CN113798878A - 用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其包括：定位主轴安装在底座上，沿底座向上延伸；中心定位装置套设在所述定位主轴上，并与所述底座连接，待加工零件布置在所述底座的上端面上，形成端面定位，所述中心定位装置的外端面与所述待加工零件的内侧定位面配合定位，形成端面定位；至少一组压紧盖板组件依次套设并固定在所述定位主轴上，位于所述中心定位装置的上方，所述压紧盖板组件的下端面与所述待加工零件的上端定位面配合压紧，形成端面压紧。本发明通过过定位、自涨紧、自定位的结构方式，不仅消除了零件定位径向间隙，增强了零件和夹具的刚性，减少了拉削后零件的变形量，提高了零件尺寸精度。

Description

用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具

技术领域

本发明涉及航空发动机制造技术领域，特别涉及一种用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具。

背景技术

在现有技术中，盘类零件是航空发动机中的关键零件，尤其是带榫槽的盘。在高温、高压、高转速的恶劣环境下不仅要承受各级叶片和自身的离心力，同时还要承受高温以及由此引起的温度应力，并要传递扭矩。

因此，这类零件大多采用高温合金、粉末高温合金等难加工材料制造，零件形状复杂，尺寸精度要求高，容易变形。

对于航空发动机盘类零件榫槽的加工，现有最成熟的、采用最广泛的制造工艺是拉削加工。由于盘材料为难加工的高温合金，切削抗力大，而目前榫槽拉削过程中使用的专用拉削夹具通常为单定位盘结构，零件与夹具定位盘通过间隙定位，因此在拉削过程中零件容易产生窜动和变形。

另外，专用的拉削夹具由于不具有互换性，且制造成本高、加工周期长，严重影响了工厂的加工效益。

有鉴于此，本领域技术人员研制了一种拉削夹具，以期能够克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中航空发动机盘类零件榫槽加工容易产生窜动和变形，且加工成本高，周期长等缺陷，提供一种用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特点在于，所述拉削夹具包括：

底座和定位主轴，所述定位主轴安装在所述底座上，沿所述底座向上延伸；

中心定位装置，所述中心定位装置套设在所述定位主轴上，并与所述底座连接，待加工零件布置在所述底座的上端面上，形成端面定位，所述中心定位装置的外端面与所述待加工零件的内侧定位面配合定位，形成端面定位；

至少一组压紧盖板组件，所述压紧盖板组件依次套设并固定在所述定位主轴上，位于所述中心定位装置的上方，所述压紧盖板组件的下端面与所述待加工零件的上端定位面配合压紧，形成端面压紧。

根据本发明的一个实施例，所述底座的中心设置有一定位台，所述定位主轴固定连接在所述定位台内。

根据本发明的一个实施例，所述中心定位装置包括轴向中心定位环、第一轴套和第一锁紧件，所述轴向中心定位环与所述第一轴套固定连接，所述第一轴套套设在所述定位主轴上，并通过所述第一锁紧件锁紧。

根据本发明的一个实施例，所述底座的外侧上端部设置有阶梯型凸台，所述凸台的第一定位面上固定有第一端面定位环，所述轴向中心定位环位于所述第一端面定位环上。

根据本发明的一个实施例，所述第一定位面的上部外侧设置有一凹口，所述待加工零件的一端布置在所述凹口内，使得所述第一端面定位环、所述轴向中心定位环的外端面与所述待加工零件的内侧定位面配合定位。

根据本发明的一个实施例，所述凸台具有第二定位面，所述第二定位面上固定有第二端面定位环，所述待加工零件的另一端布置在所述第二端面定位环上，使得所述第二端面定位环和所述待加工零件配合定位。

根据本发明的一个实施例，每一组所述压紧盖板组件包括压紧盖板、第二轴套和第二锁紧件，所述压紧盖板与所述第二轴套固定连接，所述第二轴套套设在所述定位主轴上，并通过所述第二锁紧件锁紧。

根据本发明的一个实施例，所述压紧盖板的外侧下端面安装有压紧环，所述压紧环与所述待加工零件的上端定位面配合压紧。

根据本发明的一个实施例，所述压紧盖板组件包括第一压紧盖板组件和第二压紧盖板组件，所述第二压紧盖板组件位于所述第一压紧盖板组件的上方，所述第一压紧盖板组件中的压紧环和所述第二压紧盖板组件的压紧环分别压紧所述待加工零件的两端。

根据本发明的一个实施例，所述轴向中心定位环的外端面与所述待加工零件的内侧定位面之间具有一间隙，所述间隙的宽度为0.01-0.02mm。

根据本发明的一个实施例，所述底座的定位台上设置有一固定环，所述第一轴套安装在所述固定环上。

本发明的积极进步效果在于：

本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具通过过定位、自涨紧、自定位的结构方式，不仅消除了零件定位径向间隙，增强了零件和夹具的刚性，减少了拉削后零件的变形量，提高了零件尺寸精度；同时该夹具操作简单，设计巧妙，实现了专用拉削夹具部分部件的快速互换，降低了相似拉削夹具的制造成本和周期，提高了新产品研发的快速反应能力。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具的结构示意图。

图2为本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具的部分组合件示意图。

图3为本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具的定位面和压紧面的示意图。

【附图标记】

底座 10

定位主轴 20

中心定位装置 30

压紧盖板组件 40

待加工零件 50

定位台 11

轴向中心定位环 31

第一轴套 32

第一锁紧件 33

固定环 60

凸台 12

第一定位面 121

第一端面定位环 13

第二定位面 122

第二端面定位环 14

压紧盖板 41

第二轴套 42

第二锁紧件 43

压紧环 44

连接螺钉 70、71、72、73

组合底座 a

组合压紧盖板 b

组合压紧盖板 c

组合轴向中心定位环 d

端面定位面 100

轴向中心定位面 200

端面压紧 300、400

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图1为本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具的结构示意图。图2为本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具的部分组合件示意图。图3为本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具的定位面和压紧面的示意图。

如图1至图3所示，本发明公开了一种用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其包括：底座10、定位主轴20、中心定位装置30和至少一组压紧盖板组件40。其中，定位主轴20安装在底座10上，沿底座10向上延伸。中心定位装置30套设在定位主轴20上，并与底座10连接。将待加工零件50布置在底座10的上端面上，形成端面定位，中心定位装置30的外端面与待加工零件50的内侧定位面配合定位，形成端面定位。压紧盖板组件40依次套设并固定在定位主轴20上，位于中心定位装置30的上方，压紧盖板组件40的下端面与待加工零件50的上端定位面配合压紧，形成端面压紧。

优选地，在底座10的中心设置有一定位台11，将定位主轴20固定连接在定位台11内。中心定位装置30包括轴向中心定位环31、第一轴套32和第一锁紧件33，轴向中心定位环31与第一轴套32固定连接，第一轴套32套设在定位主轴20上，并通过第一锁紧件33锁紧。底座10的定位台11上还可以设置有一固定环60，第一轴套32安装在固定环60上。

例如，轴向中心定位环31和第一轴套32通过连接螺钉连接，第一轴套32套在定位主轴20上且紧密配合。零件自由装夹时，轴向中心定位环31的定位面与待加工零件50的内孔定位面是间隙配合。即轴向中心定位环31的外端面与待加工零件50的内侧定位面之间具有一间隙，所述间隙的宽度优选为

0.01-0.02mm。

进一步地，在底座10的外侧上端部设置有阶梯型凸台12，凸台12的第一定位面121上固定有第一端面定位环13，轴向中心定位环31位于第一端面定位环13上。

更进一步地，第一定位面121的上部外侧设置有一凹口，待加工零件50的一端布置在所述凹口内，使得第一端面定位环13、轴向中心定位环31的外端面与待加工零件50的内侧定位面配合定位。

优选地，凸台12具有第二定位面122，在第二定位面122上固定有第二端面定位环14，将待加工零件50的另一端布置在第二端面定位环14上，使得第二端面定位环14和待加工零件50配合定位。

另外，每一组压紧盖板组件40优选地包括压紧盖板41、第二轴套42和第二锁紧件43，压紧盖板41与第二轴套42固定连接，第二轴套42套设在定位主轴20上，并通过第二锁紧件43锁紧。

进一步地，在压紧盖板41的外侧下端面安装有压紧环44，将压紧环44与待加工零件50的上端定位面配合压紧。

例如，本实施例中压紧盖板组件40包括第一压紧盖板组件和第二压紧盖板组件，所述第二压紧盖板组件位于所述第一压紧盖板组件的上方，所述第一压紧盖板组件中的压紧环和所述第二压紧盖板组件的压紧环分别压紧待加工零件50的两端。当然此处压紧盖板组件40的数量仅为举例，可以根据实际需求进行调整，此处并不作为限定。

值得注意的是，本实施例中第一端面定位环13、第二端面定位环14、压紧环44、轴向中心定位环31和压紧盖板41均为可更换的部件，可以实现里那件互换，更加灵活地适用于不同的待加工零件的加工程序中。

根据上述结构描述，本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具组合及装夹待加工零件详细步骤如下：

如图2所示，定位主轴20、第一端面定位环13、第二端面定位环14、固定环60分别通过连接螺钉70分别与底座10进行连接固定。为更清晰简单地说明技术方案，将其定义为组合底座a。

所述第一压紧盖板组件中压紧环44和压紧盖板41通过连接螺钉71进行连接固定。为更清晰简单地说明技术方案，将其定义为组合压紧盖板b。

所述第二压紧盖板组件中压紧环44和压紧盖板41通过连接螺钉72进行连接固定。为更清晰简单地说明技术方案，将其定义为组合压紧盖板c。

轴向中心定位环31通过连接螺钉73与第一轴套32进行连接固定。为更清晰简单地说明技术方案，将其定义为组合轴向中心定位环d。

再进行装夹待加工零件时，将组合底座a先放置到拉床工作台上，通过定位主轴20进行轴向中心找正，然后将组合底座a固定在拉床工作台上。

如图1所示，将待加工零件50放置到底座10上，零件底面端面有4处定位，分别为如图3所示的端面定位面100。

如图1所示，组合轴向中心定位环d和锁紧螺母(即第一锁紧件33)分别穿过定位主轴20拧紧锁紧螺母，如图3所示实现了轴向中心定位面的自涨紧自定位。

当待加工零件自由装夹时，轴向中心定位环31的轴向中心定位面200与待加工零件50的内孔定位面是间隙配合，间隙优选为0.01-0.02mm。但由于轴向中心定位环31的结构为八字形盖板结构且较薄有一定的涨性，当锁紧螺母(即第一锁紧件33)在定位主轴20上向下拧紧时，轴向中心定位环31在顶部受到较大的压力，使轴向中心定位环31的定位面有一定的径向延伸，从而实现轴向中心定位环31的定位面与待加工零件50的内孔定位面紧密配合定位，不仅解决了传统定位中零件与夹具定位盘的间隙定位问题，而且也解决了传统装夹定位需要操作工反复调整间隙找正零件中心的问题，实现了自涨紧自定位的功能。

如图1所示，组合压紧盖板b、轴套11和锁紧螺母(即第二锁紧件43)分别穿过定位主轴20拧紧锁紧螺母(即第二锁紧件43)。如图3所示，其可以实现端面压紧300。

与传统拉削夹具相比，本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具通过第一端面定位环13和压紧环44增加了对盘轮毂的定位压紧，不仅解决了由于零件在拉削过程中由于拉削抗力大零件容易产生窜动的问题，而且也极大地降低了零件由于拉削而产生的变形风险。

如图1所示，组合压紧盖板c、第二轴套42和锁紧螺母(即第二锁紧件43)分别穿过定位主轴20拧紧锁紧螺母(即第二锁紧件43)，如图3所示实现了端面压紧400，零件装夹完毕，可以开始进行榫槽拉削。

对于结构和尺寸相似的航空发动机盘类两件，本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，在底座10，定位主轴20，压紧盖板41，在第一锁紧件33、第二锁紧件43等主要大部件不更换的情况下，可通过更换第一端面定位环13、第二端面定位环14，压紧环44和轴向中心定位环31中的部分小部件，实现了对同一家族或同一类零件拉削夹具的互换，即可设计制造一套拉削夹具，但可用于多个零件的拉削，解决了传统拉削夹具每个零件都需要单独设计制造一套拉削夹具，制造成本高、加工周期长的问题。

本发明提供的航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具尤其适用于科研试制批单件的加工，在夹具制造成本和制造周期方面效果非常显著。而且所述航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具的定位压紧仅通过1个定位主轴24实现，结构设计巧妙，使用灵活方便。

综上所述，本发明用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具通过过定位、自涨紧、自定位的结构方式，不仅消除了零件定位径向间隙，增强了零件和夹具的刚性，减少了拉削后零件的变形量，提高了零件尺寸精度；同时该夹具操作简单，设计巧妙，实现了专用拉削夹具部分部件的快速互换，降低了相似拉削夹具的制造成本和周期，提高了新产品研发的快速反应能力。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述拉削夹具包括：

底座和定位主轴，所述定位主轴安装在所述底座上，沿所述底座向上延伸；

中心定位装置，所述中心定位装置套设在所述定位主轴上，并与所述底座连接，待加工零件布置在所述底座的上端面上，形成端面定位，所述中心定位装置的外端面与所述待加工零件的内侧定位面配合定位，形成端面定位；

至少一组压紧盖板组件，所述压紧盖板组件依次套设并固定在所述定位主轴上，位于所述中心定位装置的上方，所述压紧盖板组件的下端面与所述待加工零件的上端定位面配合压紧，形成端面压紧。

2.如权利要求1所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述底座的中心设置有一定位台，所述定位主轴固定连接在所述定位台内。

3.如权利要求2所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述中心定位装置包括轴向中心定位环、第一轴套和第一锁紧件，所述轴向中心定位环与所述第一轴套固定连接，所述第一轴套套设在所述定位主轴上，并通过所述第一锁紧件锁紧。

4.如权利要求3所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述底座的外侧上端部设置有阶梯型凸台，所述凸台的第一定位面上固定有第一端面定位环，所述轴向中心定位环位于所述第一端面定位环上。

5.如权利要求4所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述第一定位面的上部外侧设置有一凹口，所述待加工零件的一端布置在所述凹口内，使得所述第一端面定位环、所述轴向中心定位环的外端面与所述待加工零件的内侧定位面配合定位。

6.如权利要求4所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述凸台具有第二定位面，所述第二定位面上固定有第二端面定位环，所述待加工零件的另一端布置在所述第二端面定位环上，使得所述第二端面定位环和所述待加工零件配合定位。

7.如权利要求2所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，每一组所述压紧盖板组件包括压紧盖板、第二轴套和第二锁紧件，所述压紧盖板与所述第二轴套固定连接，所述第二轴套套设在所述定位主轴上，并通过所述第二锁紧件锁紧。

8.如权利要求7所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述压紧盖板的外侧下端面安装有压紧环，所述压紧环与所述待加工零件的上端定位面配合压紧。

9.如权利要求8所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述压紧盖板组件包括第一压紧盖板组件和第二压紧盖板组件，所述第二压紧盖板组件位于所述第一压紧盖板组件的上方，所述第一压紧盖板组件中的压紧环和所述第二压紧盖板组件的压紧环分别压紧所述待加工零件的两端。

10.如权利要求5所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述轴向中心定位环的外端面与所述待加工零件的内侧定位面之间具有一间隙，所述间隙的宽度为0.01-0.02mm。

11.如权利要求3所述的用于航空发动机盘榫槽加工的拉削夹具，其特征在于，所述底座的定位台上设置有一固定环，所述第一轴套安装在所述固定环上。

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