CN117506043B - 一种导向叶片簸箕孔加工工装及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及导向叶片加工技术领域，提供了一种导向叶片簸箕孔加工工装及加工方法，加工工装包括底板，底板上设有用于支撑固定导向叶片的叶片夹具，还包括固定底座，底板具有活动端和固定端，活动端与固定底座转动连接，活动端绕固定端转动，以调节底板的角度；底板的两侧处设有螺纹孔，固定底座的两侧铰接有拉紧块，拉紧块上设有连接孔，连接孔与底板不同角度状态下的螺纹孔通过锁紧螺钉连接，以锁紧底板。本发明可采用三轴数控机床代替五轴加工中心加工簸箕孔，大大降低加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及导向叶片加工技术领域，具体而言，涉及一种导向叶片簸箕孔加工工装及加工方法。
背景技术
为提高航空发动机涡轮导向叶片冷却效果，导向叶片往往设计有大量的簸箕状气膜孔来满足冷却要求。由于簸箕孔特殊形状，一般采用电火花成型电极加工，而且由于导向叶片上设有多排簸箕孔，每排簸箕孔的角度各不相同(即相邻排簸箕孔的轴线并不是平行的)，三轴数控机床难以完成簸箕孔的加工，多是采用五轴加工中心来完成，加工成本较高，企业负担大，因此，如何提供一种能够采用三轴数控机床代替五轴加工中心的导向叶片簸箕孔加工工装是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导向叶片簸箕孔加工工装及加工方法，采用三轴数控机床代替五轴加工中心，降低加工成本。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
一种导向叶片簸箕孔加工工装，包括底板，底板上设有用于支撑固定导向叶片的叶片夹具，还包括固定底座，底板具有活动端和固定端，活动端与固定底座转动连接，活动端可绕固定端转动，以调节底板的角度；底板的两侧处设有螺纹孔，固定底座的两侧铰接有拉紧块，拉紧块上设有连接孔，连接孔可与底板不同角度状态下的螺纹孔通过锁紧螺钉连接，以锁紧底板。
可选地，所述底板的活动端设有贯穿顶部和底部的卡槽，所述固定底座上设有与卡槽配合的卡块；底板的活动端底部设有轴棒，卡块设有用于限制轴棒径向位移的卡钩。
可选地，所述连接孔为沿所述拉紧块长度方向设置的条型孔。
可选地，所述固定底座上设有垫块，用于支撑所述底板的活动端。
可选地，所述拉紧块的外侧面到所述底板的距离由下至上逐渐增加。
可选地，所述叶片夹具包括两个用于支撑导叶缘板背向侧的背定位块、两个用于支撑排气边的排气边定位块，以及两个用于压紧导向叶片的压块；其中一个排气边定位块上设有定位销，用于确定导向叶片在两侧排气边连线方向的位置。
本发明还提供了一种导向叶片簸箕孔加工方法，采用上述任意一项所述的加工工装，包括以下步骤，将导向叶片通过叶片夹具支撑固定，调节底板倾斜角度使任意一排待加工簸箕孔的轴线与电极平行，操作电极加工该排簸箕孔，后续多次调节底板的倾斜角度使其余排待加工簸箕孔的轴线与电极平行，每调节一次操作电极加工一排簸箕孔，直至所有簸箕孔加工完成。
本发明至少具有如下优点和有益效果：本发明中，底板能够绕固定端转动，并可通过锁紧螺钉将底板和拉紧块连接实现底板的锁紧，加工时通过调节底板到合适的倾斜角度，使待加工簸箕孔的轴线与电极平行，即可操作电极加工相应的簸箕孔，多次调节底板到合适的倾斜角度并多次操作电极加工即可完成所有簸箕孔的加工，由于能够使待加工簸箕孔的轴线与电极平行，因此无需采用五轴加工中心，采用三轴数控机床即可，大大降低了加工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明提供的一种导向叶片簸箕孔加工工装的使用状态结构示意图；
图2为本发明提供的一种导向叶片簸箕孔加工工装的结构示意图一；
图3为本发明提供的一种导向叶片簸箕孔加工工装的结构示意图二；
图4为本发明提供的一种导向叶片簸箕孔加工工装的剖视图；
图5为本发明提供的一种导向叶片簸箕孔加工工装底板放平状态的结构示意图；
图标：1-底板，101-卡槽，2-叶片夹具，201-背定位块，202-排气边定位块，203-压块，204-定位销，3-固定底座，4-拉紧块，401-连接孔，5-锁紧螺钉，6-卡块，601-卡钩，7-轴棒，8-垫块，9-导向叶片，901-导叶缘板，902-排气边，903-簸箕孔。
具体实施方式
实施例一
参考图1-4，本实施例提供了一种导向叶片簸箕孔加工工装，包括底板1，底板1上设有用于支撑固定导向叶片9的叶片夹具2，叶片夹具2的具体结构不做限制，一些实施例中可采用能够固定导向叶片9的现有技术，只需保证待加工簸箕孔903的面能朝上即可。
本实施例中叶片夹具2包括两个用于支撑导叶缘板901背向侧的背定位块201、两个用于支撑排气边902的排气边定位块202，以及两个用于压紧导向叶片9的压块203；其中一个排气边定位块202上设有定位销204，用于确定导向叶片9在两侧排气边902连线方向的位置，也即确定导向叶片9在两个排气边定位块202连线方向的位置。装夹导向叶片9时，将导向叶片9放置在背定位块201上，并使排气边902与排气边定位块202相抵，同时使排气边902的侧边与定位销204抵靠，最后通过压块203压紧导向叶片9即可实现导向叶片9的装夹。
本实施例加工工装还包括固定底座3，底板1具有活动端和固定端，活动端与固定底座3转动连接，活动端可绕固定端转动，从而调节底板1的角度，底板1的两侧处设有螺纹孔，固定底座3的两侧铰接有拉紧块4，拉紧块4上设有连接孔401，连接孔401可与底板1不同角度状态下的螺纹孔通过锁紧螺钉5连接，在此基础上，容易理解，锁紧螺钉5拧紧后即可将底板1与拉紧块4连接固定在一起，实现底板1的锁紧，即使底板1保持当前角度。
加工时通过调节底板1到合适的倾斜角度，使待加工簸箕孔903的轴线与电极平行，即可操作电极加工相应的簸箕孔903，多次调节底板1到合适的倾斜角度并多次操作电极加工即可完成所有簸箕孔903的加工，由于能够使待加工簸箕孔903的轴线与电极平行，因此无需采用五轴加工中心，采用三轴数控机床即可，大大降低了加工成本，而且采用一套工装一次装夹即可实现一个导向叶片9上所有簸箕孔903的加工，操作简单方便。
在上述基础上，本实施例底板1与固定底座3转动连接的方式具体如下，底板1的活动端底部设有轴棒7，卡块6设有用于限制轴棒7径向位移的卡钩601，即使得轴棒7被限制在卡钩601内部转动，进一步地，底板1的活动端设有贯穿顶部和底部的卡槽101，固定底座3上设有与卡槽101配合的卡块6，卡块6与固定底座3通过螺钉连接紧固，如此一来，限制了底板1在轴棒7轴线方向的位移。此外，实际应用中，轴棒7与底板1可通过螺钉连接固定，便于磨损后更换轴棒7。应当理解的是，在本发明其它实施例中，底板1与固定底座3转动连接的方式当然也可采用其它方式，例如底板1上设置轴孔，固定底座3上设置于轴孔配合的轴，底板1能够绕轴孔转动。
本实施例中，连接孔401为沿拉紧块4长度方向设置的条型孔，锁紧螺钉5能够在底板1任意角度下将条型孔与底板1上的螺纹孔连接。在其它实施例中，连接孔401也可以是由多个圆孔组成，圆孔的数量根据导向叶片9上簸箕孔903的排数确定，位置根据加工对应排簸箕孔903时，底板1的当前倾斜角度下，底板1上螺纹孔的位置确定，即底板1每个角度下，都有一个圆孔能够与底板1上的螺纹孔位置对应。
固定底座3上设有垫块8，用于支撑底板1的活动端，限制底板1有朝倾斜角度变小的方向转动。本实施例垫块8与固定底座3可拆卸地连接，容易理解，实际应用中，垫块8根据底板1不同角度状态的支撑高度设置多个，底板1调节角度时，更换相应高度的垫块8来支撑底板1的活动端。本实施例中，活动端也通过螺钉连接有轴棒7，底板1两端的轴棒7等高，实际应用中，可使底板1放平(即两端的轴棒7均被固定底座3支撑)状态下(如图5所示)，能够有一排待加工簸箕孔903的轴线能够与电极平行，即使底板1放平状态下能够加工一排簸箕孔903，后续每次使底板1的倾斜角度变大并更换高度变高的垫块8，来依次加工其余簸箕孔903。
在上述基础上，拉紧块4的外侧面到底板1的距离由下至上逐渐增加,本实施例拉紧块4的内侧面为与底板1侧面相抵或平行的平面，则拉紧块4的外侧面为与内侧面呈一定夹角的斜面，即拉紧块4由下至上的厚度逐渐增加。值得说明的是，如此设置，在锁紧螺钉5拧紧过程中，斜面结构给螺钉头部一个向下的反作用力，有助于将底板1压紧在垫块8上，实际应用中，还可在锁紧螺钉5头部与拉紧块4的外侧面之间设置球面垫圈。
此外，在锁紧螺钉5连接紧固后，拉紧块4的外侧面的结构限制了锁紧螺钉5上移，即限制了底板1有朝倾斜角度变大的方向转动。可见，本发明通过垫块8和拉紧块4外侧面的斜面结构很好地限制了底板1的角度，使得加工过程更加可靠，避免加工过程因振动等其它原因导致底板1的倾斜角度方向变化进而导致簸箕孔903的轴线发生偏转。
实施例二
本实施例提供了一种导向叶片簸箕孔加工方法，采用实施例一提供的加工工装，包括以下步骤，将导向叶片9通过叶片夹具2支撑固定，调节底板1倾斜角度使任意一排待加工簸箕孔903的轴线与电极平行，操作电极加工该排簸箕孔903，后续多次调节底板1的倾斜角度使其余排待加工簸箕孔903的轴线与电极平行，每调节一次操作电极加工一排簸箕孔903，直至所有簸箕孔903加工完成，可见，本发明的提供的加工方法只需要使导向叶片9的角度能够发生变化，以使所有待加工簸箕孔903的轴线均能与电极平行，如此一来即可采用三轴数控机床代替五轴加工中心加工簸箕孔903，大大降低加工成本。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种导向叶片簸箕孔加工工装，包括底板(1)，底板(1)上设有用于支撑固定导向叶片(9)的叶片夹具(2)，其特征在于，还包括固定底座(3)，底板(1)具有活动端和固定端，活动端与固定底座(3)转动连接，活动端绕固定端转动，以调节底板(1)的角度；底板(1)的两侧处设有螺纹孔，固定底座(3)的两侧铰接有拉紧块(4)，拉紧块(4)上设有连接孔(401)，连接孔(401)与底板(1)不同角度状态下的螺纹孔通过锁紧螺钉(5)连接，以锁紧底板(1)；
所述连接孔(401)为沿所述拉紧块(4)长度方向设置的条型孔；
所述固定底座(3)上设有垫块(8)，用于支撑所述底板(1)的活动端；
所述拉紧块(4)的外侧面到所述底板(1)的距离由下至上逐渐增加;
所述底板(1)的活动端设有贯穿顶部和底部的卡槽(101)，所述固定底座(3)上设有与卡槽(101)配合的卡块(6)；底板(1)的活动端底部设有轴棒(7)，卡块(6)设有用于限制轴棒(7)径向位移的卡钩(601)。
2.根据权利要求1所述的导向叶片簸箕孔加工工装，其特征在于，所述叶片夹具(2)包括两个用于支撑导叶缘板(901)背向侧的背定位块(201)、两个用于支撑排气边(902)的排气边定位块(202)，以及两个用于压紧导向叶片(9)的压块(203)；其中一个排气边定位块(202)上设有定位销(204)，用于确定导向叶片(9)在两侧排气边(902)连线方向的位置。
3.一种导向叶片簸箕孔加工方法，采用权利要求1或2所述的加工工装，其特征在于，包括以下步骤：将导向叶片(9)通过叶片夹具(2)支撑固定，调节底板(1)倾斜角度使任意一排待加工簸箕孔(903)的轴线与电极平行，操作电极加工该排簸箕孔(903)，后续多次调节底板(1)的倾斜角度使其余排待加工簸箕孔(903)的轴线与电极平行，每调节一次操作电极加工一排簸箕孔(903)，直至所有簸箕孔(903)加工完成。
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