一种涡轮叶片封严齿加工夹具及其装夹方法技术

本发明专利技术公开了一种涡轮叶片封严齿加工夹具及其装夹方法，属于航空发动机技术领域。一种涡轮叶片封严齿加工夹具，包括：底座、榫头夹持组件、叶尖夹持组件和叶冠夹持组件；榫头夹持组件用于夹持涡轮叶片的榫头部位，包括：定位球、榫头支座、齿牙座和齿牙块；叶尖夹持组件用于夹持涡轮叶片上靠近叶冠的叶尖部位；叶冠夹持组件用于夹持涡轮叶片的叶冠部位。本发明专利技术通过对涡轮叶片的两端分别夹持，并且对靠近封严齿的叶尖部位进行固定，从而增加了工件和夹具的系统刚度，避免封严齿加工时产生震颤及变形导致不良率较高。形导致不良率较高。形导致不良率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮叶片封严齿加工夹具及其装夹方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机
，具体涉及一种涡轮叶片封严齿加工夹具及其装夹方法。

技术介绍

[0002]涡轮叶片作为航空发动机的关键零件，直接影响发动机性能和安全，对叶片的尺寸和质量要求十分严格。某型航空发动机涡轮叶片采用镍基高温合金熔模精密铸造毛坯，复杂叶冠部位需要机械加工。低压涡轮叶片叶身型面超薄细长且带异形叶冠的难加工结构。异形封严齿为圆弧三齿薄壁异形结构，篦齿最小厚度为1.0mm。叶片扭转大,叶冠扭角为9度，异形封严齿加工为典型的细长、薄壁、悬臂零件加工。如何实现超薄、细长、悬臂叶片异形封严齿的高精度、高效率、无污染加工，是行业内急要解决的技术难题。特别是对叶冠异形封严齿加工，属于细长薄壁零件悬臂加工，易产生加工震颤及变形，从而导致不良率较高，现有技术中存在涡轮叶片封严齿加工易产生震颤及变形的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种涡轮叶片封严齿加工夹具及其装夹方法，以解决现有涡轮叶片封严齿加工易产生震颤及变形的问题。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0005]一种涡轮叶片封严齿加工夹具，其特征在于，包括：底座以及分别设置在所述底座上的榫头夹持组件、叶尖夹持组件和叶冠夹持组件；
[0006]榫头夹持组件用于夹持涡轮叶片的榫头部位，包括：分别设置在底座上的定位球和榫头支座，与榫头支座连接的齿牙座，以及与齿牙座相配合的齿牙块，齿牙座和齿牙块上分别设有与榫头齿相适配的齿斜面，两个齿斜面之间形成榫头夹持腔；
[0007]叶尖夹持组件用于夹持涡轮叶片上靠近叶冠的叶尖部位；
[0008]叶冠夹持组件用于夹持涡轮叶片的叶冠部位。
[0009]本专利技术的榫头夹持组件通过定位球对涡轮叶片榫头部位的底部进行支撑，并通过齿牙座和齿牙块上的齿斜面与榫头齿相贴合，使得榫头位于榫头夹持腔中，从而对远离封严齿的榫头部位进行夹持固定。叶尖夹持组件用于夹持叶身上靠近叶冠的叶尖部位，叶冠夹持组件则用于对封严齿所在的叶冠部位进行夹持。通过对涡轮叶片的两端分别夹持，并且对靠近封严齿的叶尖部位进行固定，从而增加了工件和夹具的系统刚度，避免封严齿加工时产生震颤及变形导致不良率较高。
[0010]进一步地，上述叶尖夹持组件包括与底座连接的导向支座、设置在导向支座上的浮动支撑销以及分别与导向支座滑动配合的盆面活动定位块和背面活动定位块，盆面活动定位块和背面活动定位块相靠近的一端分别呈弧形。
[0011]本专利技术的浮动支撑销可对叶尖的底部进行支撑，盆面活动定位块和背面活动定位块相配合，并且二者相互靠近的一端分别呈弧形，用于与叶尖的两面分别接触从而进行夹
持定位。
[0012]进一步地，上述浮动支撑销的底部设有弹簧，浮动支撑销上设有浮动斜面，导向支座上开设有螺孔，螺孔连接有与浮动斜面接触的螺旋顶销。
[0013]本专利技术中的弹簧可对浮动支撑销提供弹性支撑，可通过调节螺孔与螺旋顶销的啮合深度使螺旋顶销与浮动斜面的不同位置接触，从而对浮动支撑销的支撑高度进行调节，便于对叶尖的位置高度进行微调。
[0014]进一步地，上述导向支座上设有分别与盆面活动定位块和背面活动定位块接触的压紧螺钉。
[0015]本专利技术通过设置压紧螺钉从而方便调整盆面活动定位块和背面活动定位块之间的间隙，从而调整对叶尖两面的夹持力度。
[0016]进一步地，上述叶冠夹持组件包括分别与导向支座连接的叶盆定位推块和叶背定位推块，叶盆定位推块和叶背定位推块分别与涡轮叶片的叶冠两侧接触。
[0017]本专利技术的叶冠夹持组件通过叶盆定位推块和叶背定位推块分别对叶冠的两侧夹持，从而对叶冠部位进行夹紧定位。
[0018]进一步地，上述叶盆定位推块和叶背定位推块相靠近的一面分别呈现与叶冠侧面相适配的锯齿形。
[0019]本专利技术叶盆定位推块和叶背定位推块的夹持面分别呈锯齿形，与叶冠侧面形状相适配，方便从多个角度对叶冠进行夹紧，从而减少加工时的震颤。
[0020]进一步地，上述叶盆定位推块和叶背定位推块上分别设有椭孔和调节螺钉，调节螺钉穿过椭孔并与导向支座连接。
[0021]本专利技术通过设置椭孔方便对叶盆定位推块和叶背定位推块进行水平移动，既方便装卸涡轮叶片，也可对叶冠部位的夹持力度进行调整。
[0022]进一步地，上述齿牙座和齿牙块通过双头螺柱连接，双头螺柱上还连接有与齿牙块接触的带肩螺母。
[0023]本专利技术可通过带肩螺母的移动挤压齿牙块，从而调整齿牙块与齿牙座之间的间隙，方便装卸涡轮叶片。
[0024]进一步地，上述底座的背面设有定位圆槽。
[0025]本专利技术的底座通过定位圆槽放置在工作台上，从而方便对整体夹具进行连接固定。
[0026]一种涡轮叶片封严齿加工夹具的装夹方法，采用上述的涡轮叶片封严齿加工夹具，包括以下步骤：
[0027]S1：使涡轮叶片的榫头放在齿牙座和齿牙块之间；
[0028]S2：拧动带肩螺母使齿牙块靠近齿牙座，两个齿斜分别与榫头两侧接触；
[0029]S3：并使榫头底面与定位球接触；
[0030]S4：使涡轮叶片的叶尖与浮动支撑销贴合，并拧紧螺旋顶销；
[0031]S5：水平推动叶盆定位推块和叶背定位推块与涡轮叶片的叶冠锯齿面贴合，并带紧调节螺钉；
[0032]S6：使盆面活动定位块与涡轮叶片的叶尖盆面自然接触，并通过压紧螺钉35带动背面活动定位块与叶尖背面接触。
[0033]S7：将底座通过定位圆槽固定在工作台上；
[0034]S8：对叶冠端面进行测量，使得百分表读数差不大于0.02mm，再进行封严齿磨削加工。
[0035]本专利技术通过特定的装夹顺序使得涡轮叶片稳定地固定在封严齿的加工夹具上，榫头夹持组件对加工部位的远端进行固定，通过叶尖夹持组件和叶冠夹持组件对加工部位的近端进行有效夹紧，并通过百分表对固定效果进行确认，从而解决封严齿的加工过程中的震颤和变形造成的不良率较高的问题。
[0036]本专利技术具有以下有益效果：
[0037](1)本专利技术的榫头夹持组件通过定位球对涡轮叶片榫头部位的底部进行支撑，并通过齿牙座和齿牙块上的齿斜面与榫头齿相贴合，使得榫头位于榫头夹持腔中，从而对远离封严齿的榫头部位进行夹持固定。叶尖夹持组件用于夹持叶身上靠近叶冠的叶尖部位，叶冠夹持组件则用于对封严齿所在的叶冠部位进行夹持。通过对涡轮叶片的两端分别夹持，并且对靠近封严齿的叶尖部位进行固定，从而增加了工件和夹具的系统刚度，避免封严齿加工时产生震颤及变形，从而导致不良率较高。
[0038](2)本专利技术通过特定的装夹顺序使得涡轮叶片稳定地固定在封严齿的加工夹具上，榫头夹持组件对加工部位的远端进行固定，通过叶尖夹持组件和叶冠夹持组件对加工部位的近端进行有效夹紧，并通过百分表对固定效果进行确认，从而解决封严齿的加工过程中的震颤和变形造成的不良率较高的问题。
附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片封严齿加工夹具，其特征在于，包括：底座(10)以及分别设置在所述底座(10)上的榫头夹持组件(20)、叶尖夹持组件(30)和叶冠夹持组件(40)；所述榫头夹持组件(20)用于夹持涡轮叶片的榫头部位，包括：分别设置在所述底座(10)上的定位球(21)和榫头支座(22)，与所述榫头支座(22)连接的齿牙座(23)，以及与所述齿牙座(23)相配合的齿牙块(24)，所述齿牙座(23)和所述齿牙块(24)上分别设有与榫头齿相适配的齿斜面(25)，两个所述齿斜面(25)之间形成榫头夹持腔(26)；所述叶尖夹持组件(30)用于夹持涡轮叶片上靠近叶冠的叶尖部位；所述叶冠夹持组件(40)用于夹持涡轮叶片的叶冠部位。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片封严齿加工夹具，其特征在于，所述叶尖夹持组件(30)包括与所述底座(10)连接的导向支座(31)、设置在所述导向支座(31)上的浮动支撑销(32)以及分别与所述导向支座(31)滑动配合的盆面活动定位块(33)和背面活动定位块(34)，所述盆面活动定位块(33)和所述背面活动定位块(34)相靠近的一端分别呈弧形。3.根据权利要求2所述的涡轮叶片封严齿加工夹具，其特征在于，所述浮动支撑销(32)的底部设有弹簧(35)，所述浮动支撑销(32)上设有浮动斜面(36)，所述导向支座(31)上开设有螺孔(37)，所述螺孔(37)连接有与所述浮动斜面(36)接触的螺旋顶销(38)。4.根据权利要求3所述的涡轮叶片封严齿加工夹具，其特征在于，所述导向支座(31)上设有分别与所述盆面活动定位块(33)和所述背面活动定位块(34)接触的压紧螺钉(39)。5.根据权利要求4所述的涡轮叶片封严齿加工夹具，其特征在于，所述叶冠夹持组件(40)包括分别与所述导向支座(31)连接的叶盆定位推块(41)和叶背定位推块(42)，所述叶盆定位推块(41)和所述叶背定位推块(42)分别与涡轮叶片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任凤英，周林，裴聪，雷浩强，张国君，王力文，景明辉，
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：