CN114310490A - 整体叶轮用切削测力工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体叶轮用切削测力工装，涉及机械加工技术领域，包括转接体和连接块，转接体的上端面用于与整体叶轮配合连接，转接体的下端设有安装型腔，安装型腔内用于放置连接块，且转接体与连接块能够拆卸地连接，连接块的下端用于与测力传感器配合连接。该整体叶轮用切削测力工装能够实时测量整体叶轮切削力，且整体结构简单紧凑。

Description

整体叶轮用切削测力工装

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体是涉及一种整体叶轮用切削测力工装。

背景技术

航空发动机整体叶轮与传统的叶轮、叶片分离形式相比，由于无需锁紧装置，其重量更轻、结构更紧凑、气流损失更少，拥有更好的性能。但其多使用高温合金、钛合金等难加工材料，叶片厚度较薄且叶型复杂、相邻叶片加工空间狭小，属于典型的难加工航空结构件。

整体叶轮的制造可以采用五轴联动数控铣削加工，而加工过程中的切削力及其引起的切削振动会较大地影响叶轮尤其是叶片的加工质量。因而，切削力的测量对于整体叶轮加工的切削工艺选择、切削刀具改良、辅助设备改进具有重要意义。同时，切削力的实时测量是实现数字孪生数控加工的基础。

目前，虽已有装置可以实时测量整体叶轮加工过程中的铣削力，但这些装置的体积往往较大、结构不够紧凑，且装置装配较为复杂、各部分功能耦合严重从而无法做到模块化。

因此，亟需提出一种可实时测量整体叶轮切削力且结构紧凑、各部件功能无耦合的工装。

发明内容

本发明的目的是提供一种整体叶轮用切削测力工装，以解决上述现有技术存在的问题，能够实时测量整体叶轮切削力，且整体结构简单紧凑。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种整体叶轮用切削测力工装，包括转接体和连接块，所述转接体的上端面用于与整体叶轮配合连接，所述转接体的下端设有安装型腔，所述安装型腔内用于放置所述连接块，且所述转接体与所述连接块能够拆卸地连接，所述连接块的下端用于与测力传感器配合连接。

优选地，所述转接体的上端面中部设有凸台止口，所述凸台止口能够伸入至整体叶轮的内孔，并与整体叶轮内孔过盈配合。

优选地，所述凸台止口的内部设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔的下端延伸至与所述安装型腔连通，通过螺栓穿过整体叶轮的内孔与所述第一螺纹孔螺纹连接，且螺栓头部的下端面与整体叶轮的上端面之间设有垫片。

优选地，所述凸台止口的外径为18mm。

优选地，所述转接体在两相对的侧壁上各开设有一第一通孔，所述第一通孔与所述安装型腔连通，且所述连接块在对应所述第一通孔的位置开设有第二螺纹孔，通过螺纹圆柱销穿过所述第一通孔与所述第二螺纹孔螺纹连接，实现所述连接块与所述转接体的连接。

优选地，所述转接体的上端面开设有两条一字槽，两条所述一字槽相对设置，且各所述一字槽的一端延伸至所述转接体的侧壁上，且避开所述第一通孔所在的侧壁设置，所述一字槽的另一端向靠近所述转接体上端面中部的方向延伸，所述一字槽用于与整体叶轮底部的工艺凸台过盈配合。

优选地，所述连接块的上端面开设有容置型腔，所述容置型腔的底面上开设有多个第二通孔，通过螺栓穿过所述第二通孔与测力传感器上的螺纹孔螺纹连接，实现所述连接块与测力传感器的连接，且所述容置型腔内用于容纳螺栓的头部。

优选地，所述第二通孔为四个，四个所述第二通孔围成一矩形，且各所述第二通孔分别位于矩形的四个角部，相邻的两个所述第二通孔的中心距为10mm。

优选地，所述安装型腔的内壁与所述连接块的外壁过渡配合，且所述安装型腔的深度小于所述连接块的高度。

优选地，所述转接体的高度为22.5mm。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的整体叶轮用切削测力工装，转接体的上端面用于与整体叶轮配合连接，转接体的下端设有安装型腔，装型腔内用于放置连接块，且转接体与连接块能够拆卸地连接，大大减小了整体叶轮用切削测力工装的整体高度，同时也降低了整体叶轮加工时测力传感器所受弯矩，连接块的下端用于与测力传感器配合连接，在实际使用时，可根据测力传感器的接口修改连接块的接口或根据整体叶轮的内孔修改转接体，而不修改连接块与转接体间的连接接口，使得连接块与转接体相对独立，可做到模块化选用，整体简单易装配。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的整体叶轮用切削测力工装中连接块的剖视图；

图2是本发明提供的整体叶轮用切削测力工装中连接块的俯视图；

图3是本发明提供的整体叶轮用切削测力工装中转接体的剖视图；

图4是本发明提供的整体叶轮用切削测力工装中转接体的俯视图；

图中：1-连接块，2-容置型腔，3-第二螺纹孔，4-第二通孔，5-转接体，6-安装型腔，7-第一通孔，8-凸台止口，9-第一螺纹孔，10-一字槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种整体叶轮用切削测力工装，以解决现有的整体叶轮用切削测力工装装配困难，结构复杂的技术问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图4所示，本发明提供一种整体叶轮用切削测力工装，尤其适用于航空发动机整体叶轮的切削测力使用，包括转接体5和连接块1，转接体5的上端面用于与整体叶轮配合连接，转接体5的下端设有安装型腔6，安装型腔6内用于放置连接块1，且转接体5与连接块1能够拆卸地连接，大大减小了整体叶轮用切削测力工装的整体高度，同时也降低了整体叶轮加工时测力传感器所受弯矩，连接块1的下端用于与测力传感器配合连接，在实际使用时，可根据测力传感器的接口修改连接块1的接口或根据整体叶轮的内孔修改转接体5，而不修改连接块1与转接体5间的连接接口，使得连接块1与转接体5相对独立，可做到模块化选用，整体简单易装配。

具体地，如图3-图4所示，转接体5的上端面中部设有凸台止口8，且凸台止口8为带倒角的柱形，凸台止口8能够伸入至整体叶轮的内孔，并与整体叶轮内孔过盈配合，实现转接体5与整体叶轮的连接。

凸台止口8的内部设有第一螺纹孔9，第一螺纹孔9的下端延伸至与安装型腔6连通，通过螺栓穿过整体叶轮的内孔与第一螺纹孔9螺纹连接，进而通过螺栓将整体叶轮压紧于转接体5上，且螺栓头部的下端面与整体叶轮的上端面之间设有垫片，通过垫片可增大压紧力施力面积、更改螺纹配合长度。

凸台止口8的外径为18mm，如此设计，方便与整体叶轮毛坯内孔配合，且实现整体叶轮毛坯的快速定位，该值可根据所加工整体叶轮内孔孔径进行调整。

转接体5在两相对的侧壁上各开设有一第一通孔7，第一通孔7与安装型腔6连通，且连接块1在对应第一通孔7的位置开设有第二螺纹孔3，通过螺纹圆柱销穿过第一通孔7与第二螺纹孔3螺纹连接，实现连接块1与转接体5的连接，安拆方便，且第一通孔7与螺纹圆柱销过盈配合，螺纹圆柱销实现连接块1与转接体5定位和连接，同时，采用侧面连接的方式，降低了整体的竖直高度。

转接体5的上端面开设有两条一字槽10，两条一字槽10相对设置，且各一字槽10的一端延伸至转接体5的侧壁上，且避开第一通孔7所在的侧壁设置，即，两个一字槽10之间的连线与两个第一通孔7之间的连线垂直，一字槽10的另一端向靠近转接体5上端面中部的方向延伸，一字槽10用于与整体叶轮底部的工艺凸台过盈配合，实现对整体叶轮的定位，同时还能够限制整体叶轮沿轴线的旋转。

如图1-图2所示，连接块1的上端面开设有容置型腔2，容置型腔2的底面上开设有多个第二通孔4，通过螺栓穿过第二通孔4与测力传感器上的螺纹孔螺纹连接，实现连接块1与测力传感器的连接，提高连接稳定性，且安拆方便，容置型腔2内用于容纳螺栓的头部。

第二通孔4为四个，四个第二通孔4围成一矩形，且各第二通孔4分别位于矩形的四个角部，相邻的两个第二通孔4(不包括互成对角的两第二通孔4)的中心距为10mm，如此设计，方便与测力传感器连接，该值可根据所使用的测力传感器型号进行调整。

安装型腔6的内壁与连接块1的外壁过渡配合，且安装型腔6的深度略小于连接块1的高度，在实际加工过程中，二者的设计尺寸相同，且均为12mm，但由于实际加工过程中存在误差，故需要公差来限制，因此实际加工所得安装型腔6深度小于等于12mm，连接块1高度大于等于12mm，以此保证转接体5下底面不会与测力传感器接触而产生干涉。

转接体5的高度为22.5mm，如此设计，减小了整体高度，也降低了整体叶轮加工时测力传感器所受弯矩。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：包括转接体和连接块，所述转接体的上端面用于与整体叶轮配合连接，所述转接体的下端设有安装型腔，所述安装型腔内用于放置所述连接块，且所述转接体与所述连接块能够拆卸地连接，所述连接块的下端用于与测力传感器配合连接。

2.根据权利要求1所述的整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：所述转接体的上端面中部设有凸台止口，所述凸台止口能够伸入至整体叶轮的内孔，并与整体叶轮内孔过盈配合。

3.根据权利要求2所述的整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：所述凸台止口的内部设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔的下端延伸至与所述安装型腔连通，通过螺栓穿过整体叶轮的内孔与所述第一螺纹孔螺纹连接，且螺栓头部的下端面与整体叶轮的上端面之间设有垫片。

4.根据权利要求2所述的整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：所述凸台止口的外径为18mm。

5.根据权利要求1所述的整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：所述转接体在两相对的侧壁上各开设有一第一通孔，所述第一通孔与所述安装型腔连通，且所述连接块在对应所述第一通孔的位置开设有第二螺纹孔，通过螺纹圆柱销穿过所述第一通孔与所述第二螺纹孔螺纹连接，实现所述连接块与所述转接体的连接。

6.根据权利要求5所述的整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：所述转接体的上端面开设有两条一字槽，两条所述一字槽相对设置，且各所述一字槽的一端延伸至所述转接体的侧壁上，且避开所述第一通孔所在的侧壁设置，所述一字槽的另一端向靠近所述转接体上端面中部的方向延伸，所述一字槽用于与整体叶轮底部的工艺凸台过盈配合。

7.根据权利要求1所述的整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：所述连接块的上端面开设有容置型腔，所述容置型腔的底面上开设有多个第二通孔，通过螺栓穿过所述第二通孔与测力传感器上的螺纹孔螺纹连接，实现所述连接块与测力传感器的连接，且所述容置型腔内用于容纳螺栓的头部。

8.根据权利要求7所述的整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：所述第二通孔为四个，四个所述第二通孔围成一矩形，且各所述第二通孔分别位于矩形的四个角部，相邻的两个所述第二通孔的中心距为10mm。

9.根据权利要求1所述的整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：所述安装型腔的内壁与所述连接块的外壁过渡配合，且所述安装型腔的深度小于所述连接块的高度。

10.根据权利要求1所述的整体叶轮用切削测力工装，其特征在于：所述转接体的高度为22.5mm。

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