一種葉片類零件銑削專用拉緊夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種葉片類零件銑削專用拉緊夾具,通過(guò)在葉片夾具中引入的拉力傳感器準(zhǔn)確測(cè)量施加在葉片上的預(yù)應(yīng)力，通過(guò)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)施加在葉片上的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)葉片加工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力的精確控制，有效地提高了切削穩(wěn)定性，減弱切削加工中的機(jī)械振動(dòng)。固定夾具體安裝在底座上，移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置固定在固定夾具體上，裝夾機(jī)構(gòu)安裝在移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置側(cè)面，底座固定在工作臺(tái)上；夾具頭繞機(jī)床旋轉(zhuǎn)分度臺(tái)的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，拉力傳感器與夾具頭通過(guò)連接套筒連接，保證裝夾工件時(shí)，夾具頭的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)影響到拉力傳感器，方便測(cè)量。本發(fā)明夾具適用于葉片類零件在四軸銑床上的裝夾加工，能顯著提高零件表面的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】一種葉片類零件銑削專用拉緊夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銑床專用夾具，具體地說(shuō)，涉及一種葉片類零件銑削專用拉緊夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦合金、高溫合金材料耐腐蝕性能好，熱強(qiáng)度高，在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于其優(yōu)良的使用性能也使得切削加工性能較差，在實(shí)際的生產(chǎn)加工中通常采用較小的切削速度和切向深度，最后進(jìn)行表面處理來(lái)提高零件材料的疲勞性能。研究實(shí)踐證明高速銑削可以大大提高加工效率，然而由此產(chǎn)生的切削振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響加工表面質(zhì)量。特別是在葉片的銑削加工中，由于葉片薄、加工剛性差，銑削中的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生葉片加工變形大和表面完整性差的問題。目前在航空航天工業(yè)制造領(lǐng)域廣泛采用預(yù)應(yīng)力加工方法，即預(yù)先在工件待加工表面施加彈性范圍內(nèi)的拉伸力，然后在該拉伸力作用下對(duì)工件進(jìn)行加工，加工完成后消除此預(yù)應(yīng)力，以達(dá)到改善加工表面質(zhì)量的目的。實(shí)踐證明，預(yù)應(yīng)力加工方法可有效提高切削穩(wěn)定性，消除加工中的顫振現(xiàn)象、改善加工表面殘余應(yīng)力分布，獲得較高的加工表面質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力加工方法已廣泛應(yīng)用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片、渦輪盤和凸輪軸等耐高溫零部件。在葉片類零件的加工過(guò)程中，往往將榫頭裝卡于旋轉(zhuǎn)分度盤上，葉尖的工藝凸臺(tái)采用頂緊的方式進(jìn)行裝卡。這種葉片類零件夾具采用壓緊的方式進(jìn)行裝卡緊固，預(yù)應(yīng)力施加的大小全憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)，缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)，不能夠保證加工表面質(zhì)量。
[0003]發(fā)明專利201210249365.9中公開了一種精鍛葉片型面定位裝夾夾具，通過(guò)葉片葉盆型面、葉根緣板內(nèi)側(cè)型面上的V點(diǎn)、進(jìn)氣邊定位,通過(guò)葉盆型面定位塊和葉背型面夾緊塊實(shí)施定位夾緊。該夾具雖然可提高加工的定位精度，但未考慮切削加工中的預(yù)應(yīng)力控制、振動(dòng)控制問題。在發(fā)明專利201210570033.0中提出的一種葉片加工自適應(yīng)夾緊工具及其夾緊方法，通過(guò)球面關(guān)節(jié)自找正裝置實(shí)現(xiàn)葉片端部的夾緊。該夾具適用于無(wú)應(yīng)力夾緊，不適用于預(yù)應(yīng)力加工；不具有葉片定位功能且未考慮葉片加工中的振動(dòng)控制問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服葉片數(shù)控加工裝夾定位時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確控制施加在葉片上的預(yù)應(yīng)力的問題，本發(fā)明提出一種葉片類零件銑削專用拉緊夾具，通過(guò)在葉片夾具中引入的拉力傳感器來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量施加在葉片上的預(yù)應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片夾緊時(shí)預(yù)應(yīng)力的精確控制，有效地減弱了切削加工中的機(jī)械振動(dòng)，提高了葉片的加工質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括底座、固定夾具體、移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置、裝夾機(jī)構(gòu)，固定夾具體安裝在底座上，移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置位于固定夾具體上面，裝夾機(jī)構(gòu)固定在移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置側(cè)面，且與固定夾具體同垂直面平行安裝，底座固定在工作臺(tái)上；所述固定夾具體包括夾具體、絲杠、滑動(dòng)螺母、推力軸承、鎖緊螺母，所述夾具體中間沿軸向設(shè)有卡位槽，夾具體兩端有通孔，滑動(dòng)螺母與絲杠配合位于夾具體的卡位槽內(nèi)，絲杠一端通過(guò)推力軸承和鎖緊螺母軸向限位移動(dòng)，絲杠另一端有手柄，手柄轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑動(dòng)螺母在卡位槽內(nèi)沿絲杠軸向滑動(dòng)；夾具體底部有四個(gè)螺孔與底座上四角對(duì)應(yīng)的螺孔配合；所述移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置由拉力傳感器座、拉力傳感器、連接螺栓、擋板、螺栓組成，所述拉力傳感器座位于夾具體上部，拉力傳感器安裝在拉力傳感器座內(nèi)，拉力傳感器座兩側(cè)端有通孔，一側(cè)端通過(guò)螺栓與拉力傳感器一端固連，另一側(cè)端通過(guò)連接螺栓穿過(guò)擋板通孔與拉力傳感器另一端固連；拉力傳感器座底部有螺母安裝孔，滑動(dòng)螺母上部與拉力傳感器座安裝孔配合通過(guò)螺釘固連，拉力傳感器座在滑動(dòng)螺母的帶動(dòng)下沿絲杠軸向移動(dòng)；所述裝夾機(jī)構(gòu)包括夾具頭、連接筒、軸承、小螺栓，所述連接筒內(nèi)為兩個(gè)不同直徑同軸相通的螺孔，連接筒內(nèi)小螺孔端安裝軸承，小螺栓穿過(guò)軸承與夾具頭端部的螺孔配合連接，連接筒的另一端與擋板和拉力傳感器通過(guò)連接螺栓固連。
[0006]所述擋板有中心通孔，側(cè)面依中心通孔均布四個(gè)固定孔與拉力傳感器座上對(duì)應(yīng)的四個(gè)螺孔配合，擋板另一側(cè)面設(shè)有圓形凹槽與拉力傳感器一端相合。
[0007]有益效果
[0008]本發(fā)明提出的一種葉片類零件銑削專用拉緊夾具，適用于葉片類零件在四軸銑床上的裝夾。通過(guò)拉力傳感器準(zhǔn)確獲取當(dāng)前的拉力值，通過(guò)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)施加在葉片上的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)在加工過(guò)程中對(duì)葉片預(yù)應(yīng)力的精確控制，有效地提高了切削穩(wěn)定性，消除切削振動(dòng)；夾具頭繞機(jī)床旋轉(zhuǎn)分度臺(tái)的中心旋轉(zhuǎn)，拉力傳感器與夾具頭通過(guò)連接筒連接，保證裝夾工件時(shí)，夾具頭的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)影響到拉力傳感器，方便測(cè)量。本發(fā)明也適用于部分四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)普通銑床，通過(guò)改變夾具頭的結(jié)構(gòu)用于葉片類零件、軸類零件的銑削加工，適用范圍較廣，且可以顯著提高零件表面的質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明夾具結(jié)構(gòu)合理，動(dòng)作可靠。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種葉片類零件銑削專用拉緊夾具作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]圖1為本發(fā)明葉片類零件銑削專用拉緊夾具示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明葉片類零件銑削專用拉緊夾具剖視圖。
[0012]圖3為本發(fā)明的拉力傳感器座右視圖。
[0013]圖4為拉力傳感器座左視圖。
[0014]圖5為拉力傳感器座俯視圖。
[0015]圖6為拉力傳感器示意圖。
[0016]圖7為拉力傳感器左視圖。
[0017]圖8為擋板左視圖。
[0018]圖9為擋板右視圖。
[0019]圖10為擋板C-C方向剖視圖。
[0020]圖11為滑動(dòng)螺母示意圖。
[0021]圖12為滑動(dòng)螺母左視圖。
[0022]圖13為滑動(dòng)螺母俯視圖。
[0023]圖14為夾具體俯視圖。
[0024]圖15為夾具體仰視圖。[0025]圖16為夾具體A-A方向剖視圖。
[0026]圖17為底座示意圖。
[0027]圖18為底座B-B方向剖視圖。
[0028]圖中:
[0029]1.拉力傳感器座2.拉力傳感器3.擋板4.連接螺栓5.連接筒6.小螺栓7.軸承
8.夾具頭9.螺釘10.滑動(dòng)螺母11.夾具體12.推力軸承13.鎖緊螺母14.底座15.絲杠16.螺栓
【具體實(shí)施方式】
[0030]本實(shí)施例是一種葉片類零件銑削專用拉緊夾具，適用于葉片類零件在四軸銑床上的裝夾。
[0031]參閱圖1-圖18，本發(fā)明葉片類零件銑削專用拉緊夾具，由底座、固定夾具體、移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置、裝夾機(jī)構(gòu)組成，固定夾具體安裝在底座上，移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置位于固定夾具體上面，裝夾機(jī)構(gòu)固定在移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置側(cè)面，且與固定夾具體同垂直面平行安裝，底座固定安裝在工作臺(tái)上。固定夾具體包括夾具體11、絲杠15、滑動(dòng)螺母10、推力軸承12、鎖緊螺母13，夾具體11中間沿軸向設(shè)有卡位槽，夾具體兩端有通孔，滑動(dòng)螺母10與絲杠15配合安裝在夾具體11的卡位槽內(nèi)，絲杠15—端通過(guò)推力軸承12和鎖緊螺母13軸向限位移動(dòng)，絲杠15另一端有手柄，旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)滑動(dòng)螺母10在卡位槽內(nèi)沿絲杠15軸向滑動(dòng)；夾具體11底部有四個(gè)螺孔與底座14上四角對(duì)應(yīng)的螺孔配合。移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置由拉力傳感器座1、拉力傳感器2、連接螺栓4、擋板3、螺栓16組成，拉力傳感器座I安裝在夾具體11上部，拉力傳感器2固定安裝在拉力傳感器座I內(nèi)，拉力傳感器座I兩側(cè)端有通孔，拉力傳感器座I的一側(cè)端與拉力傳感器2 —端通過(guò)螺栓16固定連接,拉力傳感器座I的另一側(cè)端與拉力傳感器2另一端通過(guò)連接螺栓4穿過(guò)擋板3通孔固定連接；拉力傳感器座I底部有螺母安裝孔，滑動(dòng)螺母10上部的螺母端與拉力傳感器座I安裝孔配合通過(guò)螺釘9固定連接，拉力傳感器座I在滑動(dòng)螺母10的帶動(dòng)下沿絲杠15軸向移動(dòng)，通過(guò)裝夾機(jī)構(gòu)拉緊或放松葉片，控制施加在葉片上的預(yù)應(yīng)力。裝夾機(jī)構(gòu)包括夾具頭8、連接筒5、軸承7、小螺栓6，連接筒5內(nèi)為兩個(gè)不同直徑同軸相通的螺孔，連接筒5內(nèi)小螺孔端安裝軸承7，小螺栓6穿過(guò)軸承7與夾具頭8端部的螺孔配合連接，連接筒5的另一端與擋板3和拉力傳感器2通過(guò)連接螺栓4固定連接。
[0032]如圖8、圖9、圖10所示，擋板3有中心通孔，側(cè)面依中心通孔均布四個(gè)固定孔與拉力傳感器座I上對(duì)應(yīng)的四個(gè)螺孔配合，擋板3另一側(cè)面設(shè)有圓形凹槽與拉力傳感器2 —端相合。
[0033]本實(shí)施例的裝配過(guò)程:將滑動(dòng)螺母10安裝在夾具體11的卡位槽內(nèi)；絲杠15從夾具體11 一側(cè)端圓孔插入，并與滑動(dòng)螺母10配合，絲杠15小直徑端伸出夾具體11另一側(cè)端圓孔，采用推力軸承12和鎖緊螺母13進(jìn)行固定。夾具體11安裝在底座14上，對(duì)正夾具體11底面上的螺孔和底座14上的螺釘固定孔，用螺釘緊固。將拉力傳感器座I放置在夾具體11上，確?；瑒?dòng)螺母10配合插入拉力傳感器座I底部的螺母配合孔，將螺釘9從拉力傳感器座I頂部的圓孔放入，擰入滑動(dòng)螺母10上部的螺釘孔，將拉力傳感器座I與滑動(dòng)螺母10固連在一起；拉力傳感器2從拉力傳感器座I右端圓孔裝入拉力傳感器座1，用螺栓16從拉力傳感器座I左側(cè)的圓孔擰入拉力傳感器2左端的螺孔，固定其一端，用擋板3壓緊其另一端，擰上擋板3上的螺釘，將擋板3固定在拉力傳感器座I上，完成拉力傳感器2的固定；連接螺栓4穿過(guò)擋板3中心的圓孔擰入拉力傳感器2端部的螺孔；將軸承7安裝在連接筒5內(nèi)，小螺栓6穿過(guò)軸承7和連接筒5端部的圓孔擰入夾具頭8的螺孔，完成連接筒5與夾具頭8的連接；最后將連接螺栓4擰入連接筒5的螺紋內(nèi)緣，完成夾具的整體裝配。
[0034]本發(fā)明葉片類零件銑削專用拉緊夾具使用時(shí)，通過(guò)底座14上的定位凸頭將夾具回轉(zhuǎn)軸線同機(jī)床回轉(zhuǎn)分度臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線定位在同一平面內(nèi)，底座14在角形區(qū)域留有用于固定螺釘?shù)目?，用螺釘配合滑塊或者機(jī)床加工平臺(tái)上的螺釘孔對(duì)底座14進(jìn)行固定。將葉片葉尖處的工藝凸臺(tái)插入夾具頭8內(nèi)，由夾具頭8上的螺栓緊固；旋轉(zhuǎn)連接筒5，調(diào)節(jié)連接筒5至張緊狀態(tài)，施加在葉片上的預(yù)緊拉力通過(guò)夾具頭8、軸承7、連接筒5、連接螺栓4傳遞到拉力傳感器2，拉力傳感器2連接線路通過(guò)拉力傳感器座I上部的方形孔穿出，實(shí)時(shí)測(cè)量施加在葉片上的拉緊力，旋轉(zhuǎn)絲杠15的手柄，調(diào)節(jié)預(yù)應(yīng)力使達(dá)到設(shè)定值。
【權(quán)利要求】
1.一種葉片類零件銑削專用拉緊夾具，其特征在于:包括底座、固定夾具體、移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置、裝夾機(jī)構(gòu)，固定夾具體安裝在底座上，移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置位于固定夾具體上面，裝夾機(jī)構(gòu)固定在移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置側(cè)面，且與固定夾具體同垂直面平行安裝，底座固定在工作臺(tái)上；所述固定夾具體包括夾具體、絲杠、滑動(dòng)螺母、推力軸承、鎖緊螺母，所述夾具體中間沿軸向設(shè)有卡位槽，夾具體兩端有通孔，滑動(dòng)螺母與絲杠配合位于夾具體的卡位槽內(nèi)，絲杠一端通過(guò)推力軸承和鎖緊螺母軸向限位移動(dòng)，絲杠另一端有手柄，手柄轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑動(dòng)螺母在卡位槽內(nèi)沿絲杠軸向滑動(dòng)；夾具體底部有四個(gè)螺孔與底座上四角對(duì)應(yīng)的螺孔配合；所述移動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)裝置由拉力傳感器座、拉力傳感器、連接螺栓、擋板、螺栓組成，所述拉力傳感器座位于夾具體上部，拉力傳感器安裝在拉力傳感器座內(nèi)，拉力傳感器座兩側(cè)端有通孔，一側(cè)端通過(guò)螺栓與拉力傳感器一端固連，另一側(cè)端通過(guò)連接螺栓穿過(guò)擋板通孔與拉力傳感器另一端固連；拉力傳感器座底部有螺母安裝孔，滑動(dòng)螺母上部與拉力傳感器座安裝孔配合通過(guò)螺釘固連，拉力傳感器座在滑動(dòng)螺母的帶動(dòng)下沿絲杠軸向移動(dòng)；所述裝夾機(jī)構(gòu)包括夾具頭、連接筒、軸承、小螺栓，所述連接筒內(nèi)為兩個(gè)不同直徑同軸相通的螺孔，連接筒內(nèi)小螺孔端安裝軸承，小螺栓穿過(guò)軸承與夾具頭端部的螺孔配合連接，連接筒的另一端與擋板和拉力傳感器通過(guò)連接螺栓固連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片類零件銑削專用拉緊夾具，其特征在于:所述擋板有中心通孔，側(cè)面依中心通孔均布四個(gè)固定孔與拉力傳感器座上對(duì)應(yīng)的四個(gè)螺孔配合，擋板另一側(cè)面有圓形凹槽與拉力傳感器一端相合。
【文檔編號(hào)】B23Q17/00GK103846706SQ201410103742
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】張定華, 王駿騰, 吳寶海, 羅明, 劉一龍 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)