專利名稱：薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于精密、超精密數(shù) 控切削加工薄壁葉片的夾具。
背景技術(shù)：
目前，在航空領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)主要都是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，其壓氣機(jī)及風(fēng)扇葉片 加工難度較大，尤其是航空發(fā)動(dòng)機(jī)追求高推重比，葉片設(shè)計(jì)精度高，而且要求重量輕，多采 取用薄壁結(jié)構(gòu)及鈦合金等輕質(zhì)材料。航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工藝特點(diǎn)為葉片為薄壁結(jié)構(gòu)、具有復(fù) 雜自由曲面，為提高氣動(dòng)性能，葉片曲面彎扭劇烈，結(jié)構(gòu)具有彎、扭、掠形等特點(diǎn)，葉片加工 精度高等，這些特點(diǎn)對(duì)葉片加工前的裝夾提出了相當(dāng)高的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中的葉片加工夾 具類型有很多，通常有通用夾具、可調(diào)整夾具、組合夾具等，一般都采用一端固定，一端頂尖 式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在加工薄壁結(jié)構(gòu)葉片時(shí)很容易造成葉片的夾緊變形，而且其定位方式不穩(wěn) 定，影響了葉片的加工精度和整體質(zhì)量。
名稱為葉片數(shù)控加工精密定位夾具，申請(qǐng)?zhí)枮?01020020523. χ的中國專利公開 了一種采用兩端預(yù)拉緊的固定夾緊結(jié)構(gòu)，其葉尖端工藝臺(tái)與定位芯軸相連，通過偏心銷軸 的設(shè)置，利用偏心銷軸的自鎖來實(shí)現(xiàn)夾緊，從而起到防止葉片加工過程中變形過大的問題。 但該夾具在使用過程中偏心銷軸產(chǎn)生的預(yù)緊力無法精確控制，對(duì)于不同尺寸的葉片無法達(dá) 到最優(yōu)化定位夾緊，尤其在加工大型薄壁葉片時(shí)，其振動(dòng)比較明顯，會(huì)影響大型葉片的加工 質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)葉片夾緊力無法精確控制，容易產(chǎn)生振動(dòng)的不足，本發(fā)明提供 了一種薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，通過采用榫根端液壓夾緊結(jié)構(gòu)和葉尖工作臺(tái)和定 位心軸鑄造聯(lián)接的固定結(jié)構(gòu)，從而有效的解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定 位夾具，包括裝夾葉片榫根的榫根定位盤和裝夾葉片葉尖端的定位芯軸，榫根定位盤安裝 在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，榫根定位盤上設(shè)有葉片榫根安裝槽、榫根定位盤軸向油道和榫根定位盤 徑向油道，葉片榫根安裝槽與葉片榫根的形狀相同，通過其上相配合的錐面斜槽實(shí)現(xiàn)軸向 定位，葉片榫根安裝槽的一端設(shè)有定位銷軸，另一端設(shè)有與葉片榫根對(duì)應(yīng)的壓緊螺釘，榫根 定位盤軸向油道為兩個(gè)，榫根定位盤軸向油道沿榫根定位盤軸向一端與葉片榫根安裝槽相 通，另一端通到榫根定位盤另一端面，榫根定位盤徑向油道沿榫根定位盤徑向與榫根定位 盤軸向油道相通，兩個(gè)榫根定位盤軸向油道分別與榫根定位盤徑向油道相連通，兩個(gè)榫根 定位盤軸向油道一端與葉片榫根安裝槽對(duì)應(yīng)接合處的端部設(shè)有壓力銷軸，壓力銷軸上設(shè)有 彈簧，在壓力銷軸不需要壓緊葉片榫根時(shí)把壓力銷軸退回榫根定位盤軸向油道內(nèi)，兩個(gè)榫 根定位盤軸向油道另一端安裝有軸向油道密封螺釘，榫根定位盤徑向油道的外端安裝有徑 向油道密封螺釘，進(jìn)油口與榫根定位盤徑向油道相連通，進(jìn)油口端口處設(shè)有壓力銷軸，進(jìn)油口通過通入壓力油從而推動(dòng)壓力銷軸壓緊葉片榫根；定位芯軸一端通過定位板和鑄造工藝 臺(tái)與葉尖工藝臺(tái)固定相連，定位芯軸另一端通過螺栓與連接軸相連，連接軸通過端蓋安裝 在尾座上。
所述的榫根定位盤通過榫根定位盤固定螺釘與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)固定相連。所述的定位 板通過螺釘與定位芯軸固定相連，定位板內(nèi)側(cè)上設(shè)有圓錐孔，用于鑄造工藝臺(tái)鑄造的時(shí)候 實(shí)現(xiàn)連接良好。所述的定位芯軸與鑄造工藝臺(tái)相接處的外側(cè)設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)的作用和定位 板內(nèi)側(cè)上設(shè)有圓錐孔作用相同。
所述的連接軸安裝在尾座上，需要實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起到滑動(dòng)軸承的作用，所以需要 潤滑，因此端蓋上設(shè)有密封圈，防止?jié)櫥托孤丁?br> 所述的鑄造工藝臺(tái)在葉片加工前在葉片尖端通過鑄造的方法得到，從而在葉片加 工前通過鑄造的方法實(shí)現(xiàn)葉片葉尖端的定位與夾緊。
本發(fā)明的有益效果是所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，在葉片裝夾過程 中，對(duì)葉片榫根部位進(jìn)行過定位，葉尖工藝臺(tái)與定位芯軸相連，通過液壓裝置，利用壓力銷 軸來實(shí)現(xiàn)葉片的夾緊，而且壓力銷軸的壓力大小可以通過進(jìn)油口實(shí)現(xiàn)液壓控制，并且對(duì)榫 根接觸部位施加的壓力也比較均勻；葉尖工藝臺(tái)通過鑄造工藝臺(tái)與定位心軸連接，增加了 葉片的連接定位剛度，這樣可以有效減小加工中的葉片在切削力的作用下產(chǎn)生加工變形， 使葉片在加工過程中能承受由于刀具切削力產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，使葉片的加工變得穩(wěn)定且 不易變形。該夾具不但可以提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工精度和質(zhì)量，而且可提高數(shù)控加工 效率。利用榫根處的定位件和定位面實(shí)現(xiàn)對(duì)稱定位，使裝夾的對(duì)稱性好。此夾具結(jié)構(gòu)簡單， 安裝方便，定位精度高，可多次裝拆而不影響定位精度。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的圖1的A-A處結(jié)構(gòu)剖視示意圖3為本發(fā)明的圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明的圖3的B-B處結(jié)構(gòu)剖視示意圖5為本發(fā)明的圖1的葉片榫根與葉片榫根安裝槽安裝處的局部發(fā)達(dá)示意圖6為本發(fā)明的葉片尖端鑄造結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明的C-C處結(jié)構(gòu)剖視示意圖8為本發(fā)明的圖7的俯視結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明的圖8的D-D處結(jié)構(gòu)剖視示意圖10為本發(fā)明的圖6的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-尾座，2-連接軸，3-螺栓，4-定位芯軸，5-螺釘，6_端蓋，7_密封圈，8_鑄 造工藝臺(tái)，9-凸臺(tái)，10-定位板，11-葉尖工藝臺(tái)，12-葉片，13-葉片榫根，14-榫根定位盤， 15-榫根定位盤軸向油道，16-軸向油道密封螺釘，17-徑向油道密封螺釘，18-榫根定位盤 徑向油道，19-進(jìn)油口，20-彈簧，21-定位銷軸，22-旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，23-榫根定位盤固定螺釘， 24-壓緊螺釘，25-葉片榫根安裝槽，26-壓力銷軸，27-鑄造下封板，28-鑄造側(cè)封板，29-松 軟材料層。
具體實(shí)施方式
如圖1至5所示，所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，包括有夾具體，所述的 夾具體由裝夾葉片榫根13的榫根定位盤14和裝夾葉片12葉尖端的定位芯軸4構(gòu)成，榫根 定位盤14安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)22上，榫根定位盤14上設(shè)有葉片榫根安裝槽25、榫根定位盤 軸向油道15和榫根定位盤徑向油道18，葉片榫根安裝槽25的一端設(shè)有定位銷軸21，葉片 榫根安裝槽25的另一端設(shè)有與葉片榫根13對(duì)應(yīng)的壓緊螺釘M，榫根定位盤軸向油道15為 兩個(gè)，兩個(gè)榫根定位盤軸向油道分別與榫根定位盤徑向油道18相連通，兩個(gè)榫根定位盤軸 向油道一端與葉片榫根安裝槽25對(duì)應(yīng)接合處的端部設(shè)有壓力銷軸沈，壓力銷軸沈上設(shè)有 彈簧20，兩個(gè)榫根定位盤軸向油道另一端安裝有軸向油道密封螺釘16，榫根定位盤徑向油 道18的外端安裝有徑向油道密封螺釘17，進(jìn)油口 19與榫根定位盤徑向油道18相連通，進(jìn) 油口 19端口處設(shè)有壓力銷軸；定位芯軸4 一端通過定位板10和鑄造工藝臺(tái)8與葉尖工藝 臺(tái)11固定相連，定位芯軸4另一端通過螺栓3與連接軸2相連，連接軸2通過端蓋6安裝 在尾座1上，端蓋6上設(shè)有密封圈7。
所述的榫根定位盤14通過榫根定位盤固定螺釘23與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)22固定相連。所 述的定位板10通過螺釘5與定位芯軸4固定相連，定位板10內(nèi)側(cè)上設(shè)有圓錐孔，用于鑄造 的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)連接良好。所述的定位芯軸4與鑄造工藝臺(tái)8相接處的外側(cè)設(shè)有凸臺(tái)9。
如圖6至10所示，所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，，其特點(diǎn)還在于，在葉 片加工前，先在葉片尖端通過鑄造的方法鑄造出鑄造工藝臺(tái)8，其鑄造方法如下
首先在葉尖工藝臺(tái)11與定位芯軸4結(jié)合處的定位芯軸4端部安裝鑄造側(cè)封板觀， 在葉尖工藝臺(tái)11與定位芯軸4結(jié)合處的下部安裝鑄造下封板27，從而組成一個(gè)只有上部開 口的空腔，然后在空腔下部和封板縫隙處填入松軟材料層四，松軟材料層四為橡皮泥，最 后把融化的低熔點(diǎn)鋁合金或其他合金倒入空腔內(nèi)，冷卻后就形成鑄造工藝臺(tái)8。
所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，其在使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)22和尾座1安 裝在機(jī)床工作臺(tái)上，先將葉片榫根一端安裝在榫根定位盤上，按上述連接把葉片12安裝在 夾具上，通過其上的定位裝置實(shí)現(xiàn)定位，按照?qǐng)D6至10所示的結(jié)構(gòu)形式和上述鑄造工藝臺(tái)8 的鑄造方法，鑄造出鑄造工藝臺(tái)8，然后通過進(jìn)油口注入一定壓力的油液，油液推動(dòng)進(jìn)油口 處的壓力銷軸，從而使密封相連通得榫根定位盤軸向油道和榫根定位盤徑向油道中的容積 減小，從而使密封腔內(nèi)的油液推動(dòng)榫根定位盤軸向油道一端與葉片榫根安裝槽25對(duì)應(yīng)接 合處的壓力銷軸沈，從而對(duì)葉片施加預(yù)緊力。當(dāng)葉片卸載時(shí)，彈簧可以使得壓力銷軸回到初 始位置，即沒有夾緊時(shí)的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，包括裝夾葉片榫根的榫根定位盤和裝夾葉片 葉尖端的定位芯軸，其特征在于榫根定位盤安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，榫根定位盤上設(shè)有葉片 榫根安裝槽、榫根定位盤軸向油道和榫根定位盤徑向油道，葉片榫根安裝槽與葉片榫根的 形狀相同，通過其上相配合的錐面斜槽實(shí)現(xiàn)軸向定位，葉片榫根安裝槽的一端設(shè)有定位銷 軸，另一端設(shè)有與葉片榫根對(duì)應(yīng)的壓緊螺釘，榫根定位盤軸向油道為兩個(gè)，榫根定位盤軸向 油道沿榫根定位盤軸向一端與葉片榫根安裝槽相通，另一端通到榫根定位盤另一端面，榫 根定位盤徑向油道沿榫根定位盤徑向與榫根定位盤軸向油道相通，兩個(gè)榫根定位盤軸向油 道分別與榫根定位盤徑向油道相連通，兩個(gè)榫根定位盤軸向油道一端與葉片榫根安裝槽對(duì) 應(yīng)接合處的端部設(shè)有壓力銷軸，壓力銷軸上設(shè)有彈簧，在壓力銷軸不需要壓緊葉片榫根時(shí) 把壓力銷軸退回榫根定位盤軸向油道內(nèi)，兩個(gè)榫根定位盤軸向油道另一端安裝有軸向油道 密封螺釘，榫根定位盤徑向油道的外端安裝有徑向油道密封螺釘，進(jìn)油口與榫根定位盤徑 向油道相連通，進(jìn)油口端口處設(shè)有壓力銷軸，進(jìn)油口通過通入壓力油從而推動(dòng)壓力銷軸壓 緊葉片榫根；定位芯軸一端通過定位板和鑄造工藝臺(tái)與葉尖工藝臺(tái)固定相連，定位芯軸另 一端通過螺栓與連接軸相連，連接軸通過端蓋安裝在尾座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，其特征在于所述的榫根 定位盤通過榫根定位盤固定螺釘與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)固定相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，其特征在于所述的定位 板通過螺釘與定位芯軸固定相連，定位板內(nèi)側(cè)上設(shè)有圓錐孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，其特征在于所述的定位 芯軸與鑄造工藝臺(tái)相接處的外側(cè)設(shè)有凸臺(tái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，其特征在于所述的端蓋 上設(shè)有密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，其特征在于所述的鑄造 工藝臺(tái)在葉片加工前在葉片尖端通過鑄造的方法得到。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄壁葉片數(shù)控加工精密定位夾具，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的榫根定位盤設(shè)有葉片榫根安裝槽、榫根定位盤軸向油道和榫根定位盤徑向油道，定位芯軸一端通過定位板和鑄造工藝臺(tái)與葉尖工藝臺(tái)固定相連，另一端通過螺栓與連接軸相連，連接軸通過端蓋安裝在尾座上。本發(fā)明使葉片的加工變得穩(wěn)定且不易變形，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，定位精度高，可多次裝拆而不影響定位精度。
文檔編號(hào)B23Q3/06GK102029537SQ20101054520
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者任軍學(xué), 劉維偉, 史耀耀, 張定華, 汪文虎, 溫長喜, 高曉娟, 黃新春 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)