一种工装夹具及装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法技术

本发明专利技术涉及一种工装夹具及装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法，属于航空发动机叶片加工技术领域，该工装夹具包括方箱以及固定安装在方箱内的叶身根部定位组件、叶身尾部定位组件和缘板叶肩定位组件，采用该结构，通过固定安装在方箱内的叶身根部定位组件、叶身尾部定位组件和缘板叶肩定位组件分别定位叶身根部、叶身尾部以及缘板叶肩，从而将叶片固定在方箱中，切削加工时叶片位置固定牢靠，提高了加工精度，各定位组件与方箱一体化装夹，避免出现基准转换误差大的缺陷，提高了产品合格率。一种装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法，使用该工装夹具保证加工过程中叶片定位精准压紧牢固不位移，进一步提高加工稳定性和加工效率。

A Tool Fixture and a Method of Fixing Aeroengine Turbine Precision Casting Blade

【技术实现步骤摘要】
一种工装夹具及装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法
本专利技术属于航空发动机叶片加工
，特别涉及一种工装夹具及装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法。
技术介绍
涡轮叶片是把高温燃气的热能转变为转子机械功的重要零件，它是决定发动机寿命的主要零件之一。涡轮叶片不仅处于有腐蚀性的燃气包围中，而且还受高温和高应力的作用。涡轮叶片对材料的要求较高：高热强度，热稳定性好，足够好的抗热疲劳及机械疲劳性能。高温合金成为涡轮叶片优先选用的材料，近年来航空发动机发展迅速，单晶高温合金应用愈来愈多。涡轮叶片常采用高温合金精密铸造毛坯。高温合金精密铸造叶片切削加工性能差，单晶高温合金叶片机械加工易产生再结晶，合格率较低，加工难度极大。高温合金精密铸造涡轮叶片机械加工，采用传统的浇注低熔点合金方箱装夹加工存在以下缺点:1、方箱数量大、成本高，存在方箱磨损不一致影响加工精度。2、存在基准转换误差。浇注低熔点合金转移基准定位工艺方案，机加工大部分尺寸都是将设计图尺寸转换到方箱上面测量。存在转换设计图尺寸产生的基准不重合误差。3、低熔点合金污染较大、成本高。浇注低熔点合金转移基准定位工艺方案，低熔点合金与叶身表面直接接触，叶片切削加工完成后需要熔退清除叶身表面上的低熔点合金，彻底去除较难，对设备、工装等污染较大，对接触低熔点合金的操作者身体也存在危害。而熔退低熔点合金需建立单独的去污染生产线，成本较高。因此，一种可提高加工精度并消除基准转换误差的工装夹具及装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法亟待出现。
技术实现思路
本专利技术提供一种工装夹具及装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法，用于解决现有技术中传统的浇注低熔点合金方箱装夹加工存在的加工精度低、基准转换误差大的技术问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种工装夹具，包括方箱、叶身根部定位组件、叶身尾部定位组件和缘板叶肩定位组件，所述方箱包括底座和顶板，所述底座为截面呈“凵”字形的矩形槽状结构件，所述顶板盖合在所述底座上，所述叶身根部定位组件、所述叶身尾部定位组件和所述缘板叶肩定位组件均固定安装在所述方箱内。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述叶身根部定位组件包括根部截面定位块和根部截面压紧装置，所述根部截面定位块固定安装在所述底座槽底面上，所述根部截面定位块上设有根部截面前缘定位面以及与根部截面型面定位点配合抵接第一圆弧头和第二圆弧头，所述根部截面压紧装置包括根部截面压紧块和A紧定螺钉，所述根部截面压紧块下端设有U型开口结构，所述根部截面压紧块上端设有T型槽，所述顶板上设有第一螺孔，所述A紧定螺钉穿过所述第一螺孔并抵接于所述根部截面压紧块上端的T型槽内。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述叶身尾部定位组件包括尾部截面定位块和尾部截面压紧装置，所述尾部截面定位块固定安装在所述底座槽底面上，所述尾部截面定位块上设有尾部截面前缘定位面以及与尾部截面定位点配合抵接的第三圆弧头，所述尾部截面压紧装置包括尾部截面压紧块和B紧定螺钉，所述尾部截面压紧块下端与尾部截面压紧面配合抵接，所述顶板上设有第二螺孔，所述B紧定螺钉穿过所述第二螺孔并与所述尾部截面压紧块上端抵接。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述缘板叶肩定位组件包括缘板叶肩内侧轴向定位件和缘板叶肩外侧轴向压紧装置，所述缘板叶肩内侧轴向定位件固定安装在所述根部截面定位块前端，所述缘板叶肩外侧轴向压紧装置为杠杆式压杆，所述杠杆式压杆一端弹性连接在所述底座外壁上，所述杠杆式压杆另一端与缘板叶肩外侧抵接。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述缘板叶肩内侧轴向定位件为圆锥头销，所述根部截面定位块上设有销孔，所述圆锥头销的大头端过盈插接在所述销孔内，所述圆锥头销的小头端与缘板叶肩内侧抵接。进一步地，为了更好地实现本专利技术，还包括叶身后缘限位装置，所述叶身后缘限位装置包括限位块和C紧定螺钉，所述底座右侧壁顶部设有定位槽，所述顶板上设有与所述定位槽位置对应的第三螺孔，所述限位块间隙配合插接在所述定位槽内，所述限位块顶面为楔形面，所述C紧定螺钉穿过所述第三螺孔并抵接于所述限位块的楔形面上。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述楔形面朝向所述底座右侧壁外侧设置。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述叶身后缘限位装置的数量为两组，所述定位槽和所述第三螺孔的数量也均为两个，两组所述叶身后缘限位装置分别安装在两个所述定位槽内。一种使用所述工装夹具装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将所述方箱固定在机床工作台上，将叶片置于所述方箱中；步骤2：保持叶身根部截面型面定位点与所述根部截面定位块上的第一圆弧头和第二圆弧头贴合、叶身尾部截面定位点与所述尾部截面定位块上的第三圆弧头贴合、叶身根部截面前缘定位点与所述根部截面定位块上的根部截面前缘定位面贴合、叶身尾部截面前缘定位点与所述尾部截面定位块上的尾部截面前缘定位面贴合、缘板叶肩内侧定位点与所述缘板叶肩内侧轴向定位件贴合；步骤3：推动所述限位块，使其与叶片后缘面自然接触，并拧紧所述C紧定螺钉以固定所述限位块；步骤4：将所述根部截面压紧块的U型开口结构压紧根部截面压紧面，所述尾部截面压紧块下端压紧尾部截面压紧面，所述缘板叶肩外侧轴向压紧装置压紧缘板叶肩外侧。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述机床工作台上安装有榫齿型面金刚石滚轮，所述榫齿型面金刚石滚轮包括一体成形的滚轮榫齿轮廓面和滚轮榫头底面，将所述滚轮榫头底面绕榫齿中心线逆时针旋转15度，所述榫齿型面金刚石滚轮切削时，所述滚轮榫齿轮廓面和所述滚轮榫头底面同时分别修磨加工叶片榫齿型面以及榫头底面。本专利技术相较于现有技术具有以下有益效果：本专利技术提供一种工装夹具，包括方箱、叶身根部定位组件、叶身尾部定位组件和缘板叶肩定位组件，方箱包括底座和顶板，底座为截面呈“凵”字形的矩形槽状结构件，顶板盖合在底座上，叶身根部定位组件、叶身尾部定位组件和缘板叶肩定位组件均固定安装在方箱内，采用该结构，通过固定安装在方箱内的叶身根部定位组件、叶身尾部定位组件和缘板叶肩定位组件分别定位叶身根部、叶身尾部以及缘板叶肩，从而将叶片固定在方箱中，切削加工时叶片位置固定牢靠，提高了加工稳定性和加工精度，各定位组件与方箱一体化装夹，避免出现基准转换误差大的缺陷，避免单晶叶片机械加工中产生再结晶，提高了产品合格率，消除低熔点合金污染，降低成本；本专利技术还提供一种装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法，包括以下步骤：步骤1：将所述方箱固定在机床工作台上，将叶片置于所述方箱中；步骤2：保持叶身根部截面型面定位点与所述根部截面定位块上的第一圆弧头和第二圆弧头贴合、叶身尾部截面定位点与所述尾部截面定位块上的第三圆弧头贴合、叶身根部截面前缘定位点与所述根部截面定位块上的根部截面前缘定位面贴合、叶身尾部截面前缘定位点与所述尾部截面定位块上的尾部截面前缘定位面贴合、缘板叶肩内侧定位点与所述缘板叶肩内侧轴向定位件贴合；步骤3：推动所述限位块，使其与叶片后缘面自然接触，并拧紧所述C紧定螺钉以固定所述限位块；步骤4：将所述根部截面压紧块的U型开口结构压紧根部截面压紧面，所述尾部截面压紧块下端压紧尾部截面压紧面，所述缘板叶肩外侧轴向压紧装置压紧缘板叶肩外侧。运用此方法，与现有技术浇注低熔点合金方箱装夹方法相比，本方法去除了传统的浇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工装夹具，其特征在于：包括方箱、叶身根部定位组件、叶身尾部定位组件和缘板叶肩定位组件，所述方箱包括底座和顶板，所述底座为截面呈“凵”字形的矩形槽状结构件，所述顶板盖合在所述底座上，所述叶身根部定位组件、所述叶身尾部定位组件和所述缘板叶肩定位组件均固定安装在所述方箱内。

【技术特征摘要】
1.一种工装夹具，其特征在于：包括方箱、叶身根部定位组件、叶身尾部定位组件和缘板叶肩定位组件，所述方箱包括底座和顶板，所述底座为截面呈“凵”字形的矩形槽状结构件，所述顶板盖合在所述底座上，所述叶身根部定位组件、所述叶身尾部定位组件和所述缘板叶肩定位组件均固定安装在所述方箱内。2.根据权利要求1所述的一种工装夹具，其特征在于：所述叶身根部定位组件包括根部截面定位块和根部截面压紧装置，所述根部截面定位块固定安装在所述底座槽底面上，所述根部截面定位块上设有根部截面前缘定位面以及与根部截面型面定位点配合抵接第一圆弧头和第二圆弧头，所述根部截面压紧装置包括根部截面压紧块和A紧定螺钉，所述根部截面压紧块下端设有U型开口结构，所述根部截面压紧块上端设有T型槽，所述顶板上设有第一螺孔，所述A紧定螺钉穿过所述第一螺孔并抵接于所述根部截面压紧块上端的T型槽内。3.根据权利要求1所述的一种工装夹具，其特征在于：所述叶身尾部定位组件包括尾部截面定位块和尾部截面压紧装置，所述尾部截面定位块固定安装在所述底座槽底面上，所述尾部截面定位块上设有尾部截面前缘定位面以及与尾部截面定位点配合抵接的第三圆弧头，所述尾部截面压紧装置包括尾部截面压紧块和B紧定螺钉，所述尾部截面压紧块下端与尾部截面压紧面配合抵接，所述顶板上设有第二螺孔，所述B紧定螺钉穿过所述第二螺孔并与所述尾部截面压紧块上端抵接。4.根据权利要求2所述的一种工装夹具，其特征在于：所述缘板叶肩定位组件包括缘板叶肩内侧轴向定位件和缘板叶肩外侧轴向压紧装置，所述缘板叶肩内侧轴向定位件固定安装在所述根部截面定位块前端，所述缘板叶肩外侧轴向压紧装置为杠杆式压杆，所述杠杆式压杆一端弹性连接在所述底座外壁上，所述杠杆式压杆另一端与缘板叶肩外侧抵接。5.根据权利要求4所述的一种工装夹具，其特征在于：所述缘板叶肩内侧轴向定位件为圆锥头销，所述根部截面定位块上设有销孔，所述圆锥头销的大头端过盈插接在所述销孔内，所述圆锥头销的小头端...

【专利技术属性】
技术研发人员：任凤英，罗仕春，雷浩强，裴聪，周林，张国君，李翀，徐郑明，李海宁，
申请(专利权)人：中国航发航空科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51