CN207746727U - 一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其能解决现有涡轮盘榫槽加工时需要使用两套夹具分别拉削试刀块和涡轮盘，不仅夹具制造成本较高，而且需要对两个夹具分别进行安装和调整，加工效率低，劳动强度大，无法保证拉削状态一致的问题。其包括通用底座、零件压板、试刀块安装座和试刀块压板；航空发动机涡轮盘和试刀块安装座均可水平定位支撑于通用底座上，零件压板可将航空发动机涡轮盘压紧于通用底座上，试刀块压板可将试刀块安装座压紧于通用底座上；试刀块安装座的顶面为斜面，且试刀块安装座的顶面与底面之间的夹角等于航空发动机涡轮盘的榫槽的螺旋角，试刀块安装座的顶面边缘垂直开设有用于安装方形试刀块的安装槽。

Description

一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具

技术领域

本实用新型涉及航空发动机涡轮盘拉削工装夹具领域，具体为一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具。

背景技术

涡轮盘是航空发动机具有关键特性的核心部件。涡轮盘的榫槽是通过拉削工序加工的，并且榫槽存在着螺旋角，加工时需要利用夹具对涡轮盘夹紧定位，再利用拉刀加工榫槽。为了确定拉刀的状态（如刀具齿形等），同时保证榫槽的拉削质量，在涡轮盘榫槽拉削前，需要先分别进行试刀块拉削和试件拉削。

现有的涡轮盘拉削试刀块通常采用小圆盘形试刀块，试刀块的尺寸与涡轮盘尺寸不一致，试刀块的夹具通常是单独设计的一套夹具，需要在拉床上单独安装，专门用于试刀块拉削。试刀块拉削时，先调整试刀块夹具在拉床上的位置，然后用拉刀在试刀块上拉削一个直的榫槽，再在投影仪上正投影检查榫槽的形状误差，用以确定拉刀的状态是否合格，若合格，则进行试件的拉削。

现有的试件的尺寸按照待加工的涡轮盘尺寸设计，其与涡轮盘共用一套拉削夹具，拉削试件时，需要先调整试件夹具在拉床上的位置，然后拉削带有螺旋角的榫槽，检测榫槽的角度、深浅等，若不合格，需要重新调整夹具，再拉削和检测，直至榫槽合格，然后卸下试件，在试件夹具上安装待加工的涡轮盘，对涡轮盘榫槽进行加工。

综上，可以看出，采用现有的涡轮盘榫槽加工方法，需要使用两套夹具分别拉削试刀块和涡轮盘，不仅夹具制造成本较高，而且需要对两个夹具分别进行安装和调整，加工效率低，劳动强度大，此外，使用两套夹具也无法保证试刀块和涡轮盘在同一状态下拉削，导致试刀块无法反映涡轮盘加工时的真实状态。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其能解决现有涡轮盘榫槽加工时需要使用两套夹具分别拉削试刀块和涡轮盘，不仅夹具制造成本较高，而且需要对两个夹具分别进行安装和调整，加工效率低，劳动强度大，且无法保证拉削状态一致问题。

其技术方案是这样的：一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其特征在于：其包括通用底座、零件压板、试刀块安装座和试刀块压板；航空发动机涡轮盘和所述试刀块安装座均可水平定位支撑于所述通用底座上，所述零件压板可将所述航空发动机涡轮盘压紧于所述通用底座上，所述试刀块压板可将所述试刀块安装座压紧于所述通用底座上；所述试刀块安装座的顶面为斜面，且所述试刀块安装座的顶面与底面之间的夹角等于所述航空发动机涡轮盘的榫槽的螺旋角，所述试刀块安装座的顶面边缘垂直开设有用于安装方形试刀块的安装槽。

其进一步特征在于：

所述通用底座包括底座、定位凸台和支撑环，所述定位凸台为圆形凸台结构，所述定位凸台和所述支撑环同轴设置并分别安装在所述底座的顶面上，所述支撑环的顶面外缘沿其周向设有环形台阶，所述支撑环的顶面上垂直插装有菱形销；所述航空发动机涡轮盘定位支撑于所述通用底座上时，所述航空发动机涡轮盘的轮毂配合套装在所述定位凸台上，所述航空发动机涡轮盘的进汽端面支撑于所述环形台阶上，所述菱形销的上端配合插入所述航空发动机涡轮盘的安装孔内。

所述试刀块安装座上分别开设有垂直于其底面的圆形通孔和销孔，所述试刀块安装座定位支撑于所述通用底座上时，所述圆形通孔套装在所述定位凸台上，所述试刀块安装座的底面支撑于所述环形台阶上，所述菱形销的上端配合插入所述销孔内。

所述零件压板和所述试刀块压板通过压紧螺钉将所述航空发动机涡轮盘和所述试刀块安装座分别压紧于所述通用底座上。

所述零件压板为钟罩式结构，所述零件压板扣装在所述航空发动机涡轮盘上且其下端面压紧于所述航空发动机涡轮盘的排汽端面上，所述压紧螺钉由下至上依次穿过所述底座、所述定位凸台和所述零件压板并通过螺母锁紧。

所述试刀块安装座的所述圆形通孔上端开设有与其同轴的圆形沉孔，所述试刀块压板为钟罩式结构，所述试刀块压板配合扣装在所述圆形沉孔内，所述压紧螺钉由下至上依次穿过所述底座、所述定位凸台和所述试刀块压板并通过螺母锁紧。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的夹具设有通用底座，既可用于定位待加工的涡轮盘零件，又可用于定位试刀块安装座，涡轮盘零件定位后可通过零件压板压紧，试刀块安装座定位后可通过试刀块压板压紧；拉削加工时，将通用底座相对于拉刀旋转一个榫槽螺旋角的角度数，然后在通用底座上安装试刀块安装座并用试刀块压板压紧，再将方形试刀块固定安装在试刀块安装座上，由于试刀块安装座的顶面的倾斜角度也等于榫槽的螺旋角，因此试刀块安装座可将通用底座旋转的螺旋角重新摆正，达到方形试刀块的拉削面垂直于其端面，从而使拉刀可在方形试刀块上拉削直的榫槽，便于正投影检查榫槽槽型，检查合格后，无需再重新安装和调整通用底座，只需将与涡轮盘零件尺寸一致的试件安装在通用底座上并使用零件压板压紧，然后在试件上拉榫槽，检查榫槽的深浅，合格后卸下试件，将待加工的涡轮盘安装在通用底座上并使用零件压板压紧，即可在涡轮盘零件上加工出带有螺旋角的榫槽，从而只需一次调整夹具，即可同时实现试刀块和零件拉削的目的，节省了一次夹具安装、调整的时间，大大提高了加工效率，降低了劳动强度，同时也保证了零件与试刀块在同一状态下拉削，并且通用底座为通用件，减少了一套夹具，降低了夹具的制造成本，此外，由于将拉试刀块与拉零件两个过程合并到一次夹具调整同时完成，因此可节约一台专门用于拉刀检测的拉床设备，非常适用于拉床设备较少工厂。

附图说明

图1为采用本实用新型的夹具拉削试刀块时的俯视图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图；

图3为沿图1中B-B线的剖视图；

图4为采用本实用新型的夹具拉削涡轮盘零件时的俯视图；

图5为沿图4中C-C线的剖视图；

图6为沿图4中D-D线的剖视图；

图7为涡轮盘零件的拉削状态示意图；

图8为试刀块的拉削状态示意图（试刀块压板未示出）。

附图标记：1-通用底座；11-底座；12-定位凸台；13-支撑环；131-环形台阶；14-菱形销；2-零件压板；3-试刀块安装座；31-圆形通孔；32-销孔；33-圆形沉孔；34-试刀块安装座的顶面；4-试刀块压板；5-航空发动机涡轮盘；6-方形试刀块；7-压紧螺钉；8-螺母；α-试刀块安装座的顶面与底面之间的夹角；β-通用底座相对于拉刀旋转的角度；9-拉刀。

具体实施方式

见图1-图8，本实用新型的一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其包括通用底座1、零件压板2、试刀块安装座3和试刀块压板4；航空发动机涡轮盘5和试刀块安装座3均可水平定位支撑于通用底座1上，零件压板2可将航空发动机涡轮盘5压紧于通用底座1上，试刀块压板4可将试刀块安装座3压紧于通用底座1上；试刀块安装座的顶面34为斜面，且试刀块安装座的顶面34与底面之间的夹角α等于航空发动机涡轮盘5的榫槽的螺旋角，试刀块安装座的顶面34边缘垂直开设有用于安装方形试刀块6的安装槽。

见图5和图6，通用底座1包括底座11、定位凸台12和支撑环13，定位凸台12为圆形凸台结构，定位凸台12和支撑环13同轴设置并分别安装在底座11的顶面上，支撑环13的顶面外缘沿其周向设有环形台阶131，支撑环13的顶面上垂直插装有菱形销14；航空发动机涡轮盘5定位支撑于通用底座1上时，航空发动机涡轮盘5的轮毂配合套装在定位凸台12上，航空发动机涡轮盘5的进汽端面支撑于环形台阶131上，菱形销14的上端配合插入航空发动机涡轮盘5的安装孔内。定位凸台的凸台侧面为定位面，长期使用易磨损，将通用底座设计为底座、定位凸台和支撑环的分体结构，便于在定位面磨损后仅更换定位凸台，节约夹具制造成本；同时，通过更换不同直径的支撑环，可对不同直径的涡轮盘进行支撑，进一步提高了通用底座的通用性。通常，将支撑环的外径设计为与待加工的涡轮盘的外径相等或略小于待加工的涡轮盘的外径，从而可更好的支撑涡轮盘，加工涡轮盘的榫槽前，可先在支撑环的周向侧面加工出带螺旋角的榫槽，这样涡轮盘装配定位后，即可在支撑环上的榫槽的对应位置加工出涡轮盘上的榫槽。菱形销的作用是定位涡轮盘的角向，确保涡轮盘上的榫槽与涡轮盘上的其他特征之间的位置关系，同时也可保证同一型号的涡轮盘上的榫槽加工的一致性。

见图2和图3，试刀块安装座3上分别开设有垂直于其底面的圆形通孔31和销孔32，试刀块安装座3定位支撑于通用底座1上时，圆形通孔31套装在定位凸台12上，试刀块安装座3的底面支撑于环形台阶131上，菱形销14的上端配合插入销孔32内。为了便于试刀块安装座的安装和对试刀块的拉削，可将试刀块安装座设计为圆形，其直径等于支撑环的外径，圆形通孔的轴线与试刀块安装座同轴；销孔的设置可确保试刀块安装座安装到位后，能够将通用底座旋转的螺旋角重新摆正，达到方形试刀块的拉削面垂直于其端面，从而使拉刀可在方形试刀块上拉削直的榫槽，便于正投影检查榫槽槽型。

见图1-图6，零件压板2和试刀块压板4通过压紧螺钉7将航空发动机涡轮盘5和试刀块安装座3分别压紧于通用底座1上。如此设计，压紧螺钉为通用件，进一步提高了本夹具的通用性。

见图5和图6，零件压板2为钟罩式结构，零件压板2扣装在航空发动机涡轮盘5上且其下端面压紧于航空发动机涡轮盘5的排汽端面上，压紧螺钉7由下至上依次穿过底座11、定位凸台12和零件压板2并通过螺母8锁紧。为了避让榫槽加工，零件压板的开口外径设计为小于待加工的涡轮盘的直径，只要能压住涡轮盘的排汽端面即可。

见图2和图3，试刀块安装座3的圆形通孔31上端开设有与其同轴的圆形沉孔33，试刀块压板4为钟罩式结构，试刀块压板4配合扣装在圆形沉孔33内，压紧螺钉7由下至上依次穿过底座11、定位凸台12和试刀块压板4并通过螺母锁紧。

下面具体描述下采用本实用新型夹具拉削试刀块和涡轮盘的过程：将通用底座1相对于拉刀9旋转一个角度β，β等于榫槽的螺旋角，然后在通用底座1上安装试刀块安装座3并用试刀块压板4压紧，再将方形试刀块6固定安装在试刀块安装座3上，然后用拉刀9在方形试刀块6上拉削一个直的榫槽，取下方形试刀块6并通过正投影检测榫槽的槽型，若检查合格，说明刀具状态合格，且通用底座1的倾斜角度到位，然后卸下试刀块安装座3，将试件安装到通用底座1上并用零件压板2压紧，用拉刀9在试件上拉削一榫槽，检测该榫槽的深浅，若合格，则卸下试件，将待加工的航空发动机涡轮盘5安装在通用底座1上并使用零件压板2压紧，即可在航空发动机涡轮盘5上加工出带有螺旋角的榫槽。

Claims (6)

1.一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其特征在于：其包括通用底座、零件压板、试刀块安装座和试刀块压板；航空发动机涡轮盘和所述试刀块安装座均可水平定位支撑于所述通用底座上，所述零件压板可将所述航空发动机涡轮盘压紧于所述通用底座上，所述试刀块压板可将所述试刀块安装座压紧于所述通用底座上；所述试刀块安装座的顶面为斜面，且所述试刀块安装座的顶面与底面之间的夹角等于所述航空发动机涡轮盘的榫槽的螺旋角，所述试刀块安装座的顶面边缘垂直开设有用于安装方形试刀块的安装槽。

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其特征在于：所述通用底座包括底座、定位凸台和支撑环，所述定位凸台为圆形凸台结构，所述定位凸台和所述支撑环同轴设置并分别安装在所述底座的顶面上，所述支撑环的顶面外缘沿其周向设有环形台阶，所述支撑环的顶面上垂直插装有菱形销；所述航空发动机涡轮盘定位支撑于所述通用底座上时，所述航空发动机涡轮盘的轮毂配合套装在所述定位凸台上，所述航空发动机涡轮盘的进汽端面支撑于所述环形台阶上，所述菱形销的上端配合插入所述航空发动机涡轮盘的安装孔内。

3.根据权利要求2所述的一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其特征在于：所述试刀块安装座上分别开设有垂直于其底面的圆形通孔和销孔，所述试刀块安装座定位支撑于所述通用底座上时，所述圆形通孔套装在所述定位凸台上，所述试刀块安装座的底面支撑于所述环形台阶上，所述菱形销的上端配合插入所述销孔内。

4.根据权利要求3所述的一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其特征在于：所述零件压板和所述试刀块压板通过压紧螺钉将所述航空发动机涡轮盘和所述试刀块安装座分别压紧于所述通用底座上。

5.根据权利要求4所述的一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其特征在于：所述零件压板为钟罩式结构，所述零件压板扣装在所述航空发动机涡轮盘上且其下端面压紧于所述航空发动机涡轮盘的排汽端面上，所述压紧螺钉由下至上依次穿过所述底座、所述定位凸台和所述零件压板并通过螺母锁紧。

6.根据权利要求4或5所述的一种航空发动机涡轮盘和试刀块的拉削集成夹具，其特征在于：所述试刀块安装座的所述圆形通孔上端开设有与其同轴的圆形沉孔，所述试刀块压板为钟罩式结构，所述试刀块压板配合扣装在所述圆形沉孔内，所述压紧螺钉由下至上依次穿过所述底座、所述定位凸台和所述试刀块压板并通过螺母锁紧。