轻孔。

参见图11、图12，底座4上设有两个凸台，凸台上设有连接孔，能够通过螺栓或螺钉与板Ⅱ8上的U型槽连接固定，形成组合件。两个凸台之间开有减轻孔。底座4的立板A面和底板B面形成的角度α4等于板Ⅰ7和板Ⅱ8的形成的角度α1，角度α1由加工零件两侧边槽的方向确定，0°＜α1＜90°。在A面和B面的相交处加工有退刀槽，使本体1与底座4组合时能够良好贴合。凸台面B面和底板下表面C面形成的角度β4，0°＜β4＜90°，能够使底座4固定在机床上时，形成加工薄壁密封片两窗口所需的方向。且0°＜α1+β4＜90°，在本体1单独使用加工薄壁密封片两侧边，以及在本体1和底座4组合使用加工薄壁密封片两窗口时，能够形成满足线切割设备加工的方向。

本发明在使用时，分为以下步骤：

1)将待加工的密封片用定位件固定在板Ⅰ7上；

2)将本体1通过找正密封片两侧边和端头边缘位置摆正后，固定在机床上；

3)进行密封片两侧边的加工；

4)密封片两侧边的加工完成后，取下本体1，将本体1与底座4通过连接件固定连接；

5)将本体1和底座4的组合件通过找正两个窗口的位置摆正后，固定在机床上；

6)进行密封片两窗口的加工。

本发明的一个具体实施例如下：

(1)在线切割密封片两侧边时，使用除底座4之外的零部件，将密封片三个定位凸台分别放置在本体1的两台阶定位面上，并将相应孔插入本体上的菱形销2和圆柱销3进行定位，通过带孔滚花螺母6拧紧在圆柱销3的螺柱部位，实现密封片一端的定位压紧，另一端则将滚花高头螺钉5通过一个凸台上的过孔，拧紧在本体1中一端台阶定位面上的螺纹孔内，实现密封片另一端定位压紧，密封片装夹完毕，将本体1通过找正密封片侧边和端头边缘位置摆正后，固定在线切割机床上，即可实现密封片两侧边的加工。

(2)在线切割密封片两窗口时，则将底座4与其余零部件组合使用。将装夹好密封片的部分通过本体1的两个U型槽，用带有垫圈的螺钉与底座4相连接，使得形成正确的零件两窗口加工方向。将组合夹具放正固定在线切割机床上面，通过找正密封片则可实现密封片两窗口的加工。

Claims (8)

1.一种薄壁密封片多工序线切割定位夹具，其特征在于，包括本体(1)和底座(4)，本体(1)由互成角度α1的板Ⅰ(7)和板Ⅱ(8)构成；板Ⅰ(7)的两侧分别设有第一台阶(9)和第二台阶(10)，第一台阶(9)和第二台阶(10)高度差值为H，H等于待加工的薄壁密封片的凸台定位面间的高度差值，第一台阶(9)和第二台阶(10)上设有用于与定位件配合固定薄壁密封片的定位孔；底座(4)由互成角度的立板和底板构成，底板的上表面设有凸台，凸台面与底板的下表面角度为β4，凸台上还设有连接孔；板Ⅱ(8)上设有U型槽，能够通过连接件与底座(4)的凸台上的连接孔固定连接，使得本体(1)与底座(4)贴合；0°＜α1＜90°，0°＜β4＜90°，且0°＜α1+β4＜90°。

2.根据权利要求1所述的薄壁密封片多工序线切割定位夹具，其特征在于，本体(1)由板Ⅰ(7)和板Ⅱ(8)通过焊接构成。

3.根据权利要求1所述的薄壁密封片多工序线切割定位夹具，其特征在于，板Ⅰ(7)的第一台阶(9)和第二台阶(10)之间开有减轻孔，底座(4)上开有减轻孔。

4.根据权利要求1所述的薄壁密封片多工序线切割定位夹具，其特征在于，构成底座(4)的两块板的相交处设有退刀槽。

5.根据权利要求1所述的薄壁密封片多工序线切割定位夹具，其特征在于，第一台阶(9)上的定位孔数量为2，能够装入与定位孔配合的第一定位件、第二定位件；第二台阶(10)上的定位孔数量为1，能够装入与定位孔配合的第三定位件。

6.根据权利要求5所述的薄壁密封片多工序线切割定位夹具，其特征在于，第一定位件为菱形销(2)，第二定位件为带有螺纹的圆柱销(3)和滚花螺母(6)，第三定位件为滚花高头螺钉(5)。

7.根据权利要求6所述的薄壁密封片多工序线切割定位夹具，其特征在于，菱形销(2)与薄壁密封片间隙配合，与板Ⅰ(7)上的定位孔过盈配合；圆柱销(3)与薄壁密封片间隙配合，与板Ⅰ(7)上的定位孔过盈配合。

8.使用权利要求1～7任意一项所述的薄壁密封片多工序线切割定位夹具进行线切割的方法，其特征在于，分为以下步骤：

1)将待加工的薄壁密封片用定位件固定在板Ⅰ(7)上；

2)将本体(1)通过找正薄壁密封片两侧边和端头边缘位置摆正后，固定在机床上；

3)进行薄壁密封片两侧边的加工；

4)薄壁密封片两侧边的加工完成后，取下本体(1)，将本体(1)与底座(4)通过连接件固定连接；

5)将本体(1)和底座(4)的组合件通过找正两个窗口的位置摆正后，固定在机床上；

6)进行薄壁密封片两窗口的加工。

Images