CN110434639B - 一种用于叶片的自动定心装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定心结构，特别是一种用于叶片的自动定心装置，属于叶片加工装置技术领域；该装置包括底板，以及作为支撑的背板；该底板上还设置有叶根定位块，所述叶根定位块装配槽内还设置有夹持机构，以及用于提供横向夹持力的可调机构；该背板的顶部还设置有用于叶片顶部的装夹机构，该装夹机构具有可伸缩的定位销，适用于不规则曲面的定位与夹紧；本发明改变了传统叶片顶部铣削加工工艺所采用的夹具结构，结合基准定位以及叶片顶部自动调节接触位置，能够实现快速的装夹找正，在实际操作中不用进行二次测量或者检测，在保证转校的速率上同时还提供了装夹精度，促进了铣削工艺的效率，有效的解决了传统装夹装置操作繁琐、加工效率低下的问题。

Description

一种用于叶片的自动定心装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种定心结构，特别是一种用于叶片的自动定心装置及其方法，属于叶片加工装置技术领域。

背景技术

叶片属于汽轮机的重要部件，其包括叶根、叶身，在实际加工当中，需要针对叶身顶部进行铣削加工，而在加工的过程中，叶片的装夹很大程度决定了叶片加工精度，其加工是否满足要求主要是依托于夹具本身，而在传统的叶片夹具当中，首先，其定心效果以及精度相对较差；其次，由于夹具的问题导致叶身顶部的铣削加工精度一直是加工工艺当中的一个难题。为了保证叶片的装夹效果，通常需要操作人员更多的操作和调整，以至于叶片顶部加工效率一直处于较低的状态。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于叶片的自动定心装置，该定心结构能够辅助叶片加工更快进行定位装夹，促进叶片顶部铣削的加工效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于叶片的自动定心装置，其特征在于：包括底板，以及作为支撑的背板；

该底板上还设置有叶根定位块，所述叶根定位块装配槽内还设置有用于待加工件前后定位的夹持机构，以及用于提供横向夹持力的可调机构，从而以实现叶根处横向和纵向进行定位；

该背板的顶部还设置有用于叶片顶部的装夹机构，该装夹机构具有可伸缩的定位销，借助该定位销以适用于各种不同的曲面支撑和实现自动定心，从而实现叶片的装夹。

本发明的一种用于叶片的自动定心装置借助基准定位以及叶根处的定位，可以使叶身随着定位也进行位置调整，由于定位销是活动的，定位销为了更好的贴合叶身，会产生一定压缩量，从而实现自动定心的效果，由于叶根处定位更为精准，促使装夹时的定位效果更佳精准，从而有效的保证装夹效果，因此有效提高了加工效率。

进一步的，所述夹持机构包括装配于背板与定位块之间的压紧支板以及用于与叶根接触的叶根压块，压紧支板和叶根压块通过螺栓配合调整相对之间的间距以实现前后方向的定位。通过两个面的接触装配促使叶根前后位置能够更好进行定位，受力也更加均匀。

进一步的，所述可调机构包括装配于压紧支板上的第一支撑块，以及装配于第一支撑块上的第二支撑块，该第一支撑块上设置有可转动的活动扣板，第二支撑块设置有拉杆，该拉杆的一端与活动扣板连接，另一端延伸出第二支撑块以便于控制。该方式的设计主要是通过活动扣板的设计实现对叶根处进行横向定位，而活动扣板的转向主要是依托拉杆的作用力，从而有效的保证了装夹效果，避免叶片出现位移偏差。

进一步的，所述活动扣板呈“S”形，一端部与拉杆铰接，中部通过可转动装配于第一支撑块上，另一端部还铰接有压块以便于压块与叶根的贴合。该方式的设计有效的促进了压块与叶根更好的接触，提供有效的作用力，而非提供单个点的作用力。

进一步的，拉杆上还设置有弹性元件，一端与第二支撑块接触，一端与拉杆接触以促进拉杆恢复初始状态，该拉杆通过螺母进行位移的固定。该方式的设计能够有效促进拉杆在没有作用力的情况下实现自动回复初始位置。

进一步的，所述第二支撑块为“R”形结构。“R”形结构。能够有效的使拉杆实现上下移动并锁紧。

进一步的，所述叶根定位块上用于装配叶根的定位面成“L”形，通过该“L”形与叶根的底面和其中一侧面进行适配。以两个面作为贴合叶根的相邻两个侧面能够提供有效的基准定位。

进一步的，所述装夹机构包括具有装配叶片的装配面的顶紧底座，该顶紧底座通过顶紧底座支撑块固定在背板上，以及第一连接块和固定于顶紧底座上的第二连接块，该第一连接块通过连接块底座固定于背板上，且可绕连接块底座转动，该第一连接块上还设置有与叶片匹配的弧形压块，该第一连接块上设置有滑槽，第二连接块上设置有可转动的螺杆，通过螺母与螺杆的配合实现第一连接块和第二连接块的装配紧固。该方式的装配又能有效的保证叶片顶部的装配。

进一步的，所述顶紧底座上设置有多个通孔，该通孔内装配有衬套，该衬套内装配有定位销，定位销的底部设置有定位弹性元件，可随待加工件形状自动调节，并通过基座块装配于通孔内，该基座块固定于顶紧底座上。

进一步的，该定位销上开设有具有斜度的坡面，顶紧底座上设置有螺孔，，紧固螺杆通过螺孔装配有与坡面接触以实现固定定位。该方式的设计能够有效的保证叶片的固定，同时也保证在加工过程中不会有任何松动的现象，并且也具备了操作方便的优势，有效的简化了装配的工艺。

一种用于叶片的自动定心方法，包括以下步骤：

a、将衬套装配于顶紧底座的通孔内，再将定位销装配于衬套内，装入定位弹性元件并通过基座块进行装配固定；

b、将叶片的叶根放置于叶根定位块上，使叶根的底面和侧面与叶根定位块进行贴合，在用螺栓装配叶根压块，是叶根贴合在压紧支板，向下压拉杆，使压块与叶根贴合并提供作用力后锁紧；

c、此时叶片使定位销产生有一定的缩量，随叶片曲面的形状而变化，然后通过通孔上的螺纹孔穿入紧固螺杆，使紧固螺杆的底面与定位销上的坡面接触以避免定位销产生压缩量而产生摆动；

d、转动第一连接块至第二连接块处，转动螺杆进入第一连接块的滑槽内，并上螺母到螺杆上实现紧固装配，使弧形压块与叶片内侧匹配。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的一种用于叶片的自动定心装置改变了传统叶片顶部铣削加工工艺所采用的夹具结构，结合基准定位以及叶片顶部自动调节接触位置，能够实现快速的装夹找正，在实际操作中不用进行二次测量或者检测，在保证转校的速率上同时还提供了装夹精度，促进了铣削工艺的效率，有效的解决了传统装夹装置操作繁琐、加工效率低下的问题。

附图说明

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明定位销的结构示意图；

图5是本发明衬套的结构示意图；

图6是本发明定位销装配后的局部放大结构示意图；

图7是本发明拉杆处两种状态的局部放大结构示意图。

图中标记：1-底板、2-背板、3-叶根定位块、4-压紧支板、5-叶根压块、、6-第一支撑块、7-第二支撑块、8-活动扣板、9-拉杆、10-压块、11-弹性元件、12-顶紧底座、13-顶紧底座支撑块、14-第一连接块、15-第二连接块、16-弧形压块、17-滑槽、18-螺杆、19-衬套、20-定位销、21-定位弹性元件、22-基座块、23-连接块底座、24-待加工件(叶片)。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种用于叶片的自动定心装置，如图1至图7所示，包括底板1，以及作为支撑的背板2；

该底板1上还设置有叶根定位块3，所述叶根定位块3装配槽内还设置有用于待加工件(叶片)24前后定位的夹持机构，以及用于提供横向夹持力的可调机构，从而以实现叶根处横向和纵向进行定位；

该背板的顶部还设置有用于叶片顶部的装夹机构，该装夹机构具有可伸缩的定位销20，借助该定位销以适用于各种不同的曲面支撑和实现自动定心，从而实现叶片的装夹。

本实施例中，借助基准定位以及叶根处的定位，可以使叶身随着定位也进行位置调整，由于定位销是活动的，定位销为了更好的贴合叶身，会产生一定压缩量，从而实现自动定心的效果，由于叶根处定位更为精准，促使装夹时的定位效果更佳精准，从而有效的保证装夹效果，因此有效提高了加工效率。

基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，所述夹持机构包括装配于背板与定位块之间的压紧支板4以及用于与叶根接触的叶根压块5，压紧支板4和叶根压块5通过螺栓配合调整相对之间的间距以实现前后方向的定位。该设计方中，作为具体的设计，叶根压块5上开设通孔，压紧支板4上开设螺纹孔，叶根本身就具有通孔，螺栓穿过叶根压块和叶根后与螺纹孔装配，从而实现紧固装配效果。该方式的设计有效的保证前后的装配效果。

基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，背板、叶根定位块、以及压紧支板均固定设置在底板上。该固定方式可以通过焊接的方式或者通过螺栓连接的方式。

作为更加具体的，结合附图7，基于上述具体实施方式的设计原则上，在其中一具体实施方式中，所述可调机构包括装配于压紧支板4上的第一支撑块6，以及装配于第一支撑块上的第二支撑块7，该第一支撑块上设置有可转动的活动扣板8，第二支撑块7设置有拉杆9，该拉杆的一端与活动扣板连接，另一端延伸出第二支撑块以便于控制。

做进一步的设计，在另一具体实施方式中，所述活动扣板8呈“S”形，一端部与拉杆铰接，中部通过可转动装配于第一支撑块上，另一端部还铰接有压块10以便于压块与叶根的贴合。更加具体的，该压块10也为弧形的。但是，该弧形顶部连接活动扣板，其两个端点作为叶根的接触点。再做进一步的阐述，拉杆、压板与活动板连接的端部均具有槽型结构，活动扣板与槽型结构处均设置有匹配的圆孔，并通过销钉实现铰接的连接关系。

基于上述具体实施方式的设计原则上，拉杆上还设置有弹性元件11，一端与第二支撑块接触，一端与拉杆接触以促进拉杆恢复初始状态，该拉杆通过螺母进行位移的固定。当然，由于拉杆与活动板连接的端部均具有槽型结构，因此，该处的直径是大于拉杆的，从而可作为弹性原件的接触面。具体的，该弹性元件为弹簧。

基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，所述第二支撑块7为“R”形结构。也就是该第二支撑块7上具有槽型开口，从而能够有效的实现拉杆的上下移动，可通过压的方式来提供作用力来改变压块的结构。在一定位置后，该拉杆为螺纹杆，并通过螺母进行定位，实现叶根的装配，图7则为两种状态下的结构示意图。具体的，为了保证效果，该第二支撑板用于与螺母接触的面为圆弧面。由于工件的大小使得在锁紧过程中拉杆会上下移动，为了使螺母在每个点位都能法向锁紧所以设计成圆弧状。

作为上述的结构进行具体设计后，为了更好的实现装配效果，在另一具体实施方式中，所述叶根定位块3上用于装配叶根的定位面成“L”形，通过该“L”形与叶根的底面和其中一侧面进行适配。该方式提供了固定有效的基准定位。

基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，所述装夹机构包括具有装配叶片的装配面的顶紧底座12，该顶紧底座12通过顶紧底座支撑块13固定在背板上，以及第一连接块14和固定于顶紧底座上的第二连接块15，该第一连接块14通过连接块底座23固定于背板上，且可绕连接块底座23转动，该第一连接块上还设置有与叶片匹配的弧形压块16，该第一连接块上设置有滑槽17，第二连接块上设置有可转动的螺杆18，通过螺母与螺杆的配合实现第一连接块和第二连接块的装配紧固。顶紧底座内侧装配面的加工是根据叶片的弧度来进行加工。当然，弧形压块16也是根据叶片的弧度进行加工的。该连接块底座23、顶紧底座支撑块可通过螺栓或者焊接固定在背板上。

作为更加具体的设计，在其中一具体实施方式中，所述顶紧底座上设置有多个通孔，该通孔内装配有衬套19，该衬套内装配有定位销20，定位销20的底部设置有定位弹性元件21，可随待加工件形状自动调节，并通过基座块22装配于通孔内，该基座块固定于顶紧底座上。该方式有效的可随着叶片的调整而自行进行调整以便于匹配。作为更加具体的，通孔为3个，并且装配有3个定位销。当然，该3个通孔均匀分布，相邻2通孔之间的夹角是相等的。

作为更加具体的设计，在另一具体实施方式中，该定位销上开设有具有斜度的坡面，顶紧底座上设置有螺孔，紧固螺杆通过螺孔装配有与坡面接触以实现固定定位。其分布方式也坡面的设计均从附图可以看出。作为比较具体的，衬套上面也设置有定位孔以与螺孔想匹配，以保证紧固螺杆可以与定位销相接触。更加具体的，该定位销的尾部具有限位环台，该直径是大于衬套的。因此，定位销的底部为定位弹性元件的一个接触面，而基座块作为定位弹性元件的另一个接触面。具体的，定位弹性元件也为弹簧。具体的，基座块通过螺栓固定在顶紧底座上的。

实施例2

一种用于叶片的自动定心方法，包括以下步骤：

a、将衬套装配于顶紧底座的通孔内，再将定位销装配于衬套内，装入定位弹性元件并通过基座块进行装配固定；

b、将叶片的叶根放置于叶根定位块上，使叶根的底面和侧面与叶根定位块进行贴合，在用螺栓装配叶根压块，是叶根贴合在压紧支板，向下压拉杆，使压块与叶根贴合并提供作用力后锁紧；

c、此时叶片使定位销产生有一定的缩量，随叶片曲面的形状而变化，然后通过通孔上的螺纹孔穿入紧固螺杆，使紧固螺杆的底面与定位销上的坡面接触以避免定位销产生压缩量而产生摆动；

d、转动第一连接块至第二连接块处，转动螺杆进入第一连接块的滑槽内，并上螺母到螺杆上实现紧固装配，使弧形压块与叶片内侧匹配。

综上所述，本发明的一种用于叶片的自动定心装置改变了传统叶片顶部铣削加工工艺所采用的夹具结构，结合基准定位以及叶片顶部自动调节接触位置，能够实现快速的装夹找正，在实际操作中不用进行二次测量或者检测，在保证转校的速率上同时还提供了装夹精度，促进了铣削工艺的效率，有效的解决了传统装夹装置操作繁琐、加工效率低下的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于叶片的自动定心装置，其特征在于：包括底板（1），以及作为支撑的背板（2）；

该底板（1）上还设置有叶根定位块（3），所述叶根定位块（3）装配槽内还设置有用于待加工件前后定位的夹持机构，以及用于提供横向夹持力的可调机构，从而以实现叶根处横向和纵向进行定位；

该背板的顶部还设置有用于叶片顶部的装夹机构，该装夹机构具有可伸缩的定位销（20），借助该定位销以适用于各种不同的曲面支撑和实现自动定心，从而实现叶片的装夹；

所述夹持机构包括装配于背板与定位块之间的压紧支板（4）以及用于与叶根接触的叶根压块（5），压紧支板（4）和叶根压块（5）通过螺栓配合调整相对之间的间距以实现前后方向的定位；

所述可调机构包括装配于压紧支板（4）上的第一支撑块（6），以及装配于第一支撑块上的第二支撑块（7），该第一支撑块上设置有可转动的活动扣板（8），第二支撑块（7）设置有拉杆（9），该拉杆的一端与活动扣板连接，另一端延伸出第二支撑块以便于控制；

所述装夹机构包括具有装配叶片的装配面的顶紧底座（12），该顶紧底座（12）通过顶紧底座支撑块（13）固定在背板上，以及第一连接块（14）和固定于顶紧底座上的第二连接块（15），该第一连接块（14）通过连接块底座（23）固定于背板上，且可绕连接块底座（23）转动，该第一连接块上还设置有与叶片匹配的弧形压块（16），该第一连接块上设置有滑槽（17），第二连接块上设置有可转动的螺杆（18），通过螺母与螺杆的配合实现第一连接块和第二连接块的装配紧固；

所述顶紧底座上设置有多个通孔，该通孔内装配有衬套（19），该衬套内装配有定位销（20），定位销（20）的底部设置有定位弹性元件（21），可随待加工件形状自动调节，并通过基座块（22）装配于通孔内，该基座块固定于顶紧底座上；

该定位销上开设有具有斜度的坡面，顶紧底座上设置有螺孔，紧固螺杆通过螺孔装配有与坡面接触以实现固定定位。

2.如权利要求1所述的一种用于叶片的自动定心装置，其特征在于：所述活动扣板（8）呈“S”形，一端部与拉杆铰接，中部通过可转动装配于第一支撑块上，另一端部还铰接有压块（10）以便于压块与叶根的贴合。

3.如权利要求1所述的一种用于叶片的自动定心装置，其特征在于：拉杆上还设置有弹性元件（11），一端与第二支撑块接触，一端与拉杆接触以促进拉杆恢复初始状态，该拉杆通过螺母进行位移的固定。

4.如权利要求1所述的一种用于叶片的自动定心装置，其特征在于：所述叶根定位块（3）上用于装配叶根的定位面成“L”形，通过该“L”形与叶根的底面和其中一侧面进行适配。

5.一种采用如权利要求1所述的用于叶片的自动定心装置的自动定心方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、将衬套装配于顶紧底座的通孔内，再将定位销装配于衬套内，装入定位弹性元件并通过基座块进行装配固定；

b、将叶片的叶根放置于叶根定位块上，使叶根的底面和侧面与叶根定位块进行贴合，在用螺栓装配叶根压块，是叶根贴合在压紧支板，向下压拉杆，使压块与叶根贴合并提供作用力后锁紧；

c、此时叶片使定位销产生有一定的缩量，随叶片曲面的形状而变化，然后通过通孔上的螺纹孔穿入紧固螺杆，使紧固螺杆的底面与定位销上的坡面接触以避免定位销产生压缩量而产生摆动；

d、转动第一连接块至第二连接块处，转动螺杆进入第一连接块的滑槽内，并上螺母到螺杆上实现紧固装配，使弧形压块与叶片内侧匹配。