CN207953241U - 航空发动机精锻叶片铣削夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种航空发动机精锻叶片铣削夹具，包括底座板，底座板上设有两压紧装置以分别压紧精锻叶片的两端，底座板上还设有减振支撑装置以弹性支撑于精锻叶片和底座板之间达到减小精锻叶片在铣削过程中的振动的效果，减振支撑装置包括基座，基座上设有竖向的导引孔，导引孔内可滑动连接有导引块，导引块的下端与基座之间设有弹性元件以使导引块可在弹性元件的作用下沿导引孔向上滑动并抵接于精锻叶片的下表面。本实用新型能有效装夹固定精锻叶片，并有效减小铣削过程中叶身的振动，提升了加工合格率和表面粗糙度等级，减少了后续抛光工序的工作量，同时提高了铣刀的使用寿命，降低了铣刀消耗，节约成本。

Description

航空发动机精锻叶片铣削夹具

技术领域

本实用新型属于机床的零件、部件或附件的技术领域，具体涉及一种航空发动机精锻叶片铣削夹具。

背景技术

航空发动机精锻叶片经精锻成型后，叶身型面部分已达到最终尺寸，即叶身厚度已加工到位，在叶片的两端（即榫头和叶尖部位）还设计有工艺夹持位，该工艺夹持位也作为后续加工、检测的夹持位并最终去除以完成精锻叶片的加工。为了保证叶片进气边和排气边的锻造质量，精锻叶片的进气边和排气边留有锻造余量约1.5-2毫米，精锻工序后，再对叶身两侧的进气边和排气边进行铣削加工，最后再经抛光砂轮进行对进气边和排气边圆弧进行抛修成型，在铣削加工进、排气边时，需要对叶片两端的工艺夹持位进行夹紧并定位后进行加工，由于精锻叶片叶身型面已经到最终尺寸，厚度非常薄，某些型号叶片最薄部位仅0.2毫米左右，导致叶片叶身刚度较差，在铣削加工叶片进、排气边的过程中，叶片容易产生振动和让刀现象，影响了加工尺寸精度和加工表面的粗糙度，导致合格率低或后续抛光工序工作量大，同时也使铣刀的寿命减短。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种航空发动机精锻叶片铣削夹具，避免铣削加工精锻叶片进、排气边的过程中，振动较大导致加工尺寸精度和表面粗糙度低的问题，取得有效减小铣削过程中的振动，提升合格率，减少后续抛光工作量，降低铣刀消耗的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

航空发动机精锻叶片铣削夹具，包括底座板，所述底座板上设有两压紧装置以分别压紧精锻叶片的两端，所述压紧装置包括压板，所述压板的两端分别置于支撑柱和安装柱上，所述压板的中部设有竖向通槽，所述竖向通槽内穿设有压紧螺杆，压紧螺杆的下端连接在底座板上，其上端穿过所述竖向通槽并连接有压紧螺母以通过旋紧压紧螺母将压板压紧在支撑柱和安装柱上；所述底座板上还设有减振支撑装置以弹性支撑于精锻叶片和底座板之间达到减小精锻叶片在铣削过程中的振动的效果，所述减振支撑装置包括基座，所述基座上设有竖向的导引孔，所述导引孔内可滑动连接有导引块，所述导引块的下端与基座之间设有弹性元件以使导引块可在弹性元件的作用下沿导引孔向上滑动并抵接于精锻叶片的下表面，所述导引块的上端设有支撑接触头以用于与精锻叶片下表面的支撑接触。

本实用新型通过两压紧装置分别压紧精锻叶片两端的工艺夹持位实现零件的装夹固定，并在精锻叶片和底座板之间使用了减振支撑装置来弹性支撑于精锻叶片的下表面，能有效减小铣削过程中叶片的振动，提升加工合格率和表面粗糙度，减少了抛光工序的工作量，提高了铣刀的寿命，降低了铣刀消耗；使用专设的支撑接触头与精锻叶片下表面支撑接触，支撑接触头的材质硬度相对精锻叶片的材质硬度低，可在减振支撑的同时避免压伤叶片外观；使用时，精锻叶片的下表面可设置一个或多个减振支撑装置，也可以根据需要合理设置减振支撑装置的支撑位置，本实用新型不作具体限制。

进一步完善上述技术方案，所述导引块的外壁上设有竖向的行程凹槽，所述导引孔的内壁上设有凸出部并凸出于所述行程凹槽内以限制导引块竖向滑动的行程避免导引块脱出导引孔。

这样，可避免在弹性元件的作用下，导引块从导引孔中脱出，使减振支撑装置在使用状态或非使用状态都是一个整体的结构，方便使用或收纳管理。

进一步地，所述基座上设有竖向的筒体，所述筒体的内腔形成为所述导引孔，所述筒体的侧壁上穿设有限位销，所述限位销穿出筒体的内壁的部分形成为所述凸出部。

这样，通过筒体与基座连接的构造方式使制造过程更简单，可以采用独立的筒体通过紧固件或焊接的方式与基座连接，也可以是在基体上直接加工出筒体形状以减轻基体的重量；特别地，由于在导引孔的内壁上直接加工出凸出部是很困难的，所以，使用穿设限位销并形成凸出部的结构，筒体的设置也就方便了限位销的穿设装配，有效减短了限位销的长度，便于限位销的装拆。

进一步地，所述弹性元件为螺旋压簧，所述基座上设有竖向的螺纹孔，所述螺纹孔的下端螺接有螺纹堵头，所述螺旋压簧置于所述螺纹孔内且被压缩于所述螺纹堵头和导引块之间。

这样，在基座上加工竖向的螺纹孔，并将螺旋压簧置于其内，可充分利用基座的厚度从而缩短导引孔（筒体）的长度，节约材料，方便加工；通过旋转螺纹堵头调节其高度可以调整螺旋压簧在螺纹堵头和导引块之间长度从而改变螺旋压簧的预压力，在簧力衰减时只需要旋进螺纹堵头增大螺旋压簧的预压力即可使其工作压力达到需要的值，清洗或更换螺旋压簧时将螺纹堵头旋出即可，操作简单；螺旋压簧被限位在螺纹孔内，其工作行程过程和压缩变形更稳定。

进一步地，所述导引块的上端连接有承载块，所述支撑接触头为两个且均设于所述承载块的上表面，两支撑接触头的顶端在重力方向上具有高度差，所述高度差与两支撑接触头对应支撑接触的精锻叶片下表面的两个接触点在重力方向上的高度差对应，所述支撑接触头的顶端为半球形。

在使用减振支撑装置的过程中发现，如果导引块上只有一个支撑接触头，通常需要使用两个减振支撑装置来提高减振效果，但两个独立的减振支撑装置由于存在制造差异或支撑位置不同，其提供给精锻叶片的弹性支撑力是不同的，造成精锻叶片存在扭转内应力，虽然在加工过程中起到了减振的作用，但是完成铣削并将压板松开后，精锻叶片的扭转内应力释放造成扭转变形量大，达不到叶身空间曲面形外表面的弧面尺寸要求，还可能造成进、排气边的加工余量不足；在导引块的上端设置承载块及两支撑接触头后，可使两支撑接触头提供给精锻叶片的弹性支撑力是一致的（由同一螺旋压簧提供），提供给精锻叶片的是一个平衡的向上的支撑力，有效避免了精锻叶片扭转内应力的产生，同时也减少了减振支撑装置的数量；承载块可有效增大两支撑接触头之间的距离提高减振效果同时不增大导引块的体积，也就使基座的体积较小，整个减振支撑装置重量较轻便于使用。

进一步地，所述导引块与导引孔滑动连接的配合面之间具有间隙以利用该间隙达到导引块能在导引孔内倾斜使两支撑接触头同时与精锻叶片下表面接触的效果从而实现浮动支撑。

这样，可避免两支撑接触头的顶端不能同时与精锻叶片下表面接触的问题，精锻叶片下表面为空间曲面形弧面，虽然两支撑接触头顶端的高度差与两支撑接触头对应支撑接触的精锻叶片下表面的两个接触点的高度差对应，但是，误差总是存在且不可消除的，制造尺寸本身也有公差，这就使每个叶片并不是完全一致的，如果两支撑接触头为刚性支撑，就存在不能同时与精锻叶片下表面接触的问题，从而降低减振效果；而通过间隙的设置，在保证导引块与导引孔的相对滑动运动的情况下，使导引块能在导引孔内倾斜，两支撑接触头顶端自动同时与精锻叶片下表面接触，保证减振效果，实现了浮动支撑。

进一步地，所述压板和底座板之间设有弹簧，所述弹簧套设在所述压紧螺杆上。

这样，精锻叶片的工艺夹持位被压紧在压板和安装柱之间，压板松开后，在簧力作用下保持与压紧螺母抵接并随压紧螺母上移，压板与安装柱之间的空间增大，而不是靠自重仍然压在工艺夹持位上，方便精锻叶片的从夹具上取下，同样也方便下一个待加工精锻叶片的上件。

进一步地，所述竖向通槽呈沿压板的长度方向延伸的条形槽以便于移动压板调节压板两端与支撑柱和安装柱的相对位置。

这样，可以方便的微调压紧位置，无需移动压紧螺杆或安装柱来调节，操作方便。

进一步地，所述底座板上还设有定位销以在压夹精锻叶片前对精锻叶片进行定位。

这样，保证每个精锻叶片加工的装夹定位一致性，无需每件打表找基准，缩短单件加工的准备时间，提高效率。

进一步地，所述导引块为圆柱形，其外壁上还开设有竖向的贯穿导引块下表面的装卸凹槽和连通所述装卸凹槽与行程凹槽的连通凹槽，所述装卸凹槽和连通凹槽的槽宽与所述凸出部的直径对应，所述装卸凹槽和连通凹槽的槽深与所述凸出部的长度对应，所述导引孔为与导引块对应的圆形孔。

这样，方便导引块的装拆，拆卸时，不需要将限位销退出，转动并上移导引块使限位销的凸出部相对于导引块沿其连通凹槽和装卸凹槽的开槽走向移动，即可取下导引块；安装时，按相反走向使限位销的凸出部相对于导引块移动至行程凹槽内即完成安装，避免了必须先将导引块置于导引孔内，再将限位销穿设于导引块的行程凹槽内的安装顺序限制，也避免了导引块置于导引孔内时看不见行程凹槽而导致限位销穿设到导引块的行程凹槽内困难耗时的问题。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型能有效装夹固定精锻叶片，并有效减小铣削过程中叶身的振动，提升了加工合格率和表面粗糙度，减少了后续抛光工序的工作量，同时提高了铣刀的使用寿命，降低了铣刀消耗，节约成本。

2、本实用新型实现了浮动支撑，提升并保证了减振效果，同时加工后精锻叶片的变形量小。

3、本实用新型结构设计紧凑，方便制造，节约了材料成本和加工成本，使用方便也便于夹具的收纳管理。

4、本实用新型方便被加工零件的装卸，有效缩短单个零件的装夹定位时间，缩短单件加工时间，提高效率。

附图说明

图1-本实用新型具体实施例的结构示意图；

图2-图1基础上将减振支撑装置剖开的左向剖视图（放大并省略了底座板）；

图3-本实用新型具体实施例中导引块的外壁上各凹槽的布置示意图；

其中，压紧螺母1，压紧螺杆2，压板3，定位销4，精锻叶片5，减振支撑装置6，安装柱7，弹簧8，支撑柱9，底座板10，限位销11，螺纹堵头12，螺旋压簧13，导引块14，承载块15，支撑接触头16，基座17，圆筒18，螺纹孔19，行程凹槽20，装卸凹槽21，连通凹槽22。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图1、图2，航空发动机精锻叶片铣削夹具，包括底座板10，底座板10上设有两压紧装置以分别压紧精锻叶片5两端的工艺夹持位，压紧装置包括压板3，压板3的两端分别置于支撑柱9和安装柱7上，支撑柱9和安装柱7的下端均与底座板10连接；使用时，精锻叶片5两端的工艺夹持位分别置于两安装柱7的上表面和对应的压板3的下表面之间；所述压板3的中部设有竖向通槽，所述竖向通槽呈沿压板3的长度方向延伸的形状以便于移动压板3微调压紧位置；竖向通槽内穿设有压紧螺杆2，压紧螺杆2的下端连接在底座板10上，其上端穿过所述竖向通槽并连接有压紧螺母1；压板3和底座板10之间设有弹簧8，所述弹簧8套设在所述压紧螺杆2上以使压板3可随压紧螺母1的松开而一同上移；使用时，旋紧压紧螺母1通过压板3将精锻叶片5的工艺夹持位压紧在安装柱7上，压板3的另一端压紧在支撑柱9上。

所述底座板10上还设有减振支撑装置6以弹性支撑于精锻叶片5和底座板10之间达到减小精锻叶片5在铣削过程中的振动的效果，所述减振支撑装置6包括基座17，所述基座17上连接有竖向的圆筒18，所述圆筒18的内孔形成为导引孔，所述导引孔内可竖向滑动连接有导引块14，导引块14为与圆筒18内孔对应的圆柱形。

基座17上开设有与圆筒18同轴的螺纹孔19，螺纹孔19的下端螺接有螺纹堵头12，螺纹堵头12的上方设有螺旋压簧13，所述螺旋压簧13的下部置于所述螺纹孔19内，上端抵接于导引块14的下表面并被压缩在导引块14与螺纹堵头12之间，通过转动螺纹堵头12可方便的调节螺旋压簧13的预压力。

所述导引块14的外壁上设有竖向的行程凹槽20，所述行程凹槽20的上下均不贯穿导引块14的外壁，所述圆筒18的侧壁上穿设有限位销11，所述限位销11穿出筒体内壁的部分形成为凸出部且凸出于所述行程凹槽20内以限制导引块14竖向滑动的行程避免导引块14脱出导引孔，也保证了螺旋压簧13的预压力，所述保证了螺旋压簧13的预压力是指减振支撑装置6在未支撑精锻叶片5（非使用状态）时，在螺旋压簧13的力作用下所述凸出部应与所述行程凹槽20的下壁相抵接，此时螺旋压簧13的储能即为预压力，在减振支撑装置6支撑精锻叶片5（使用状态）时，导引块14在导引孔内下移，所述凸出部与行程凹槽20的下壁脱开抵接，螺旋压簧13提供的为工作压力。

参见图2、图3，所述导引块14的外壁上还开设有竖向的贯穿导引块14下表面的装卸凹槽21和连通所述装卸凹槽21与行程凹槽20的连通凹槽22，所述连通凹槽22与导引块14的圆柱形外壁同轴且分别连通于装卸凹槽21和行程凹槽20的上端，装卸凹槽21和连通凹槽22的槽宽与所述凸出部的直径对应，所述装卸凹槽21和连通凹槽22的槽深与所述凸出部的长度对应；螺旋压簧13提供工作压力（减振支撑装置6支撑精锻叶片5）时，所述连通凹槽22是高于所述凸出部的，不影响螺旋压簧13提供工作压力，只有需要拆卸导引块14时通过人为将导引块14下压至连通凹槽22与凸出部等高的位置并转动，才能实施拆卸，保证减振支撑过程的稳定有效。

所述导引块14的上端连接有承载块15，所述承载块15的上表面设有两个向上凸起的支撑接触头16，两支撑接触头16的顶端在重力方向上具有高度差，所述高度差与两支撑接触头16对应支撑接触16的精锻叶片5下表面的两个接触点在重力方向上的高度差对应，通过增大承载块15的面积可以增加两支撑接触头16之间的距离以提高减振效果，所述支撑接触头16的顶端为半球形以便于通过点接触的方式与精锻叶片5的空间曲面形下表面有效支撑接触16；导引块14与导引孔滑动连接的配合面之间具有间隙以利用该间隙达到导引块14能在导引孔内倾斜使两支撑接触头16同时与精锻叶片5下表面接触的效果从而实现浮动支撑。

其中，所述底座板10上还设有定位销4以在压夹精锻叶片5前对精锻叶片5进行定位。

本夹具包括的底座板10是为了使夹具呈一个整体，便于搬运使用，便于收纳管理，实施时，也可以直接采用机床的工作台面替换所述底座板10，还可以使用气压或液压压紧的结构替换本实施例中的压紧装置，上述实施时还可以进一步改进的方案均应视为落入本实用新型保护范围。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.航空发动机精锻叶片铣削夹具，包括底座板，所述底座板上设有两压紧装置以分别压紧精锻叶片的两端，所述压紧装置包括压板，所述压板的两端分别置于支撑柱和安装柱上，所述压板的中部设有竖向通槽，所述竖向通槽内穿设有压紧螺杆，压紧螺杆的下端连接在底座板上，其上端穿过所述竖向通槽并连接有压紧螺母以通过旋紧压紧螺母将压板压紧在支撑柱和安装柱上；其特征在于：所述底座板上还设有减振支撑装置以弹性支撑于精锻叶片和底座板之间达到减小精锻叶片在铣削过程中的振动的效果，所述减振支撑装置包括基座，所述基座上设有竖向的导引孔，所述导引孔内可滑动连接有导引块，所述导引块的下端与基座之间设有弹性元件以使导引块可在弹性元件的作用下沿导引孔向上滑动并抵接于精锻叶片的下表面，所述导引块的上端设有支撑接触头以用于与精锻叶片下表面的支撑接触。

2.根据权利要求1所述航空发动机精锻叶片铣削夹具，其特征在于：所述导引块的外壁上设有竖向的行程凹槽，所述导引孔的内壁上设有凸出部并凸出于所述行程凹槽内以限制导引块竖向滑动的行程避免导引块脱出导引孔。

3.根据权利要求2所述航空发动机精锻叶片铣削夹具，其特征在于：所述基座上设有竖向的筒体，所述筒体的内腔形成为所述导引孔，所述筒体的侧壁上穿设有限位销，所述限位销穿出筒体的内壁的部分形成为所述凸出部。

4.根据权利要求1所述航空发动机精锻叶片铣削夹具，其特征在于：所述弹性元件为螺旋压簧，所述基座上设有竖向的螺纹孔，所述螺纹孔的下端螺接有螺纹堵头，所述螺旋压簧置于所述螺纹孔内且被压缩于所述螺纹堵头和导引块之间。

5.根据权利要求1所述航空发动机精锻叶片铣削夹具，其特征在于：所述导引块的上端连接有承载块，所述支撑接触头为两个且均设于所述承载块的上表面，所述支撑接触头的顶端为半球形。

6.根据权利要求5所述航空发动机精锻叶片铣削夹具，其特征在于：所述导引块与导引孔滑动连接的配合面之间具有间隙以利用该间隙达到导引块能在导引孔内倾斜使两支撑接触头同时与精锻叶片下表面接触的效果从而实现浮动支撑。

7.根据权利要求1-6任一项所述航空发动机精锻叶片铣削夹具，其特征在于：所述压板和底座板之间设有弹簧，所述弹簧套设在所述压紧螺杆上。

8.根据权利要求7所述航空发动机精锻叶片铣削夹具，其特征在于：所述竖向通槽呈沿压板的长度方向延伸的条形槽以便于移动压板调节压板两端与支撑柱和安装柱的相对位置。

9.根据权利要求7所述航空发动机精锻叶片铣削夹具，其特征在于：所述底座板上还设有定位销以在压夹精锻叶片前对精锻叶片进行定位。

10.根据权利要求3所述航空发动机精锻叶片铣削夹具，其特征在于：所述导引块为圆柱形，其外壁上还开设有贯穿导引块下表面的装卸凹槽和连通所述装卸凹槽与行程凹槽的连通凹槽，所述导引孔为与导引块对应的圆形孔。