CN207873707U - 一种三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具，其结构主要包括部件一、部件二和部件三三层结构，从上到下依次联结。部件一与部件二之间在径向半圆形截面上有相互适配的凹凸槽，实现整体夹具绕Y轴旋转。部件二与部件三之间有相互适配的圆形凹凸槽，实现绕Z轴旋转。同时，部件一与部件二之间，部件二与部件三之间，部件一与整体叶轮毛坯件均可实现松开和夹紧固定。利用本实用新型的专用夹具，操作简单，实现整体叶轮绕Y、Z两轴的所需角度旋转，并夹紧整个叶轮毛坯件，夹具体三层之间联结紧凑，容易实现夹具体部件之间的松开和夹紧固定，保证叶轮复杂曲面加工的顺利实施。

Description

一种三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具

技术领域

本实用新型涉及一种数控铣床加工工件用的夹具，特别是一种用于三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具。

背景技术

整体叶轮广泛应用于飞机、航空、模具、汽车制造等行业，是这些行业的核心制造部件，其发挥着关键功能性作用。基于流体学的设计要求，整体叶轮有叶片扭曲大、薄壁曲面结构、加工精度及材料强度高等特点，同时多轴联动机床价格昂贵，一般小企业或科研单位是买不起的，那么这些小企业或科研单位如何在普遍三轴数控铣床上加工出带有复杂曲面的整体叶轮是一个亟待解决的问题。

三轴数控铣床工件的加工，是通过X、Y轴工件的移动和Z轴刀具上下移动完成的。不难看出整体叶轮复杂曲面利用三轴数控铣床加工时，由于刀具只能Z轴上下移动，工件只能X、Y轴前后左右移动，无法达到要求的加工精度或者加工效率极低。因此，设计一种绕Y轴、Z轴方向上可旋转一定角度的专用夹具来实现整体叶轮复杂曲面的加工是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具，以提供整体叶轮工件的加工精度和效率。

本实用新型所采用的技术方案是：一种三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具，其包括从上而下依次设置的部件一、部件二以及部件三；所述部件一的径向截面呈半圆形，在部件一的上方设置有用于与整体叶轮相连接的凸槽圆盘，在部件一底部的弧形侧壁上设置有凹槽以及T形槽，在T形槽内对称设置有两个连接板，在连接板上设置有紧固螺栓。

本实用新型所述部件二的顶面设置有与部件一相适配的径向弧形凹槽，在弧形凹槽内设置有与所述部件一凹槽相适配的凸槽，在弧形凹槽内中间部位对称的设置有两个螺栓孔，所述紧固螺栓穿过螺栓孔通过螺母连接将部件一固定锁紧。

本实用新型所述部件三的顶面设置有圆形凹槽，在部件二的底部设置有与所述圆形凹槽相对应的圆形凸槽，所述部件三与部件二通过螺栓可拆卸的紧密连接。

本实用新型所述部件一为中空结构，在部件一的顶面设置有用于与整体叶轮相连接的第一通孔，整体叶轮设置在凸槽圆盘内，通过第一通孔用螺栓螺母与部件一固定连接。

本实用新型在所述凸槽圆盘的侧壁上均匀设置有四个螺纹孔，通过螺钉将整体叶轮的底部与凸槽圆盘固定连接。

本实用新型所述T形槽位于弧形侧壁中部，凹槽为两个并且对称设置在T形槽两侧，连接板的形状与弧形侧壁的形状相对应。

本实用新型在所述部件二的下部固定安装有圆形连接盘，所述圆形凸槽设置在圆形连接盘的下底面，在圆形连接盘的中心设置有第二通孔，在部件三的中部设置有第三通孔，圆形连接盘与部件三通过第二通孔和第三通孔利用螺栓螺母连接。

本实用新型在所述部件二上与部件一连接的侧壁上设置有角度刻度，所述部件三圆形凹槽圆盘的外侧壁上设置有角度刻度。

本实用新型的积极效果为：利用本实用新型的专用夹具，操作简单，实现整体叶轮绕Y、Z两轴的所需角度旋转，并夹紧叶轮毛坯件，夹具体三层之间联结紧凑，保证叶轮复杂曲面加工的顺利实施。

附图说明

图1为本实用新型结构视图；

图2为本实用新型剖视图；

图3为本实用新型部件一的结构示意图；

图4为本实用新型连接板结构示意图；

图5为本实用新型部件二的结构示意图；

图6为本实用新型部件三的结构示意图；

图7为本实用新型加工A区域叶轮的结构示意图；

图8 为本实用新型加工A区域的整体示意图。

在附图中，1-部件一、101-凹槽、102-T形槽、103-凸槽圆盘、104-螺纹孔、105-第一通孔、106-连接板、107-紧固螺栓、2-部件二、201-弧形凹槽、202-凸槽、203-螺栓孔、204-圆形连接盘、3-部件三、301-圆形凹槽、302-第三通孔、4-整体叶轮、5-第一螺栓、6-第二螺栓、7-第一螺母、8-第二螺母、9-第三螺栓。

具体实施方式

如附图1-2所示，本实用新型包括部件一1、部件二2、部件三3三层结构，从上到下依次联结，整体叶轮4安装在部件一1上，实现整体叶轮4绕Y轴和Z轴一定角度的旋转和夹紧定位，便于完成在三轴数控铣床上整体叶轮复杂曲面的加工。

如附图1-4所示，所述部件一1的径向截面呈半圆形并且为中空结构，在部件一1的顶面为平面，其底面呈弧形。在顶面上设置有用于与整体叶轮4相连接的凸槽圆盘103，其中心位置处有用于固定整体叶轮4的第一通孔105，在整体叶轮4上设置有中心孔，整体叶轮4设置在凸槽圆盘103内，通过第一通孔105和位于整体叶轮4上的中心孔用第一螺栓5和第一螺母7与部件一1固定连接。在所述凸槽圆盘103的侧壁上均匀设置有四个螺纹孔104，通过四个螺钉将整体叶轮4的底部与凸槽圆盘103固定连接。在部件一1底面的弧形侧壁上设置有凹槽101以及T形槽102，T形槽102设置在弧形侧壁的中部，凹槽101对称设置在T形槽102的两侧，在T形槽102内对称设置有两个与弧形侧壁形状相对应的连接板106，在连接板106上设置有紧固螺栓107，连接板106和紧固螺栓107用于将部件一与部件二连接。

如附图1、2、5所示，所述部件二2的顶面设置有与部件一1相适配的弧形凹槽201，在弧形凹槽201内设置有与所述凹槽101相适配的两个凸槽202，在弧形凹槽201内中间部位对称的设置有两个螺栓孔203，所述紧固螺栓107穿过螺栓孔203通过锁紧螺母连接将部件一1固定锁紧。当紧固螺栓107与锁紧螺母未拧紧时，在凹槽101和凸槽202的配合下，部件一1可在弧形凹槽201内绕Y轴旋转，当旋转至所需角度时，将螺母拧紧，使部件一1与部件二2紧密连接实现固定。在调整过程中，连接板106在T形槽102内滑动。在部件一1与部件二2连接的接缝处，部件二2侧壁上设置有角度刻度，部件一1上有基准线。部件二2的下部为呈圆柱形的圆形连接盘204，在圆形连接盘204的底部设置有圆形凸槽，并且在圆形连接盘204的中部开有第二通孔。

如附图1、2、6所示，部件三3顶面设置有与部件二2的圆形凸槽相对应的圆形凹槽301，在圆形凹槽301的中心开有第三通孔302，部件二2与部件三通过第二通孔和第三通孔302利用第二螺栓6和第二螺母8连接。当部件二2与部件三3之间的螺母未拧紧时，部件二2可在部件三3上旋转，即绕Z轴进行旋转，当调整到所需角度的时候将第二螺母8拧紧即可实现固定。在部件二2与部件三3连接的接缝处，圆形凹槽301的外侧壁上有角度刻度，在圆形连接盘204的侧壁有基准线。在部件三3的四个角各开有一个螺栓孔，用第三螺栓9与工作台实现螺母拧紧固定。

图7和图8是对整体叶轮4复杂曲面A区域进行加工时的整体叶轮图和本实用新型调整后的示意图，此时需整体专用夹具绕Y轴旋转5°，绕Z轴旋转8°，旋转到位后夹紧叶轮。

对于叶轮的夹紧和松开具体过程如下：

一、夹紧过程：使用此夹具时，把部件三安放在工作台上，并用四个第三螺栓9通过螺母拧紧固定。再松开第二螺栓6上的第二螺母8，并通过部件二和部件三的圆形凹凸槽配合，把部件二绕Z轴方向旋转8°，然后通过第二螺栓6的第二螺母8把部件二、三拧紧固定。松开部件一和部件二两边的紧固螺栓107上的锁紧螺母，并通过部件一和部件二的凹凸槽配合，把部件一绕Y轴方向旋转5°，然后通过紧固螺栓107的锁紧螺母把部件一和部件二拧紧固定。在部件一上安装整体叶轮4，通过第一螺栓5、垫片、第一螺母7、螺钉、圆盘夹紧整体叶轮4。最终叶轮实现了绕Y轴旋转5°，绕Z轴旋转8°，并且使装夹整体叶轮的夹具体夹紧固定在工作台上，使数控刀具顺利在A区域进行精度加工。

二、松开过程：加工完毕后松开紧固螺栓107上的锁紧螺母，把部件一转回0°，紧固锁紧螺母。再松开第二螺栓6上的第二螺母8，把部件二转回0°，紧固第二螺母8。松开第一螺栓5上的第一螺母7和凸槽圆盘103侧壁上的螺钉，拿下垫片和螺母7，取下叶轮。

本实用新型在设计过程中，依照以下几个方面的要求：（1）工序集中和基准统一的原则，尽量减少工件装夹次数和装夹时间；（2）准定位原则；（3）稳定性原则，有足够的强度和刚度，以免工件加工过程中因为受到各种力的作用产生位移和振动；（4）良好的结构工艺性，便于整体夹具沿Y、Z轴旋转角度的调整和整体夹具结构的装配。本实用新型对于提高三轴数控铣床加工整体叶轮的加工精度和效率具有积极意义。

Claims (6)

1.一种三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具，其特征在于其包括从上而下依次设置的部件一（1）、部件二（2）以及部件三（3）；所述部件一（1）的径向截面呈半圆形，在部件一（1）的上方设置有固定整体叶轮（4）下部的凸槽圆盘（103），在部件一（1）底部的弧形侧壁上设置有凹槽（101）以及T形槽（102），在T形槽（102）内对称设置有两个连接板（106），在连接板（106）上设置有紧固螺栓（107）；所述部件二（2）的顶面设置有与部件一（1）相适配的径向弧形凹槽（201），在弧形凹槽（201）内设置有与所述凹槽（101）相适配的凸槽（202），在弧形凹槽（201）内中间部位对称的设置有两个螺栓孔（203），所述紧固螺栓（107）穿过螺栓孔（203）通过锁紧螺母连接将部件一（1）固定锁紧；所述部件三（3）的顶面设置有圆形凹槽（301），在部件二（2）的底部设置有与所述圆形凹槽（301）相对应的圆形凸槽，所述部件三（3）与部件二（2）通过第二螺栓（6）可拆卸的紧密连接。

2.根据权利要求1所述的一种三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具，其特征在于所述部件一（1）为中空结构，在部件一（1）的顶面设置有用于与整体叶轮（4）相连接的第一通孔（105），整体叶轮（4）固定在凸槽圆盘（103）内，通过第一通孔（105）用第一螺栓（5）、第一螺母（7）与部件一（1）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具，其特征在于在所述凸槽圆盘（103）的侧壁上均匀设置有四个螺纹孔（104），通过螺钉将整体叶轮（4）的底部与凸槽圆盘（103）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具，其特征在于所述T形槽（102）位于弧形侧壁中部，凹槽（101）为两个并且对称设置在T形槽（102）两侧，连接板（106）的形状与弧形侧壁的形状相对应。

5.根据权利要求1所述的一种三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具，其特征在于在所述部件二（2）的下部固定安装有圆形连接盘（204），所述圆形凸槽设置在圆形连接盘（204）的下底面，在圆形连接盘（204）的中心设置有第二通孔，在部件三（3）的中部设置有第三通孔（302），圆形连接盘（204）与部件三（3）通过第二通孔和第三通孔（302）利用螺栓螺母连接。

6.根据权利要求1所述的一种三轴数控铣床加工整体叶轮的专用夹具，其特征在于在所述部件二（2）上与部件一（1）连接的侧壁上设置有角度刻度，所述部件三（3）的圆形凹槽（301）的外侧壁上设置有角度刻度。