提高整体叶轮快速高重复性定位精度的工装制造技术

本实用新型专利技术涉及一种提高整体叶轮快速高重复性定位精度的工装，工装底座装夹面上设置用于叶轮叶片角向定位的定位槽，定位槽的数量与叶轮叶片数目相等，工装底座装夹面中间设置一圈防干涉槽，使定位槽分成内定位槽和外定位槽。工作时，将该工装装夹在三爪卡盘上，一起固定于机床工作台面。找正工装平面度≤0.02mm，同轴度≤0.02mm。将叶轮零件的正面叶片嵌入定位槽，叶面紧贴定位槽的定位面，中心插入芯轴，用螺母和垫片夹紧叶轮零件，通过数控程序控制刀具对背面叶片进行加工。零件每次装夹不需要对零件进行每件找正，大大提高生产效率，减小工人劳动强度，尽可能减小人为操作失误，提高了生产质量稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种整体叶轮数控加工装置，尤其是涉及一种在整体叶轮铣削制造工艺过程中可实现提高快速高重复定位精度的工装。
技术介绍
随着现代工业技术的飞速发展，整体叶轮系零件在高端制造业、高尖端医疗器械、重型机械装备等诸多领域得到越来越广泛的应用。伴随着计算机集成制造系统CAD/CAM软件的发展，整体叶轮零件的结构形式趋于多样化，这类叶轮的叶片最薄处尺寸≤1mm,由于其复杂的结构特点，零件在制造过程中往往需要经过正反两次甚至多次定位装夹才能实现零件在同一个毛坯上整体机加而成。多次装夹导致精加工后正、反面叶片分布的位置度、同轴度，叶片等分精度超差严重，最终导致叶轮动平衡性能差，从而影响部件整体的工作状态。另外，传统的定位装夹方式装夹不稳定且效率低下，易造成零件报废，不适宜大批量生产。
技术实现思路
为避免以上所述的加工缺陷，本技术提供一种提高整体叶轮快速高重复性定位精度的工装，在数控加工中心工作平台上安装一个自制工装，该工装通过与叶轮叶片数目相等的凹槽和芯轴进行轴向及角向定位。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种提高整体叶轮快速高重复性定位精度的工装，包括工装底座、芯轴，工装底座中间配合连接芯轴，所述工装底座装夹面上设置用于叶轮叶片角向定位的定位槽，定位槽的数量与叶轮叶片数目相等，工装底座装夹面中间设置一圈防干涉槽，使定位槽分成内定位槽和外定位槽。所述定位槽的宽度大于叶片宽度0.02～0.2mm，深度为0.5～20mm。所述防干涉槽的宽度为定位槽长度的1/3～2/3，深度尺寸为定位槽深度的1.2～2倍，底部设置R=0.5～10mm的倒圆角。所述内定位槽长度为外定位槽长度的1/3～2/3，在定位槽的各边倒45°～60°尺寸为0.2～1mm的斜角。所述工装底座中心精铣有一个Ф6～Ф20找正用的基准孔，孔口倒30°尺寸为1～2mm的斜角；所述工装底座（5）的X轴轴线上精铣一条宽度3～10mm，深3～12mm工装X向找正槽，槽口倒斜角，槽底倒R=0.5～8mm圆角。本技术的有益效果是：同传统定位装夹方式相比，在数控加工中心上安装一个定位装夹工装，仅需将工装同心度、平面度校准找正，即可开始进行零件加工，在加工过程中，不需要对零件进行二次找正，提高了加工效率；工装靠凹槽和芯轴对零件进行定位，叶片与凹槽接触无间隙，提高了正反两端叶片的制造精度和一致性，叶片等分精度和叶轮动平衡性能满足技术文件要求，大大提高生产效率，提高了生产质量稳定性和可靠性。附图说明图1是整体叶轮零件示意图；图2是定位工装示意图；图3是工装底座的俯视图；图4 是工装底座沿图2中B-B线的剖视图；图5是工装装夹零件的剖面图。图中：A.内定位槽，C.外定位槽，D.防干涉槽，E.倒角，F.工装找正槽，G.工装基准孔，R.槽底倒圆角，d.定位槽宽度，1.螺母，2.垫片，3.芯轴，4.整体叶轮零件，5.夹具底座。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步说明。本实施例是加工如图1所示的整体叶轮零件，整体叶轮零件的高度H=39mm，最大直径为Dmax=Φ108mm，叶轮轮毂的正反两面均有叶片需要加工，叶轮正面进口直径为D进1=Φ41.6mm，正面进口端叶片高度H进1=12.5mm，正面出口端叶片高度H出1=5.7mm，反面进口直径为D进2=Φ18.8mm，反面进口端叶片高度H进2=10.7mm，反面出口端叶片高度H出2=2mm叶片厚度最薄处δmin=1mm，相邻叶片间最小距离lmin=3mm，叶轮圆周分布叶片数量正反面各为12片。如3、4图所示，使用调质后的45号钢棒料精制工装底座。棒料精铣平面及外圆并钻Ф10轴孔，用丝锥攻M1.5内螺纹。平面上铣均布的12个定位槽，定位槽宽d大于叶片厚度0.1mm，深度为1mm。根据叶轮叶片形状，定位槽总长度为14mm。在底座平面上铣一圈防干涉槽D，防干涉槽D将定位槽分为内定位槽A和外定位槽C，防干涉槽D槽深2mm，宽4.5mm，槽底部倒R=0.5mm圆角。内定位槽A长度为3mm，外定位槽C长度为6.5mm。定位槽的各边设置0.2mm45°的倒斜角E，便于零件装夹。如图4所示，工装中心精铣一个Ф12基准孔G，孔口倒30°尺寸为1mm的斜角。方便工装中心找正。工装X轴轴线上精铣一条宽度4mm，深3mm的工装X向找正槽F（图3），槽口倒斜角，槽底倒R=0.5mm圆角R，用于工装角向找正。如图2、5所示，工作时，将该工装装夹在三爪卡盘上，一起固定于机床工作台面。找正工装平面度≤0.02mm，同轴度≤0.02mm。将叶轮零件的正面叶片嵌入定位槽，叶面紧贴定位槽的定位面，中心插入芯轴3，用螺母1和垫片2夹紧叶轮零件，通过数控程序控制刀具对背面叶片进行加工。使用该工装进行整体叶轮加工，大大提高生产效率，减小工人劳动强度，尽可能减小人为操作失误，提高了生产质量稳定性和可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高整体叶轮快速高重复性定位精度的工装，包括工装底座（5）、芯轴（3），工装底座（5）中间配合连接芯轴（3），其特征在于：所述工装底座（5）装夹面上设置用于叶轮叶片角向定位的定位槽，定位槽的数量与叶轮叶片数目相等，所述工装底座（5）装夹面中间设置一圈防干涉槽（D），使定位槽分成内定位槽（A）和外定位槽（C）。

【技术特征摘要】
1.一种提高整体叶轮快速高重复性定位精度的工装，包括工装底座（5）、芯轴（3），工装底座（5）中间配合连接芯轴（3），其特征在于：所述工装底座（5）装夹面上设置用于叶轮叶片角向定位的定位槽，定位槽的数量与叶轮叶片数目相等，所述工装底座（5）装夹面中间设置一圈防干涉槽（D），使定位槽分成内定位槽（A）和外定位槽（C）。
2.根据权利要求1所述的提高整体叶轮快速高重复性定位精度的工装，其特征在于：所述定位槽的宽度大于叶片宽度0.02～0.2mm，深度为0.5～20mm。
3.根据权利要求1所述的提高整体叶轮快速高重复性定位精度的工装，其特征在于：所述防干涉槽（D）的宽度为定位槽长度的1/3～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑刚，吕博鑫，吴雁，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：新型
国别省市：上海;31