[發明專利]一種航空發動機葉片榫根端面加工的專用夾具及方法

有效

• 申請號: 202011057594.1
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112247618B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 溫長喜;喬敏;彭鵬;呂霄;唐天丞
• 申請（專利權）人: 西安三航動力科技有限公司
• 主分類號: B23Q3/06
• 分類號: B23Q3/06;B23B31/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 云燕春

本發明一種航空發動機葉片榫根端面加工的專用夾具及方法，屬于航空發動機葉片數控加工技術領域；包括底座、葉片葉尖夾緊組件、葉片榫根楔形面夾緊組件和葉片榫根側面夾緊組件；葉片榫根楔形面夾緊組件通過第一圓柱定位軸和第二圓柱定位軸裝夾葉片榫根楔形面；葉片榫根側面夾緊組件包括球頭定位銷和球頭螺紋夾緊定位銷，從葉片榫根側面裝夾和定位；葉片葉尖夾緊組件包括底座前板、三爪卡盤和卡盤底座；三爪卡盤通過卡盤底座安裝于所述底座前板的側壁上；通過三爪卡盤對葉片葉尖的拉力定位，并限制葉片沿其工藝圓柱軸的軸向的位移。本發明在葉片裝夾過程中，在保證不損壞發動機葉片的情況下，實現對整個發動機葉片的定位和夾緊。

技術領域

本發明屬于航空發動機葉片數控加工技術領域，具體涉及一種航空發動機葉片榫根端面加工的專用夾具及方法。

背景技術

葉片是航空發動機的關鍵零部件，在發動機上占有重要地位，葉片加工質量嚴重影響航空發動機的整體性能。葉片主要具有以下特點：葉片屬于曲面復雜且扭角大的薄壁零件；葉片材料主要是鈦合金等難加工材料且幾何精度要求高。鍛造作為一種高效低成本的工藝方法，已經廣泛應用于航空發動機葉片毛坯制造領域。受限于目前的鍛造技術，葉片的榫根無法精鍛成型，需要進行數控加工。因此，葉片榫根端面批量化加工對于葉片夾具提出了很高的要求。一方面，葉片加工夾具要求夾緊力均勻，避免由于夾具的夾緊力而導致葉片型面的變形和損傷。另一方面，葉片加工夾具要求安裝方便且重復裝夾定位精度高，這有利于葉片的批量化生產。針對上述要求，有必要設計一種專用夾具，完成葉片榫根端面的批量化加工。

在中國專利201210102689.X中公開了“一種樹脂壓緊曲面數控加工精鍛葉片榫根夾具”。夾具箱蓋和夾具箱體通過偏心銷軸連接，夾具箱體和夾具箱蓋其與葉背葉盆接觸的部分以及與榫根接觸的部分均涂有樹脂材料層，使葉片加工穩定且不易產生變形。但是該夾具定位時采用的兩個金屬條在多次裝夾后可能磨損變形，進而受力分布不均，最終影響加工質量。

在中國專利201210249365.9中公開了“一種精鍛葉片型面定位裝夾的方法及其夾具”。該夾具通過葉盆型面定位塊和葉背型面夾緊塊，利用高精度定位膠和涂膠的方法，對葉片實施定位夾緊，提高了葉片機械加工的定位精度。但該夾具采用硬裝夾方式，夾緊力無法均勻傳遞到葉身型面上，有可能會造成葉片裝夾變形。

發明內容

要解決的技術問題：

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種航空發動機葉片榫根端面加工的專用夾具及方法，該夾具以葉片榫根楔形面、葉片榫根側面和葉片葉尖工藝圓柱進行定位和夾緊；葉片榫根楔形面定位采用圓柱定位軸進行定位，葉片榫根側面定位采用球頭定位銷和球頭螺紋夾緊定位銷進行定位和夾緊，葉尖采用三爪卡盤夾緊葉尖工藝圓柱并且通過三爪卡盤底座拉緊螺桿來進行夾緊定位。

本發明的技術方案是：一種航空發動機葉片榫根端面加工的專用夾具，其特征在于：包括底座、葉片葉尖夾緊組件、葉片榫根楔形面夾緊組件和葉片榫根側面夾緊組件；所述葉片葉尖夾緊組件、葉片榫根楔形面夾緊組件分別固定安裝于所述底座上表面的前后兩端；

所述葉片榫根楔形面夾緊組件包括第一底座后板、第二底座后板、第一圓柱定位軸和第二圓柱定位軸；所述第一底座后板和第二底座后板均垂直固定于底座的后端，且平行相對設置；所述第一圓柱定位軸和第二圓柱定位軸相互平行并垂直固定于第一底座后板和第二底座后板之間，用于裝夾和定位葉片榫根楔形面，限制葉片榫根豎直方向的移動；

所述葉片榫根側面夾緊組件包括球頭定位銷和球頭螺紋夾緊定位銷，所述球頭定位銷、球頭螺紋夾緊定位銷分別穿過第二底座后板、第一底座后板與葉片榫根的兩側面壓緊，并位于所述第一圓柱定位軸和第二圓柱定位軸之間，用于裝夾和定位葉片榫根側面，限制葉片榫根水平方向的移動；