[發(fā)明專利]汽輪機(jī)葉片空間二面角斜面上開口槽加工專用夾具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010251546.6
• 申請(qǐng)日: 2010-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN102371491A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川省自貢市海川實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): B23Q3/06
• 分類號(hào): B23Q3/06
• 代理公司: 北京立成智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11310
• 代理人: 張江涵

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)床工裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在四坐標(biāo)數(shù)控銑床上加工復(fù)雜空間斜面上開口槽加工的專用夾具。

背景技術(shù)

如圖7所示，汽輪機(jī)葉片8的整體結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，它由帶不規(guī)則的棱形葉冠1’和不規(guī)則的棱形葉根2’加上扭曲的弧面葉身3’三個(gè)部分構(gòu)成，葉根2’上存在對(duì)稱的弧形榫齒，扭曲的弧面葉身3’又分盆弧面31’與背弧面32’。

如圖1-2，位于汽輪機(jī)輪機(jī)葉片8的根部盆徑向面中心位置上的開口槽100的底面101與葉片的中心徑向面A存在一夾角α，如圖1-1，而開口槽100的底面101與葉片盆徑向面構(gòu)成一夾角β，開口槽底面101就處在這樣一個(gè)復(fù)雜的空間二面角狀態(tài)下，給準(zhǔn)確完成加工帶來了很大的困難。葉片8在加工開口槽100之前已完成葉根榫齒精加工和葉冠端面中心頂尖孔101’(見圖7)加工。用銑刀銑削開口槽100時(shí)，為了保證開口槽底面101加工質(zhì)量，要求加工時(shí)立銑刀與加工開口槽底面101垂直，在加工底面為斜面的開口槽時(shí)，要求旋轉(zhuǎn)工件或銑刀以保證開口槽底面101與銑刀軸線垂直。當(dāng)開口槽底面101是由基準(zhǔn)面沿兩個(gè)不同方向上旋轉(zhuǎn)得到的空間二面角斜面時(shí)，就要求數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)。要準(zhǔn)確完成空間二面角斜面上開口槽的加工，采用四坐標(biāo)數(shù)控銑床設(shè)備直接加工，因Z軸銑刀不能偏轉(zhuǎn)，無法實(shí)現(xiàn)其加工要求，目前通常的方法直接采用五坐標(biāo)機(jī)床加工，即將葉根裝夾在機(jī)床A軸轉(zhuǎn)盤夾頭上，通過控制A軸轉(zhuǎn)盤夾頭和裝在Z軸上的立式銑刀的偏擺角度，實(shí)現(xiàn)空間二面角開口槽的加工。采用五坐標(biāo)機(jī)床，設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，使此類葉片的制造成本居高不下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)葉片空間二面角斜角上開口槽加工專用夾具，其目的是為了合理利用已有的四坐標(biāo)數(shù)控銑床，高效、快速、準(zhǔn)確加工等等特征，設(shè)計(jì)了用于加工上述汽輪機(jī)葉片上處于復(fù)雜空間二面角斜面上開口槽的專用夾具。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種汽輪機(jī)葉片空間二面角斜面上開口槽加工專用夾具，其特征在于：該夾具包括一個(gè)可調(diào)節(jié)徑向傾斜度的斜面底板組件；斜面底板組件的徑向的兩端相對(duì)設(shè)置有尾架頂尖組件和端面定位組件；在尾架頂尖組件和端面定位組件之間的斜面底板組件上設(shè)置有可調(diào)節(jié)軸向傾斜度和高度的斜面墊塊組件；斜面底板組件上還設(shè)置有側(cè)面定位組件，側(cè)面定位組件可軸向進(jìn)給其所包括的側(cè)面定位元件；斜面底板組件上還設(shè)置有夾緊組件，夾緊組件的末端設(shè)有可向下進(jìn)給的壓頭。

上述斜面底板組件包括基座和基座上鉸接的斜板，斜板架設(shè)在一個(gè)偏心輪上，偏心輪樞設(shè)在基座上。

上述斜面墊塊組件包括上基座和上基座上鉸接的斜塊，斜塊架設(shè)在一個(gè)偏心輪上，偏心輪樞設(shè)在上基座上；上基座下端固設(shè)有具有下斜面的滑塊，滑塊嵌設(shè)于下基座上所設(shè)的豎直導(dǎo)軌中，下基座上設(shè)有螺桿，螺桿上穿設(shè)有具有上斜面的滑塊，該滑塊的上斜面與上基座下端固設(shè)有的滑塊的下斜面配合。

上述側(cè)面定位組件包括固設(shè)在斜面底板組件上的支撐板，支撐板上軸向設(shè)置有絲桿，絲桿上螺設(shè)有滑塊，滑塊末端設(shè)有側(cè)面定位元件。

上述夾緊組件中的壓頭為萬向壓頭。

該夾具利用斜面底板和斜面墊塊在四坐標(biāo)數(shù)控銑床上建立斜面加工所需的復(fù)雜空間二面角，并提供符合汽輪機(jī)葉片的要求的快速定位、夾緊裝置，實(shí)現(xiàn)葉片的快速裝夾，以滿足在四坐標(biāo)數(shù)控銑床上加工復(fù)雜空間斜面上特征的要求，實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)輪機(jī)葉片的根部盆徑向面中心位置上的開口槽加工，解決了四坐標(biāo)銑床不能直接加工此類特征加工的難題。所以本發(fā)明主要考慮兩個(gè)方面的問題：其一是復(fù)雜空間二面角的建立；其二是工件在夾具中的定位、夾緊。

具體表現(xiàn)為：葉片在加工中采用葉片根部兩側(cè)平面、葉根榫端面定位，利用夾緊螺釘和頂尖分別從葉片根部和葉冠端面頂尖孔處應(yīng)用“一夾一頂”的方式夾緊。葉片裝夾完成后需保證機(jī)床工作臺(tái)水平面與葉片盆徑向面構(gòu)成一夾角β，機(jī)床工作臺(tái)水平面與葉片的中心徑向面A構(gòu)成一夾角α，保證開口槽底面101與數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)平行。由立體幾何可知，任何一個(gè)空間斜面都是將一個(gè)平面沿一個(gè)或多個(gè)方向旋轉(zhuǎn)一定角度后得到的。如果利用一個(gè)基本零件建立一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)角，那么當(dāng)空間斜面在多個(gè)方向存在夾角時(shí)，可將多個(gè)基本零件組合起來建立所加工所需得復(fù)雜空間二面角，以滿足零件加工要求。汽輪機(jī)葉片開口槽處于一個(gè)兩個(gè)方向存在旋轉(zhuǎn)夾角的空間二面角狀態(tài)之下，因此，采用兩個(gè)基本零件建立開口槽所處空間二面角狀態(tài)，即由斜面底板6建立開口槽底面101與葉片盆徑向面B構(gòu)成的夾角β，由斜面墊塊7建立開口槽底面101與葉片的中心徑向面A構(gòu)成的夾角α，加工時(shí)，利用兩個(gè)基本零件建立復(fù)合空間二面角，保證待加工的開口槽底面101與數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)平行。