[發明專利]箘型葉片加工夾具及夾持加工方法

有效

• 申請號: 201810432451.0
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108381234B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 閆化錦;劉霞;田寧;趙國旗;張順科;馬魯邯
• 申請（專利權）人: 貴州工程應用技術學院
• 主分類號: B23Q3/06
• 分類號: B23Q3/06;B23C3/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 張行超

本發明公開了一種箘型葉片加工夾具及夾持加工方法，夾具包括：底座；葉根定位板，其內側設有水平布置的葉根定位頂針；葉冠定位板，其內側設有水平布置的葉冠定位頂針；兩塊葉身夾持板，相對可拆卸連接在底座兩相對側；自位支撐裝置，包括可拆卸連接在葉身夾持板兩側的底座端面的自位支撐釘；葉根圓柱定位機構，其具有豎向設置且適于與葉根牙配合定位的定位圓柱體，以及適于將葉根從上下端面、前后側面夾持定位的第一夾持定位頂針；和葉冠夾持定位座，與葉根圓柱定位機構配合，其具有適于將葉冠前后側面夾持定位的第二夾持定位頂針；本發明用以解決傳統箘型葉片鍛造成型技術存在的加工精度低，生產效率低，以及勞動強度大的問題。

技術領域

本發明涉及一種箘型葉片加工夾具及夾持加工方法，屬于箘型葉片加工夾具技術領域。

背景技術

汽輪機作為能源的中轉站，起著至關重要的轉化作用。同時為世界提供約70%-80%的電力，為世界的經濟做出巨大的貢獻。然而葉片是汽輪機中需求量最多的零件，一臺汽輪機有上百件甚至數千件葉片，但是葉片的加工質量卻決定了能源的利用率，被譽為汽輪機的“心臟”。汽輪機葉片制造的工時約占汽輪機整機的1/3，工裝量占整機的1/2左右，成本占整機的20％～25％。由于箘型葉片的葉根和汽輪機輪緣的載荷分配比較合理，具有承載能力強等優點，在國內外具有廣泛的應用價值。國內汽輪機葉片的研究起步比較晚，對箘型葉片的加工仍然采用比較原始的鍛造成型技術，后經過人工打磨，并用拋光技術使其達到所需精度，采用這種加工方法比較傳統，而且勞動強度大，作業環境惡劣，加工精度低，生產效率低。

當前國內針對叉形葉片可以直接運用四爪卡盤進行夾緊，使其固定在數控加工中心上，獲得了良好的加工工藝，為其他形狀的汽輪機葉片加工奠定了基礎。同時，夾具是機械制造行業中非常活躍的機械裝備之一，具有不可替代的作用。在生產制造中，機床夾具都是根據企業師傅的工作經驗，利用經驗和類比法對加工中的工件夾具結構進行設計。夾具的結構是否合理、裝夾是否方便，直接影響到產品的質量和企業的生存。在銑削機床中，任何一個零件的加工都離不開夾具的使用。夾具的主要作用是始終保持工件和刀具的正確位置，并在銑削加工過程中始終保持這個位置不變。

在汽輪機葉片制造行業中，由于夾具的專業化程度不高，任何一個設計或加工的缺陷都可能導致工作效率的下降，甚至造成整個汽輪機機組的損壞，給企業和國家帶來重大經濟損失。例如：2012年日本東芝一批貨，設計和校核過程中疏忽，鏡像角錯誤，導致一批貨報廢，損失達1000萬；2011年，輪機葉片的凸臺倒角尺寸錯誤，導致印度500片葉片的退貨，公司損失高達980萬。汽輪機葉片的制造涉及到相關類型的汽輪機葉片夾具的設計與研究，所以要提高汽輪機葉片的制造，其中對葉片夾具的設計效率就有比較積極的作用。

北京機電院高技術股份有限公司成功研制的葉片五軸銑加工中心并在東方汽輪機廠投入實際使用，填補了我國汽輪機扭曲葉片的機械加工的空缺，為其它汽輪機葉片的加工成型奠定了良好的基礎。銑削刀具同時完成葉片內弧型面和背弧的加工，生產成本高，生產效率也高。但是由于四爪卡盤型夾具都只適合于軸類、盤類、矩形零件。在汽輪機的葉片中還有很多葉片是無法采用四爪卡盤來對其進行加工，如：菌型葉片，圓弧樅樹葉根型的葉片等。

箘型葉片的載荷分配均勻，成為汽輪機行業廠家首選的葉根槽型之一，在大型機組上得到了廣泛應用，由于箘型葉片不僅能夠增大葉根的受力面積，同時還能提高葉根的承載能力，具有較高的強度。例如，有東芝600MW機組的調節級和絕大多數的非調節級都采用了這種葉型。

本申請采用相似性原理對箘型葉片的結構、加工工藝進行分析，結合當前企業使用的數控技術，對菌型葉片的專用夾具進行設計與研究。有望能夠采用機械加工的方式來實現企業對菌型葉片的加工，以便能夠取代當前比較常用的箘型葉片的鍛錘技術，從而提高箘型葉片的加工質量，提高企業的競爭能力，為汽輪機箘型葉片及類似葉片的機械加工的夾具研究提供參考。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種箘型葉片加工夾具及夾持加工方法，以解決箘型葉片采用傳統鍛造成型技術存在的加工精度低，生產效率低，勞動強度大，以作業環境惡劣等問題。