[發明專利]一種航空發動機渦輪葉片新型集成加工夾具及其加工工藝

在審

• 申請號: 202110962257.5
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113681466A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 王宗彥;張國君;王磊;周林
• 申請（專利權）人: 中國航發航空科技股份有限公司
• 主分類號: B24B41/06
• 分類號: B24B41/06;B24B19/14
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 楊浩林

本發明公開了一種航空發動機渦輪葉片新型集成加工夾具及其加工工藝，包括底座、設置在底座上的支座以及分別設置在支座上夾頭組件和端面定位組件；夾頭組件包括設置在支座上的榫齒定位塊、與榫齒定位塊配合連接的榫齒夾緊塊以及設置在榫齒夾緊塊上的鎖緊件，榫齒定位塊與榫齒夾緊塊之間形成用于裝夾葉片的榫齒槽，榫齒定位塊靠近榫齒夾緊塊的端面、榫齒夾緊塊靠近榫齒定位塊的端面均設置有齒牙。該加工夾具結構可靠，使用性能好，提高了加工定位準確度。磨削加工方便。該加工工藝采用工藝集中的設計原則，將定位方式相同的加工表面集中到一個工序中加工，通過數控強力磨設備的精度保證加工精度。減小重復裝夾誤差，減少工裝制造成本。

技術領域

本發明涉及航空發動機技術領域，具體涉及一種航空發動機渦輪葉片新型集成加工夾具及其加工工藝。

背景技術

當前國內急需大量先進的航空發動機，并且要求高性能、高可靠、長壽命。渦輪工作葉片作為航空發動機中的關鍵零部件，工作在高溫高壓的惡劣環境中，受到高溫燃氣沖擊的同時，還要繞渦輪軸做高速旋轉運動，承受巨大的離心力、交變應力和熱應力負荷，需要高可靠性和抗疲勞能力。

渦輪工作葉片結構復雜：榫頭采用樅樹型榫齒，有的葉片葉尖設計有葉冠，葉冠上有封嚴齒。葉身為空間曲面，內部有冷卻通道，葉身上有各類氣膜孔和排氣孔，表面有隔熱涂層或滲層。由于其工作條件苛刻，疲勞失效的風險大，尺寸精度要求非常高，例如：榫齒輪廓度公差一般為0.01mm～0.02mm。

傳統渦輪工作葉片加工采用工序分散的工藝方案，需要制造各種專用工裝，多次裝夾，在不同設備上分別完成各部分加工任務，工藝準備和生產制造周期較長。在當前高密度型號研制的新形勢下，既不能滿足快速高效的型號研制需求，又造成大量的工裝浪費。同時，由于工藝路線長，多工序多因素誤差累積，降低了產品加工精度，影響預研型號驗證。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種航空發動機渦輪葉片新型集成加工夾具及其加工工藝。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種航空發動機渦輪葉片新型集成加工夾具，包括底座、設置在底座上的支座以及分別設置在支座上夾頭組件和端面定位組件；

夾頭組件包括設置在支座上的榫齒定位塊、與榫齒定位塊配合連接的榫齒夾緊塊以及設置在榫齒夾緊塊上的鎖緊件，榫齒定位塊與榫齒夾緊塊之間形成用于裝夾葉片的榫齒槽，榫齒定位塊靠近所述榫齒夾緊塊的端面、榫齒夾緊塊靠近榫齒定位塊的端面均設置有齒牙。

進一步地，端面定位組件包括設置在支座上的端面支撐塊以及設置在端面支撐塊上的定位柱，且定位柱朝向榫齒槽，且與榫齒槽相對應。

進一步地，榫齒定位塊包括設置在支座上的定位支撐座以及設置在定位支撐座上的定位頭，齒牙設置在定位頭側壁。

進一步地，榫齒夾緊塊包括設置在底座上的夾緊支撐座以及設置在夾緊支撐座上的夾緊頭，夾緊支撐座與定位支撐座之間具有間隙，定位頭與夾緊頭之間形成榫齒槽。

進一步地，鎖緊件采用螺柱，定位支撐座上設置有與雙頭螺柱相配合的螺紋孔，通過所述螺柱旋進帶動所述夾緊支撐座和所述夾緊頭夾緊。

進一步地，支座包括設置在所述底座上的第一板體、與第一板體垂直連接的第二板體以及設置在第一板體和所述第二板體之間的加強筋，第一板體與第二板體連接呈L型結構，夾頭組件和端面定位組件分別設置在第二板體上。

本發明還提供了一種航空發動機渦輪葉片新型集成加工工藝，包括以下步驟：

S1：將加工夾具固定在機床工作臺上，隨后將毛料固定在加工夾具上，

S2：以毛料6點基準定位，磨削榫齒及排氣端面；

S3：當榫齒和排氣端面磨削完成后，以榫齒及排氣端面定位為定位基準，磨削榫頭盆徑向面、榫頭背徑向面、榫頭進氣端面和葉尖表面。