CN202539592U - 一种航空发动机叶片加工专用的工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种航空发动机叶片加工专用的工装夹具，包括顶尖体和顶尖座，还包括设置在所述顶尖座中且能够调节所述顶尖体的预置顶紧力以及减小所述顶尖体的冲击力的弹性结构。本实用新型的弹性结构提供的顶紧力在顶尖体接触工件时由小逐渐变大，在保证充足的顶紧力的前提下，有效地减小了顶尖体对叶片的冲击力。克服了传统的气压顶尖和液压顶尖的不足，非常适合于航空发动机叶片的加工。

Description

一种航空发动机叶片加工专用的工装夹具

技术领域

本实用新型涉及航空零件加工制造领域，尤其涉及一种航空发动机叶片加工专用的工装夹具。

背景技术

航空发动机叶片由于其结构特点，在加工时装夹一般采用一端由专用夹具夹紧而另一端采用顶尖的方式。夹紧端的工装一般根据叶片的形状来设计，保证定位准确和装夹的刚性，而顶尖端大都采用顶尖直接顶住的方式。目前的机床顶尖设计一般有手动顶尖、气动顶尖和液压顶尖等几种。手动顶尖是采用人工手动的方式摇动顶尖移动到达预定位置，以顶紧工件。而气动顶尖和液压顶尖是以气体和液压为动力源推动顶尖移动，达到顶紧工件的目的。

航空发动机叶片由于其壁薄的结构特点，而且形状小，有的甚至只有拇指大小，在装夹和加工时非常容易变形。在叶片装夹时，如果顶尖的顶紧力或冲击力过大，将会直接导致叶片产生变形，最终造成工件的报废。传统的手动顶尖，虽然可以人工的调整顶紧力和控制冲击力，但操作烦琐、效率极低，而且给操作者的造成很重的工作负担，现在已经很少五轴机床设备采用手工顶尖了。现在的五轴机床设备大多采用汽压顶尖或液压顶尖。气压顶尖和液压顶尖分别是采用气体压力和液体压力来驱动顶尖移动，它们的顶尖力较大，且可以通过调节气体压力和液体压力来调整顶尖的顶尖力，自动化程度较高。但是这两种顶尖的冲击力较大，在加工航空发动机叶片时，较大的冲击力和顶紧力都很容易造成叶片的变形。虽然这两种顶尖的顶紧力可以通过气压或液压压力的调节来调整，但在加工非常小的航空发动机叶片时，其只需要相当小的顶尖力，但过小的气压和液压将不足以推动顶尖移动，而稍大一些的压力又会造成叶片的变形，因此气压顶尖和液压顶尖在加工航空发动机小型叶片时将无法胜任。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种即可以减小顶尖体冲击力又能够方便调节顶尖体的预置顶紧力的航空发动机叶片加工专用的工装夹具。

本实用新型采用如下技术方案：

一种航空发动机叶片加工专用的工装夹具，包括顶尖体和顶尖座，其特征在于：还包括设置在所述顶尖座中且能够调节所述顶尖体的预置顶紧力以及减小所述顶尖体的冲击力的弹性结构。

所述弹性结构设在所述顶尖座底部的盖板与所述顶尖体的底部之间。

所述弹性结构为双层弹簧。

所述双层弹簧为通过左旋和右旋的方式进行组合的外层弹簧和内层弹簧。

所述外层弹簧的外径大于所述内层弹簧的外径，所述外层弹簧的截面直径大于所述内层弹簧的截面直径。

所述外层弹簧的长度比所述内层弹簧的长度短。

所述外层弹簧的长度比所述内层弹簧的长度短5mm。

所述顶尖体设有锁紧结构。

所述锁紧结构为所述顶尖体上一侧的前后方向开设的槽，所述顶尖座开设有螺纹通孔，螺钉通过所述螺纹通孔压入所述槽内。

所述顶尖体的外表面设有顶紧力的刻度线。

本实用新型的技术效果是：

本实用新型可以应用到五轴联动机床设备上，适用于航空发动机叶片的加工。本实用新型采用的弹簧结构，在保证足够的顶尖力的前提下，最大限度地减小冲击力，而且可能通过调节顶尖体移动量即弹簧的压缩量来调整顶尖体的顶紧力，弥补了传统的气压顶尖和液压顶尖的不足，尤其是航空发动机小叶片。本实用新型拓宽了五轴联动机床设备的加工范围，并有效地控制了由于冲击力而造成的叶片变形，能够提高航空发动机叶片的加工精度和效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中顶尖体的结构示意图一；

图3为图1中顶尖体的结构示意图二。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1-3所示，本实用新型主要包括顶尖座1、顶尖体2和弹性结构，其中，顶尖座1具有一个台阶通孔，顶尖体2的下端的凸缘卡设在台阶通孔上。弹性结构设置在顶尖座1中，并位于顶尖座1底部的盖板3与顶尖体2的底部之间。本实用新型通过弹性结构的伸缩，来调节顶尖体2的移动距离，从而控制顶紧力的大小，同时减小顶尖体2的冲击力。

本实施例中，弹性结构采用的是双层弹簧，该双层弹簧采用左旋和右旋搭配方式进行组合的外层弹簧4和内层弹簧5，外层弹簧4和内层弹簧5组合后有较大的弹性系数，可以保证顶尖提2能够产生足够的顶紧力。外层弹簧4的外径大于内层弹簧5的外径，而且外层弹簧4的截面直径大于内层弹簧5的截面直径，因此，内层弹簧5的弹性系数相对较小，相应地，弹力和冲击力小于外层弹簧4，从而起到缓冲的作用，进而减小顶尖体2的冲击力。外层弹簧4的长度比内层弹簧5的长度短，这样可以保证顶尖体2在刚接触叶片零件时，内层弹簧5首先起作用，从而有效地降低了接触时的冲击力。本实施例中，可以是外层弹簧4的长度比内层弹簧5短5mm，但不限于此。

为了使顶尖体2在确定移动距离后没有移动，可以在顶尖体2设锁紧结构，锁紧结构可以保证叶片零件在加工过程中不会因为逐渐变薄而在顶紧力的作用下产生变形。本实施例中，锁紧结构具体是：在顶尖体2上一侧开设一个槽6，比如U型槽，同时在顶尖座1上开螺纹通孔，螺钉7穿过螺纹通孔压入U型槽内，使顶尖体2处于锁紧状态，不能够移动。

上述实施例中，在不影响顶尖体2功能的前提下，可以在顶尖体2上腐蚀出刻度线8(如图3所示)，通过刻度线8可以读出顶尖体2对弹性结构的压缩量，根据弹性结构的弹性系数计算出顶尖体2的顶紧力，并将该顶紧力标注在刻度线8的下方，方便操作员直接从顶尖体2上读出顶紧力。

上述各实施例中，在压板9与顶尖体2外表面之间可以设密封圈10，从而起到防尘、密封的作用。本实用新型在使用的过程中，将不可避免地接触到大量的切削液以及微小金属切屑，密封圈10可以有效地防止切削液和微小金属切屑进入顶尖座1和顶尖体2之间，从而有效地避免顶尖座1和顶尖体2的生锈及相互研磨而造成本实用新型功能的丧失和损坏。

本实用新型装配时，首先，将顶尖体2穿入顶尖座1的台阶通孔，顶尖体2下端的凸缘卡设在在台阶通孔上；然后，将弹性结构放入顶尖座1的台阶通孔中，并与顶尖体2的底端接触；再者，通过螺钉11将盖板3固定在顶尖座1的底部；然后，将密封圈10套设在顶尖体2的外周并坐设在顶尖座1前端；最后，利用螺钉12将压板9将密封圈10压紧并固定在顶尖座1前端。

本实用新型装配完毕后，可以通过顶尖座1底部的定位孔13与机床尾座的定位轴配合定位，再采用螺钉直接与机床尾座联结，而不需要更改原有机床的结构。

本实用新型使用时，采用螺钉直接与机床尾座联结，可以随着机床尾座而移动，并且可以随着机床尾座的转动而转动。机床尾座带动本实用新型移动，移动时顶尖体2前部的顶尖部首先接触到工件的顶尖孔，此时内层弹簧5首先起到作用，随着机床尾座的继续移动，内层弹簧5被压缩。当移动达到外层弹簧4接触到顶尖体2时，外层弹簧4起到作用，机床尾座继续移动时，外层弹簧4和内层弹簧5将同时被压缩而起到力的作用。此时可以根据顶尖体2上的刻度值直接读出外层弹簧4和内层弹簧5共同作用下的顶紧力，当达到预定的顶紧力大小时，停止移动机床尾座，使用螺钉7通过顶尖座1上的螺纹孔压入顶尖体2的U型槽内，达到锁紧顶尖体2的目的。机床尾座最终位置的值可以通过参数的方式写入到机床系统中，以达到每次装夹工件时机床尾座停在固定的位置，这样每次装夹可以获得本实用新型的相同的顶紧力。上述预定的顶紧力大小根据所装夹工件的厚度和/或长度等因素决定。

值得注意的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限定本实用新型的专利保护范围，本实用新型还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本实用新型的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本实用新型所涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种航空发动机叶片加工专用的工装夹具，包括顶尖体和顶尖座，其特征在于：还包括设置在所述顶尖座中且能够调节所述顶尖体的预置顶紧力以及减小所述顶尖体的冲击力的弹性结构。

2.如权利要求1所述的工装夹具，其特征在于：所述弹性结构设在所述顶尖座底部的盖板与所述顶尖体的底部之间。

3.如权利要求2所述的工装夹具，其特征在于：所述弹性结构为双层弹簧。

4.如权利要求3所述的工装夹具，其特征在于：所述双层弹簧为通过左旋和右旋的方式进行组合的外层弹簧和内层弹簧。

5.如权利要求4所述的工装夹具，其特征在于：所述外层弹簧的外径大于所述内层弹簧的外径，所述外层弹簧的截面直径大于所述内层弹簧的截面直径。

6.如权利要求5所述的工装夹具，其特征在于：所述外层弹簧的长度比所述内层弹簧的长度短。

7.如权利要求6所述的工装夹具，其特征在于：所述外层弹簧的长度比所述内层弹簧的长度短5mm。

8.如权利要求1-7中任一项所述的工装夹具，其特征在于：所述顶尖体设有锁紧结构。

9.如权利要求8所述的工装夹具，其特征在于：所述锁紧结构为所述顶尖体上一侧的前后方向开设的槽，所述顶尖座开设有螺纹通孔，螺钉通过所述螺纹通孔压入所述槽内。

10.如权利要求9所述的工装夹具，其特征在于：所述顶尖体的外表面设有顶紧力的刻度线。

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