加工航空发动机自由涡轮二级叶片用工装制造技术

本发明专利技术涉及一种加工航空发动机自由涡轮二级叶片用工装，包括底座，所述底座的左、右两侧均设有一个竖直的左、右支承部，所述左支承部上设有夹头，所述夹头的右端面设有V形齿面槽；所述右支承部的内侧面上设有顶套，所述顶套的左端面开设有矩形槽，二级叶片右端的工作台与所述矩形槽固定配合，所述V形齿面槽和二级叶片左端的榫头固定配合。利用本发明专利技术的工装在三轴加工中心上即可完成对二级叶片待加工面的精加工，摆脱了现有加工方法对四轴加工中心或手工加工的依赖；利用本工装加工二级叶片的效率高且省时，在保证二级叶片质量合格率的前提下，各二级叶片待加工面的加工质量均统一。

Tooling for machining two stage blades of aeroengine free turbine

The invention relates to a tooling for processing the secondary blades of an aeroengine free turbine, which comprises a base. The left and right sides of the base are provided with a vertical left and right supporting parts. The left supporting part is provided with a clamp, and the right end face of the clamp is provided with a V-shaped tooth surface groove, and the inner surface of the right supporting part is provided with a top sleeve. The left end face of the jacket is provided with a rectangular groove, and the worktable at the right end of the secondary blade is fixed and matched with the rectangular groove, and the V-shaped tooth surface groove and the tenon head at the left end of the secondary blade are fixed and matched. By using the tooling of the invention, the finish machining of the surface to be machined for the secondary blade can be accomplished on the three-axis machining center, thus eliminating the dependence of the existing machining methods on the four-axis machining center or manual machining; the efficiency of processing the secondary blade by the tooling is high and the time is saved, and the quality qualified rate of the secondary blade is guaranteed. The processing quality of the wafer to be machined is uniform.

【技术实现步骤摘要】
加工航空发动机自由涡轮二级叶片用工装
本专利技术涉及航空加工用工装，具体涉及一种加工航空发动机自由涡轮二级叶片用工装。
技术介绍
自由涡轮二级叶片4是航空发动机上的重要零部件，其材料为锻态高温合金GH93；硬度≥290，一台发动机内需配有60多片二级叶片4，因此厂商对该零件的产量需求较大；二级叶片4的待加工面包括前缘5、后缘6、叶盆7、叶背8，二级叶片的左端部分为榫头11，二级叶片的右端部分为工作台12，精加工前的二级叶片4经过电火花加工作为粗加工，电火花加工加工出了二级叶片4的叶型并在各个待加工面留有少许的加工余量，经测量得出二级叶片4的叶身各截面的加工余量均不一致。现有二级叶片4的加工方法是通过人工手工打磨抛光使得待加工面达到合格标准，该加工方法所需的人力劳动强度较高，人工的工作环境较为恶劣，在加工过程中难以迅速排掉二级叶片4在抛光打磨过程中产生的热量，其降温过程降低了生产效率，该加工方法的生产效率低并导致了二级叶片4的产量少，因二级叶片4的材料硬度较高使得打磨抛光时间更长，加工一个二级叶片4平均需要花费3.5小时，因该加工方法为纯手工加工使得二级叶片4的加工质量无法统一。另外现有技术中有一种利用四轴加工中心加工二级叶片4的方法，该加工方法利用到一种工装，所述工装包括夹头9和顶套10，所述夹头9的左端开设有V形齿面槽，该齿面槽与二级叶片4的榫头11固定配合，所述夹头的右侧形状呈圆柱体，该圆柱体的圆周面装夹在四轴加工中心的卡盘上，所述顶套10的右端开设有方形凹槽，该凹槽和二级叶片4的工作台固定配合，所述顶套10的左端开设有中心孔，该中心孔顶紧在尾座顶尖上，所述夹头9的左侧形状呈方体，所述方体的前侧面固定有挡板，所述方体的后侧面固定有压板，所述挡板和压板用于二级叶片4的榫头12在所述V形齿面槽内水平方向的限位，二级叶片4在四轴加工中心上按上述一夹一顶的方式装夹在所述工装上，装夹完毕后，所述方体的顶面与水平面平行，加工过程中：四轴加工中心通过卡盘带动二级叶片4旋转不同的角度从而对二级叶片4的待加工面进行铣削。上述工装的工作方法，包括：二级叶片的榫头（11）与夹头（2）的V形齿面槽配合并通过螺纹压紧固定，二级叶片（4）的工作台（12）与顶套（3）通过螺钉顶紧固定，装夹完毕后，所述夹头（2）右侧的方体的上侧面与底座（1）的底面平行；利用本工装在三轴加工中心上即可完成对二级叶片（4）待加工面的精加工。上述在四轴加工中心上加工二级叶片4的方法存在以下问题：该加工方法所用的工装在装夹二级叶片4时、采用一夹一顶的方式进行装夹，因二级叶片4的待加工面处的结构形状较薄，所以所述一夹一顶的装夹方式会使装夹后的叶片4受到一定的轴向力并导致其发生弹性变形，当加工完毕并松开尾座顶尖后，二级叶片4所受的内应力相继消失，此时加工好的叶面形状产生了回弹变形并导致了二级叶片4的加工不合格，同时装夹时使用的中心孔为同一个中心孔，因此产生了装夹误差；铣削二级叶片4的待加工面使用的刀具是D8r4球头刀，所述球头刀直径小且刚性相对较差，同时因二级叶片4的叶身各截面的加工余量不一致，所以限制了铣削时刀具的走刀速度，铣削加工时的叶片4的叶身没有辅助支撑进一步导致了严重的振刀现象，严重的振刀现象导致了加工表面质量差同时进一步限制了加工时刀具的走刀速度；加工一个二级叶片4大约需要5小时，二级叶片4的加工合格率大约在30%，因此这种加工方法的加工效率和加工质量均达不到预期效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是通过一种加工航天发动机自由涡轮二级叶片的工装，本专利技术的工装在三轴加工中心上即可完成对二级叶片待加工面的精加工，摆脱了现有加工方法对四轴加工中心或手工加工的依赖；利用本工装加工二级叶片的效率高且省时，在保证二级叶片质量合格率的前提下，各二级叶片待加工面的加工质量均统一。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是提供一种加工航空发动机自由涡轮二级叶片的工装，包括底座，所述底座的左、右两侧均设有一个竖直的左、右支承部，所述左支承部上设有夹头，所述夹头的右端面设有V形齿面槽；所述右支承部的内侧面上设有顶套，所述顶套的左端面开设有矩形槽，二级叶片右端的工作台与所述矩形槽固定配合，所述V形齿面槽和二级叶片左端的榫头固定配合。进一步的是：所述底座的底面呈平面并与三轴加工中心的工作台面贴合，所述底座底部的左、右两端均设有一个水平方向的左、右延伸部，所述底座通过压板压紧在所述左、右延伸部的顶面从而与三轴加工中心的工作台面相固定；所述底座的底部的形状特征保证了装夹在工装上的二级叶片的位置精度。进一步的是：所述底座的左、右支承部在水平方向上均设有左、右支承孔分别用于支承夹头和顶套，所述左、右支承孔的中心线在同一直线上并与所述底座的底面平行；所述左、右端支承孔的位置特征保证了装夹在工装上的二级叶片的位置精度。进一步的是：所述底座的左支承部的顶面在竖直方向上设有一只定位孔，所述底座的右支承部的顶面在竖直方向上设有一只螺纹孔，该定位孔和螺纹孔均从各自端的支承部的顶面贯穿至各自端支承孔的内表面，所述定位孔和螺纹孔的中心线均与底座的左、右支承孔的中心线相交；所述定位孔的位置特征保证了底座定位孔内的定位销可顺利插入夹头的定位孔内，所述螺纹孔的位置特征保证了底座螺纹孔内的顶丝可顶在顶套的环形槽中；进一步的是：所述夹头的左侧设有外螺纹，该外螺纹上配合有一只螺母；所述夹螺母的拉紧力可解决夹头的定位孔和定位销的间隙配合带来的零件间的晃动问题，保证二级叶片在工装上保持完全固定。进一步的是：所述夹头的右侧形状呈方体，所述方体的右侧面沿水平方向开设有一条V形齿面槽，所述V形槽的上、下槽面是齿状面，所述V形齿面槽的槽面与二级叶片的榫头的齿面部分配合；所述V形齿面槽的槽面夹角处沿水平向左方向开设有一条矩形槽，所述矩形槽将夹头将所述方体分割成上方部和下方部，所述方体的上侧面上竖直开设有一只螺纹孔并贯穿所述上方部，所方体的底侧面上竖直开设有一只通孔并贯穿所述下方部，所述通孔和螺纹孔的中心线在同一直线上；所述上方部的前侧面开设有两只不贯穿的螺纹孔，所述两只螺纹孔用于固定挡板；所述上、下方部的后侧面均开设有一只不贯穿的螺纹孔，所述螺纹孔用于安装压板；所述夹头的右侧结构特征保证了其与榫头部分固定的稳定性。进一步的是：所述夹头的中部形状呈圆柱体，该圆柱体的圆周面与所述底座的左支承孔配合，所述圆柱体在圆周面的不同方向上分别开设有四个不贯穿的定位孔，所述定位孔的开设方向分别和二级叶片的四个待加工面方向一一对应，所述四个定位孔的轴线均在所述圆柱体的同一截面上，所述四个定位孔的大小和底座左支承部顶面的定位孔大小一致。底座的左支承部顶面的定位孔中的定位销分别通过与夹头的四个定位孔配合可翻转二级叶片的各个待加工面进行加工，代替了四轴加工中心上用卡盘带动零件旋转进行加工，所述四个定位孔的位置特征保证了底座的定位孔内的定位销可顺利插入夹头的定位孔内。进一步的是：所述顶套的左端面水平开设有一条矩形槽并与二级叶片的工作台相配合，所述矩形槽的上侧面垂直向上开设有一只贯穿的螺纹孔，所述顶套的中部开设有一条环形槽，所述环形槽的中部和底座的右支承部的顶面螺纹孔的轴线对齐；顶套左端面的矩形槽的位置特征保证了安装在工装上的二级叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加工航空发动机自由涡轮二级叶片用工装，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）的左、右两侧分别竖直设有左、右支承部（1‑1，1‑2），所述左支承部上设有夹头（2），所述夹头（2）的右端面设有V形齿面槽；所述右支承部的内侧面上设有顶套（3），所述顶套（3）的左端面上设有矩形槽，二级叶片（4）右端的工作台（12）与所述矩形槽固定配合，所述V形齿面槽和二级叶片（4）左端的榫头(11)固定配合。

【技术特征摘要】
1.一种加工航空发动机自由涡轮二级叶片用工装，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）的左、右两侧分别竖直设有左、右支承部（1-1，1-2），所述左支承部上设有夹头（2），所述夹头（2）的右端面设有V形齿面槽；所述右支承部的内侧面上设有顶套（3），所述顶套（3）的左端面上设有矩形槽，二级叶片（4）右端的工作台（12）与所述矩形槽固定配合，所述V形齿面槽和二级叶片（4）左端的榫头(11)固定配合。2.如权利要求1所述的加工用工装，其特征在于：所述底座（1）的底面呈平面并与三轴加工中心的工作台面贴合，所述底座（1）底部的左、右两端分别设有一个水平方向的左、右延伸部，所述底座（1）通过压板压紧在所述左、右延伸部的顶面从而与三轴加工中心的工作台面相固定；所述底座（1）的左、右支承部在水平方向上分别设有左、右支承孔，左、右支承孔分别用于支承夹头（2）和顶套（3），所述左、右支承孔的中心线在同一直线上并与所述底座（1）的底面平行；所述左支承部的顶面上、在竖直方向上设有一只定位孔，所述右支承部的顶面上、在竖直方向上设有一只螺纹孔，该定位孔和螺纹孔均从各自端的支承部的顶面贯穿至各自端支承孔的内表面，所述定位孔和螺纹孔的中心线分别与底座（1）的左、右支承孔的中心线相交。3.如权利要求1所述的工装，其特征在于：所述夹头（2）的左端部延伸出左支承部，且该左端部上设有外螺纹，该外螺纹上配合有一只螺母；所述夹头（2）的右侧部形状呈方体，所述方体的右侧面上沿水平方向开设有一条V形齿面槽，所述V形槽的上、下槽面是齿状面，所述V形齿面槽的槽面与二级叶片（4）的榫头（11）的齿面部分配合；所述V形齿面槽的槽面夹角处沿水平向...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭正明，周健，刘壮，李亮甲，
申请(专利权)人：中国航发常州兰翔机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32