CN113399720B - 一种外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具及方法，夹具包括定位块、支撑块、夹紧块、螺母、螺纹杆、安全片和定位板，其中定位块上设置有第一定位面和第二定位面，第一定位面和第二定位面之间开有凹槽，夹紧块上开有两个螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺纹杆。本发明利用外机匣蜂窝环弧块上的四个特征位置，配合定位块、夹紧块、螺纹杆和定位板实现径向、轴向和周向的装夹，铣加工时蜂窝环弧块时定位准确，状态稳定，提高了外机匣蜂窝环弧块的加工质量和加工效率。

Description

一种外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具及方法

技术领域

本发明涉及铣加工夹具和装夹方法技术领域，具体是一种外机匣蜂窝环弧块的铣加工夹具和铣加工装夹方法。

背景技术

航空发动机外机匣蜂窝环由三十六块蜂窝环弧块组装成圆形环，在对蜂窝弧块进行铣加工时，需要对其进行夹紧定位，目前，由于没有专用夹具，采用虎夹对弧块两端截面进行夹紧和周向定位，该方法的缺点是没有对蜂窝环弧块径向和周向定位，加工质量依赖于操作人员经验和手感，导致蜂窝环弧块加工尺寸偏差严重，风险提高，同时加工效率不高。鉴于此，需设计一种定位准确、操作方便的夹具和装夹方法。

发明内容

本发明旨在提供一种外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具及方法，使蜂窝环弧块铣加工时定位准确，加工状态稳定，加工质量得到保证，减小经济损失，同时提高加工效率。

为实现上述技术目的，本发明采用了下述技术方案：

一种外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具，所述外机匣蜂窝环弧块包括小端径向外表面、大端径向外表面、大端径向内表面和轴向凸起，铣加工夹具包括，

定位块，所述定位块上设置有第一定位面、第二定位面和凹槽，第一定位面和第二定位面之间有一段间隔，凹槽位于间隔内且凹槽的一个槽壁表面与第一定位面共面，凹槽的槽宽大于等于轴向凸起的宽度，第一定位面用于大端径向外表面的接触定位，第二定位面用于小端径向外表面的接触定位，凹槽用于轴向凸起的接触定位；

夹紧块，所述夹紧块位于定位块的一侧，且夹紧块与定位块之间的间隔距离大于外机匣蜂窝环弧块的径向厚度，夹紧块上开有螺纹孔；

定位板，所述定位板位于夹紧块和定位块的同一侧，且沿着从夹紧块指向定位块的方向布置，定位板的表面与外机匣蜂窝环弧块的周向端面接触定位；

螺纹杆，所述螺纹杆螺纹连接在夹紧块的螺纹孔中，且螺纹杆指向外机匣蜂窝环弧块的大端径向内表面。

作为一种选择，铣加工夹具还包括支撑块，所述夹紧块和定位块的一端连接在支撑块的同一个表面上。

进一步，所述支撑块与机床花轴可拆卸连接。

作为一种选择，所述螺纹杆上还套接有螺母，且螺母位于夹紧块远离定位块的外表面一侧。

作为一种选择，铣加工夹具还包括安全片，所述安全片位于螺纹杆末端与外机匣蜂窝环弧块的大端径向内表面之间。

进一步，所述安全片的表面曲率与外机匣蜂窝环弧块的大端径向内表面表面曲率一致。

作为一种选择，所述螺纹孔至少有两个，且螺纹孔之间的连线沿着外机匣蜂窝环弧块的周向延伸。当螺纹孔有多个时(大于两个时)，螺纹孔沿着周向分布，使得螺纹杆的压紧力在外机匣蜂窝环弧块的表面沿着周向均布。

作为一种选择，所述螺纹杆的轴线与第一定位面相交但与凹槽不相交。

一种外机匣蜂窝环弧块铣加工方法，包括外机匣蜂窝环弧块的装夹，采用夹具同时对外机匣蜂窝环弧块的径向、轴向和周向进行定位，其中，

径向定位至少包括对外机匣蜂窝环弧块小端径向外表面、大端径向外表面、大端径向内表面三个位置的接触定位；

轴向定位至少包括对外机匣蜂窝环弧块上的一个轴向凸起的接触定位；

周向定位至少包括对外机匣蜂窝环弧块上的一个周向端面的接触定位。

作为一种选择，所述对外机匣蜂窝环弧块大端径向内表面的接触定位为接触力大小和接触面积可调整的定位。

与现有技术相比，本发明的夹具和装夹方法具有以下特点：

采用本发明的蜂窝环弧块铣加工夹具装夹，其定位块通过凹槽支撑和轴向定位蜂窝环弧块。通过拧动螺母拧紧螺纹杆，与定位块共同夹紧蜂窝环弧块，实现径向定位蜂窝环弧块，其中蜂窝环弧块与螺纹杆之间配有安全片，使蜂窝环表面均匀受力，从而保护蜂窝环弧块，在定位块一端截面上焊接有定位板，起着周向定位蜂窝环弧块的作用。操作时只需将蜂窝环弧块上的轴向凸起放在定位块的凹槽内，通过螺纹杆对其夹紧，操作方便灵活，提高了加工效率，同时通过径向、轴向和周向定位作用确保蜂窝环弧块定位准确，提高后续铣加工的质量。

附图说明

图1是本发明外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具与蜂窝环弧块装配图；

图2是本发明外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具正视图，对应图1的左视图；

图3是本发明外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具俯视图，对应图1的俯视图；

图4是本发明外机匣蜂窝环弧块的轴向剖面图；

图中，1.定位块；2.支撑块；3.夹紧块；4.螺母；5.螺纹杆；6.蜂窝环弧块；7.小端径向外表面；8.安全片；9.定位板；10.大端径向外表面；11.轴向凸起；12.螺纹孔；13.大端径向内表面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

参见图4，蜂窝环弧块6上包括了小端径向外表面7、大端径向外表面10、大端径向内表面13和轴向凸起11几个特征，本实施例中选择上述4个特征作为蜂窝环弧块6铣加工的装夹定位位置，需要说明的是，大端和小端分别是指蜂窝环弧块6轴向上两个外径不等的端面，其中轴向外径较大的端面为大端，轴向外径较小的端面为小端，正视图4，从上到下的方向为蜂窝环弧块6的轴向，而上端为外径较大的端面，称为大端，下端为外径较小的端面，称为小端。正视图4，从左到右的方向为蜂窝环弧块6的径向，沿着径向靠左的表面称为径向内表面，靠右的表面称为径向外表面。正视图4和图3可知，蜂窝环弧块6的周向即图4中从外部(或内部)指向内部(或外部)的方向，对应图3中从图左侧(或右侧)指向右侧(或左侧)的方向。

如图1所示，为本实施例中的一种外机匣蜂窝环弧块铣加工方法，包括外机匣蜂窝环弧块的装夹，该装夹方法的核心是采用夹具同时对外机匣蜂窝环弧块的径向、轴向和周向进行定位，其中，

径向定位包括对外机匣蜂窝环弧块6的小端径向外表面7、大端径向外表面10、大端径向内表面13三个位置的接触定位；

轴向定位包括对外机匣蜂窝环弧块6上的一个轴向凸起的接触定位；

周向定位包括对外机匣蜂窝环弧块6上的一个周向端面的接触定位。

优选的，对外机匣蜂窝环弧块6的大端径向内表面13的接触定位为接触力大小和接触面积可调整的定位，在本实施例中，通过图1中的螺纹杆5数量和沿着蜂窝环弧块6径向移动位移来调整接触力大小，通过安全片8的面积大小来实现接触面积调整。

如图1所示，外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具包括用于定位蜂窝环弧块6的定位块1，定位块1上有凹槽用于支撑和轴向定位蜂窝环弧块6，具体是蜂窝环弧块上的轴向凸起11。定位块1上部分的内侧表面作为第一定位面与蜂窝环弧块6的大端径向外表面10接触，下部分的内侧表面作为第二定位面与蜂窝环弧块6的小端径向外表面7接触，用于对蜂窝环弧块6实施径向定位，第一定位面和第二定位面的曲率与蜂窝环弧块6上的大端径向外表面10、小端径向外表面7曲率一致，从而紧密贴合，确保定位块1的轴线(如图3，定位块1实质上是一块弯曲的定位结构，第一定位面和第二定位面均为曲面，从而适应蜂窝环弧块6的曲率，这里所指的定位块1的轴线即第一定位面和第二定位面的曲面中心轴线)与蜂窝环弧块6的轴线(即蜂窝环弧块6曲率中心轴线)在同一直线上，该轴线在图3的下方，可以理解为以该轴线为中心轴线作不同半径的圆弧面，第一定位面、第二定位面和蜂窝环弧块6分别在不同半径的圆弧面上，这样可以确保蜂窝环弧块6在夹具上稳定装夹。如图3，定位块1的一端面上焊接有定位板9，用于对蜂窝环弧块6实施周向定位，当然也可以在另一端也焊接一块定位板9，但通常单侧周向定位即可满足需求。如图1，与定位块1焊接的支撑块2用于支撑定位块1和夹紧块3，且支撑块2可固定在机床花轴上。如图2，夹紧块3上部分有两个螺纹孔12，螺纹孔12内螺纹连接有螺纹杆5。螺纹杆5上套有螺母4，螺纹杆5、螺母4和定位块1夹紧蜂窝环弧块6。螺纹杆5和蜂窝环弧块6的大端径向内表面13中间夹有安全片8，安全片8用于将螺纹杆5对蜂窝环弧块6的接触力均匀分布在蜂窝环弧块6表面上，避免螺纹杆5将蜂窝环弧块6压变形，螺纹杆5的末端压紧位置位于凹槽的上方，即螺纹杆5的轴线延伸至凹槽的上方。

参见图1、图2和图3，铣加工夹具包含定位块1、支撑块2、夹紧块3、螺母4、螺纹杆5、安全片8和定位板9，其中定位块1上设置有第一定位面和第二定位面，第一定位面和第二定位面之间开有凹槽，夹紧块3上开有两个螺纹孔12。定位块1的轴线与蜂窝环弧块6的轴线在同一直线上，定位块1与其底部的支撑块2焊接，定位块1的凹槽通过配合轴向凸起11用于支撑和轴向定位蜂窝环弧块6。

定位块1上部分的内侧表面作为第一定位面与蜂窝环弧块6的大端径向外表面10接触，下部分的内侧表面作为第二定位面与蜂窝环弧块6的小端径向外表面7接触，用于对蜂窝环弧块6径向定位。定位块1的一侧端截面上焊接有定位板9，用于对蜂窝环弧块6进行周向定位。

与定位块1焊接的支撑块2同时支撑定位块1和夹紧块3，且支撑块2可固定在机床花轴上。夹紧块3有两个螺纹孔12，两个螺纹孔12内都装有螺纹杆5。螺纹杆5上套接着螺母4，螺纹杆5、螺母4和定位块1配合沿径向夹紧蜂窝环弧块6。螺纹杆5的末端和蜂窝环弧块6中间夹有安全片8，安全片8用于将螺纹杆5对蜂窝环弧块6的压紧力均匀分布。

通过定位块1和螺纹杆5夹紧作用可径向定位，通过定位板9进行周向定位，通过凹槽可支撑和轴向定位，整套夹具定位准确，使加工状态稳定，提高了加工质量和加工效率。

Claims (8)

1.一种外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具，所述外机匣蜂窝环弧块包括小端径向外表面(7)、大端径向外表面(10)、大端径向内表面(13)和轴向凸起(11)，其特征在于：铣加工夹具包括，

定位块(1)，所述定位块(1)上设置有第一定位面、第二定位面和凹槽，第一定位面和第二定位面之间有一段间隔，凹槽位于间隔内且凹槽的一个槽壁表面与第一定位面共面，凹槽的槽宽大于等于轴向凸起(11)的宽度，第一定位面用于大端径向外表面(10)的接触定位，第二定位面用于小端径向外表面(7)的接触定位，凹槽用于轴向凸起(11)的接触定位；

夹紧块(3)，所述夹紧块(3)位于定位块(1)的一侧，且夹紧块(3)与定位块(1)之间的间隔距离大于外机匣蜂窝环弧块的径向厚度，夹紧块(3)上开有螺纹孔(12)；

定位板(9)，所述定位板(9)位于夹紧块(3)和定位块(1)的同一侧，且沿着从夹紧块(3)指向定位块(1)的方向布置，定位板(9)的表面与外机匣蜂窝环弧块的周向端面接触定位；

螺纹杆(5)，所述螺纹杆(5)螺纹连接在夹紧块(3)的螺纹孔(12)中，且螺纹杆(5)指向外机匣蜂窝环弧块的大端径向内表面(13)。

2.根据权利要求1所述的外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具，其特征在于：还包括支撑块(2)，所述夹紧块(3)和定位块(1)的一端连接在支撑块(2)的同一个表面上。

3.根据权利要求2所述的外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具，其特征在于：所述支撑块(2)与机床花轴可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具，其特征在于：所述螺纹杆(5)上还套接有螺母(4)，且螺母(4)位于夹紧块(3)远离定位块(1)的外表面一侧。

5.根据权利要求1所述的外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具，其特征在于：还包括安全片(8)，所述安全片(8)位于螺纹杆(5)末端与外机匣蜂窝环弧块的大端径向内表面(13)之间。

6.根据权利要求5所述的外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具，其特征在于：所述安全片(8)的表面曲率与外机匣蜂窝环弧块的大端径向内表面(13)表面曲率一致。

7.根据权利要求1所述的外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具，其特征在于：所述螺纹孔(12)至少有两个，且螺纹孔(12)之间的连线沿着外机匣蜂窝环弧块的周向延伸。

8.根据权利要求1所述的外机匣蜂窝环弧块铣加工夹具，其特征在于：所述螺纹杆(5)的轴线与第一定位面相交但与凹槽不相交。

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