一種用于精鍛葉片榫根加工的夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于精鍛葉片榫根加工的夾具，包括基板、夾具體、底座三部分，夾具通過基板和精鍛葉片葉身聯(lián)合定位，在榫根非加工部位夾緊，并將不規(guī)則的曲面定位轉(zhuǎn)換為規(guī)則的平面定位。夾具采用夾具體與底座可拆卸式定位連接方法，在銑削完葉片榫根一面后，將葉片榫根連同夾具體直接翻轉(zhuǎn)180°固定在底座上，可較好地保證葉片榫根定位和加工時(shí)的基準(zhǔn)的一致性，使一次數(shù)控編程完成榫根雙面加工；提高了加工精度、減少基準(zhǔn)不重合誤差，以及由于拆卸、裝夾所耗費(fèi)的人力和時(shí)間。夾具結(jié)構(gòu)簡單，對葉片裝夾與定位操作方便，在定位時(shí)不會(huì)對葉身表面造成損傷、變形。該夾具還可用于其它類型的精鍛葉片榫根加工中，如汽輪機(jī)精鍛葉片。
【專利說明】—種用于精鍛葉片榫根加工的夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種用于精鍛葉片榫根加工的夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]葉片作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件之一，在發(fā)動(dòng)機(jī)上占有重要地位，對航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著至關(guān)重要的影響，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”。葉片又是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中使用最多的一類零件，一臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)有數(shù)千件葉片，其中鍛造葉片占80%以上；葉片鍛件的生產(chǎn)量在鍛造行業(yè)中是非?？捎^的。
[0003]新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片多采用精密鍛造的方式，其中葉片型面由模鍛保證，成型精度高，不再需要進(jìn)行機(jī)械加工。而精鍛葉片的榫根和進(jìn)排氣邊，限于鍛造技術(shù)問題，其中，由于葉片進(jìn)排氣邊緣曲率變化大，加工余量分布不均勻且對氣動(dòng)外形極具敏感，模鍛僅僅是粗成型，留有機(jī)械加工余量，還需要根據(jù)已成型的葉身型面進(jìn)一步加工。在榫根加工中，不僅要保證定位的準(zhǔn)確性和夾持的穩(wěn)定性，還需要控制裝夾以及榫根加工中引起的葉片葉身型面的變形。航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片屬于薄壁件，受力時(shí)容易發(fā)生變形，而且葉身型面屬于空間自由曲面，這都給加工榫根的工裝夾具的夾持和定位帶來了困難。
[0004]在實(shí)際生產(chǎn)中，葉片榫根傳統(tǒng)的加工方式是采用低溫合金包容箱夾具的方式。這種方式定位精確，受力均勻，夾持穩(wěn)定；但所用的低溫合金有毒性，且夾具制作周期長，加工效率低，生產(chǎn)成本高，嚴(yán)重制約了葉片進(jìn)行大批量、高效的生產(chǎn)。發(fā)明專利201210102689.X中公開了一種樹脂壓緊曲面數(shù)控加工精鍛葉片榫根的夾具。該夾具采用葉身定位和夾緊，加工榫根時(shí)易使葉身變形；且在定位時(shí)采用兩個(gè)金屬條，一方面造成過定位，另一方面需要預(yù)加工符合形狀的金屬條。在發(fā)明專利200810232442.3中公開了一種渦輪空心葉片榫根加工定位夾緊方法和夾具。該方法和夾具在定位點(diǎn)選擇時(shí)，采用基于微分幾何的夾具精度理論、定位點(diǎn)型封閉準(zhǔn)則，選取葉身上的六個(gè)定位點(diǎn)，但存在兩方面的問題:其一，六點(diǎn)定位方法對于葉身型面這樣的自由曲面而言，存在過定位；其二，對于榫根加工面需要兩次裝夾，兩次葉身型面六點(diǎn)定位，重復(fù)定位一致性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服葉片榫根加工時(shí)存在過定位和加工面需要兩次裝夾，重復(fù)定位一致性較差的問題；本發(fā)明提出一種用于精鍛葉片榫根加工的夾具，該夾具通過基板上表面和精鍛葉片葉身聯(lián)合定位，在榫根非加工部位處夾緊，并將不規(guī)則的曲面定位轉(zhuǎn)換為規(guī)則的平面定位，使一次數(shù)控編程完成榫根雙面加工。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括基板、夾具體、底座、壓板、預(yù)緊塊、緊固壓板、第一彎管定位銷、第一球頭壓緊塊、第二球頭壓緊塊、精鍛葉片、第三球頭壓緊塊、第四球頭壓緊塊、第二彎管定位銷、第五球頭壓緊塊、第一球頭定位銷、第二球頭定位銷、第三球頭定位銷、第一連接片、第二連接片、第三連接片，底座固定安裝在機(jī)床工作臺(tái)上；夾具體位于底座的矩形凹槽內(nèi)，凹槽兩端敞開，夾具體側(cè)面與底座凹槽內(nèi)側(cè)面過盈配合；基板位于夾具體上面，基板與夾具體通過螺栓和三個(gè)連接片固連，第一連接片與第二連接片分別位于基板兩側(cè)與夾具體兩側(cè)框凸臺(tái)上，第三連接片位于基板一端與夾具體一端框凸臺(tái)上；壓板位于基板的上面，兩端通過螺栓與底座固連，實(shí)現(xiàn)整個(gè)夾具體壓緊與固定;
[0007]五個(gè)球頭定位銷分別固定在基板的另一面，第三球頭定位銷位于基板中軸線上，第一球頭定位銷與第二球頭定位銷分別與第三球頭定位銷等距離固定在基板中軸線兩側(cè)，第一彎管定位銷與第二彎管定位銷固定在基板一端；
[0008]五個(gè)球頭壓緊塊通過螺紋固連在夾具體上，第一球頭壓緊塊與第五球頭壓緊塊分別位于夾具體兩側(cè)邊框上，在同一垂直面高低錯(cuò)位安裝，第二球頭壓緊塊與第四球頭壓緊塊分別位于夾具體兩側(cè)邊框上，靠近夾具體一端部邊框，第二球頭壓緊塊與第四球頭壓緊塊在同一垂直面高低錯(cuò)位安裝，第三球頭壓緊塊安裝在夾具體一端部邊框，預(yù)緊塊與緊固壓板一端固連，緊固壓板另一端固定在夾具體一側(cè)邊框上；
[0009]所述夾具體與底座為可拆卸式定位連接，在銑削完精鍛葉片榫根一面后，
[0010]將夾具體連同精鍛葉片的整體組件直接翻轉(zhuǎn)180°固定在底座上，由夾具體在底座定位，使一次數(shù)控編程完成榫根的兩面加工。
[0011]基板、夾具體、底座的中軸線在同一垂直面上。
[0012]有益效果
[0013]本發(fā)明提出的一種用于精鍛葉片榫根加工的夾具，該夾具通過基板上表面和精鍛葉片葉身聯(lián)合定位，在榫根非加工部位處夾緊，并將不規(guī)則的曲面定位轉(zhuǎn)換為規(guī)則的平面定位，使一次數(shù)控編程完成榫根的兩面加工。同時(shí)，在對葉片進(jìn)行裝夾之前需要對榫根工藝臺(tái)進(jìn)行銑削加工，銑出工藝小平面保證裝夾時(shí)的穩(wěn)定與可靠。
[0014]本發(fā)明夾具采用夾具體與底座可拆卸式定位連接方法，在銑削完葉片榫根一面后，將葉片榫根連同夾具體直接翻轉(zhuǎn)180°安裝在底座上，其可較好地保證精鍛葉片榫根定位和加工時(shí)的基準(zhǔn)的一致性，提高了加工精度，減少基準(zhǔn)不重合誤差，以及由于拆卸、裝夾所耗費(fèi)的時(shí)間、人力和物力的費(fèi)用。由于葉片定位和裝夾后保證了榫根型面與葉身型面的位置和形狀的統(tǒng)一性，并能使榫根的兩加工面共用一個(gè)數(shù)控加工程序。夾具結(jié)構(gòu)簡單，對葉片裝夾與定位操作方便，在定位時(shí)不會(huì)對葉身表面造成損傷、變形。
[0015]本發(fā)明提出的精鍛葉片榫根加工夾具，不僅可應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的精鍛葉片榫根的加工，還可用于其它類型的精鍛葉片榫根加工中，例如汽輪機(jī)精鍛葉片。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明一種用于精鍛葉片榫根加工的夾具作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0017]圖1為本發(fā)明用于精鍛葉片榫根加工的夾具示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明夾具翻轉(zhuǎn)后的示意圖。
[0019]圖3為精鍛葉片定位和夾緊部位示意圖。
[0020]圖4為精鍛葉片定位轉(zhuǎn)換后的示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明的夾具體示意圖。[0022]圖6為本發(fā)明的底座結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:
[0024]1.基板2.夾具體3.底座4.百分表5.六角螺母6.壓板7.預(yù)緊塊8.緊固壓板9.第一彎管定位銷10.第一球頭壓緊塊11.第二球頭壓緊塊12.精鍛葉片13.第三球頭壓緊塊14.第四球頭壓緊塊15.第二彎管定位銷16.第五球頭壓緊塊17.第一球頭定位銷18.第二球頭定位銷19.第三球頭定位銷20.第一連接片21.第二連接片22.第三連接片
【具體實(shí)施方式】
[0025]本實(shí)施例是一種用于精鍛葉片榫根加工的夾具。
[0026]參閱圖1?圖6，本實(shí)施例用于精鍛葉片榫根加工的夾具，由基板1、夾具體2、底座
3、六角螺母5、壓板6、預(yù)緊塊7、緊固壓板8、第一彎管定位銷9、第一球頭壓緊塊10、第二球頭壓緊塊11、第三球頭壓緊塊13、第四球頭壓緊塊14、第二彎管定位銷15、第五球頭壓緊塊16、第一球頭定位銷17、第二球頭定位銷18、第三球頭定位銷19、第一連接片20、第二連接片21、第三連接片22和精鍛葉片12、百分表4組成；在對精鍛葉片進(jìn)行裝夾之前需要對榫根工藝臺(tái)進(jìn)行銑削，銑削出工藝小平面保證裝夾時(shí)的可靠性。夾具的底座3通過螺栓固定安裝在機(jī)床工作臺(tái)上；夾具體2固定在底座3上面矩形凹槽內(nèi)，凹槽兩端敞開，夾具體2與底座3接觸是兩平面的規(guī)則定位，夾具體2側(cè)面與底座3凹槽內(nèi)側(cè)面過盈配合?；錓安裝在夾具體2的上面，基板I與夾具體2通過螺栓和三個(gè)連接片固定連接，第一連接片20與第二連接片21分別通過螺栓安裝在基板I兩側(cè)與夾具體2兩側(cè)框凸臺(tái)上，第三連接片22固定在基板I 一端與夾具體2 —端框凸臺(tái)上；壓板6安裝在基板I的上面，壓板6兩端與底座3兩側(cè)框通過螺栓和六角螺母5配合固定連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)夾具體2壓緊與固定?；錓上面分別固定有五個(gè)球頭定位銷，其中，第三球頭定位銷19位于基板I中軸線上，實(shí)現(xiàn)對精鍛葉片葉尖的定位第一球頭定位銷17與第二球頭定位銷18分別與第三球頭定位銷19等距離固定在中軸線的兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)對精鍛葉片葉身的定位；第一彎管定位銷9與第二彎管定位銷15固定在基板I上一端，實(shí)現(xiàn)對精鍛葉片安裝板的定位。
[0027]五個(gè)球頭壓緊塊通過螺紋固定在夾具體2上，第一球頭壓緊塊10與第五球頭壓緊塊16分別安裝在夾具體2兩側(cè)邊框上，第一球頭壓緊塊10與第五球頭壓緊塊16在同一垂直面高低錯(cuò)位安裝；第二球頭壓緊塊11與第四球頭壓緊塊14分別位于夾具體2兩側(cè)邊框上，且靠近夾具體2 —端部邊框，第二球頭壓緊塊11與第四球頭壓緊塊14在同一垂直面高低錯(cuò)位安裝；第三球頭壓緊塊13固定安裝在夾具體2 —端部邊框，預(yù)緊塊7通過緊固壓板8固連在夾具體上，預(yù)緊塊7與緊固壓板8 一端固連，緊固壓板8另一端通過螺栓安裝在夾具體2 —側(cè)邊框上，以保證裝夾時(shí)精鍛葉片12在夾具體2中的相對位置不發(fā)生變化。百分表4固定在可拆卸的緊固小壓板一端，緊固小壓板另一端通過螺栓安裝在夾具體2 —側(cè)邊框上，通過百分表4測量精鍛葉片12夾緊前后變化情況，判斷精鍛葉片12的定位有無錯(cuò)動(dòng)；若躥動(dòng)量超出偏差閥值，需要重新對精鍛葉片12放置和夾持，以保證其定位精度，當(dāng)精鍛葉片12位置固定好后拆除百分表4。
[0028]在精鍛葉片12榫根的一面銑削加工完成后，松開連接螺栓上的六角螺母5，拆卸壓板6，將精鍛葉片12與夾具體2整體翻轉(zhuǎn)180°固定安裝在底座3上，裝加壓板6通過螺栓和六角螺母5配合壓緊固定，實(shí)現(xiàn)對精鍛葉片12的定位，保證精鍛葉片榫根定位和加工時(shí)的基準(zhǔn)的一致性。由于精鍛葉片12定位和裝夾后保證了榫根型面與葉身型面的位置和形狀的統(tǒng)一性，使榫根的兩加工面共用一個(gè)數(shù)控加工程序。
[0029]本發(fā)明用于精鍛葉片榫根加工的夾具，不僅可應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的精鍛葉片榫根銑削加工，還可用于其它類型的精鍛葉片榫根加工中，如汽輪機(jī)精鍛葉片。
【權(quán)利要求】
1.一種用于精鍛葉片榫根加工的夾具，其特征在于:包括基板、夾具體、底座、壓板、預(yù)緊塊、緊固壓板、第一彎管定位銷、第一球頭壓緊塊、第二球頭壓緊塊、精鍛葉片、第三球頭壓緊塊、第四球頭壓緊塊、第二彎管定位銷、第五球頭壓緊塊、第一球頭定位銷、第二球頭定位銷、第三球頭定位銷、第一連接片、第二連接片、第三連接片，底座固定安裝在機(jī)床工作臺(tái)上；夾具體位于底座的矩形凹槽內(nèi)，凹槽兩端敞開，夾具體側(cè)面與底座凹槽內(nèi)側(cè)面過盈配合；基板位于夾具體上面，基板與夾具體通過螺栓和三個(gè)連接片固連，第一連接片與第二連接片分別位于基板兩側(cè)與夾具體兩側(cè)框凸臺(tái)上，第三連接片位于基板一端與夾具體一端框凸臺(tái)上；壓板位于基板的上面，兩端通過螺栓與底座固連，實(shí)現(xiàn)整個(gè)夾具體壓緊與固定; 五個(gè)球頭定位銷分別固定在基板的另一面，第三球頭定位銷位于基板中軸線上，第一球頭定位銷與第二球頭定位銷分別與第三球頭定位銷等距離固定在基板中軸線兩側(cè)，第一彎管定位銷與第二彎管定位銷固定在基板一端； 五個(gè)球頭壓緊塊通過螺紋固連在夾具體上，第一球頭壓緊塊與第五球頭壓緊塊分別位于夾具體兩側(cè)邊框上，在同一垂直面高低錯(cuò)位安裝，第二球頭壓緊塊與第四球頭壓緊塊分別位于夾具體兩側(cè)邊框上，靠近夾具體一端部邊框，第二球頭壓緊塊與第四球頭壓緊塊在同一垂直面高低錯(cuò)位安裝，第三球頭壓緊塊安裝在夾具體一端部邊框，預(yù)緊塊與緊固壓板一端固連，緊固壓板另一端固定在夾具體一側(cè)邊框上； 所述夾具體與底座為可拆卸式定位連接，在銑削完精鍛葉片榫根一面后，將夾具體連同精鍛葉片的整體組件直接翻轉(zhuǎn)180°固定在底座上，由夾具體在底座定位，使一次數(shù)控編程完成榫根的兩面加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精鍛葉片榫根加工的夾具，其特征在于:基板、夾具體、底座的中軸線在同一垂直面上。
【文檔編號(hào)】B23Q3/06GK103921146SQ201410136834
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】藺小軍, 張新鴿, 史耀耀, 王志偉, 高源
申請人:西北工業(yè)大學(xué)