夾具結(jié)構(gòu)改進(jìn)隊(duì)再得一分！航空葉輪通用工裝設(shè)計(jì)

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前 言

航空產(chǎn)業(yè)作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和優(yōu)化發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家先進(jìn)制造業(yè)的重要組成部分。但航空零件大多有著極高的加工要求，除了擁有先進(jìn)的高精度的設(shè)備，比如四軸、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，更需要擁有一套成熟的加工手段，以保證航空類零部件的產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率，達(dá)到產(chǎn)品的工藝技術(shù)要求。

圖1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件之一，其生產(chǎn)加工過(guò)程復(fù)雜。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉輪、靜子葉輪的種類比較多，在以往的生產(chǎn)加工過(guò)程中，不同級(jí)別、型號(hào)的產(chǎn)品需要不同的工裝夾具，更換產(chǎn)品頻率高，造成了一些不必要的工裝成本和時(shí)間的浪費(fèi)。生產(chǎn)效率低，操作復(fù)雜的同時(shí)還存在著一些潛在的質(zhì)量和安全問(wèn)題。

圖2 葉輪加工

為此，針對(duì)以上諸因素，夾具俠為大家分享一篇文章，如何更好地提高產(chǎn)品加工穩(wěn)定性、效率、精度，并且對(duì)在銑削加工中可以在不同設(shè)備上進(jìn)行不同的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和靜子銑削加工的通用工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)分析！

一、轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪的主要特點(diǎn)及加工工藝要求分析

壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪大都一起分級(jí)和前后用在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上，由葉片和葉盤組成，是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，如圖3所示。材料大都為航空鋁合金和航空鈦合金，工作原理和電風(fēng)扇、螺旋槳等葉片旋轉(zhuǎn)撥動(dòng)空氣產(chǎn)生氣流一樣，將空氣推進(jìn)氣缸進(jìn)行壓縮產(chǎn)生高壓氣體。為了生成高壓空氣，壓氣機(jī)里面安裝有多級(jí)葉輪，即不同的轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪，轉(zhuǎn)子葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的氣流，再通過(guò)靜子葉輪對(duì)空氣整流，對(duì)空氣正常壓氣產(chǎn)生高壓氣體。

圖3 壓氣機(jī)葉輪

壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪精度要求和工藝要求是非常高的，在生產(chǎn)加工中，有著復(fù)雜的車削和銑削加工過(guò)程，毛坯料先經(jīng)多刀位的數(shù)控車床分別用外圓車刀、端面車刀、端面R刀、內(nèi)孔刀等進(jìn)行留量粗加工，之后按工藝要求半精加工，半精加工后再由四軸或五軸數(shù)控銑床進(jìn)行葉型粗加工，再返回?cái)?shù)控車床進(jìn)行端面、外圓、端面型線、內(nèi)孔等精車加工，最后用五軸數(shù)控銑床進(jìn)行葉片型線的半精加工和精加工。中間有著嚴(yán)格的加工要求，來(lái)保證轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪的質(zhì)量。

二、銑削加工轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪的通用工裝夾具設(shè)計(jì)方案

以往，在銑削加工中都是每一級(jí)別準(zhǔn)備一套工裝夾具，并且加工轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪之間的工裝夾具不能通用，這樣加工效率就比較低，更換頻率比較高。大多數(shù)工裝都是由螺母加壓蓋壓緊，在旋轉(zhuǎn)螺母壓緊的時(shí)候容易帶動(dòng)壓蓋移動(dòng)，這樣就容易產(chǎn)生表面劃痕，工件的圓跳動(dòng)也容易走位，對(duì)于找正工件比較麻煩，穩(wěn)定性不夠，如圖4所示。這些因素對(duì)于批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，無(wú)法提高效率，保證不了質(zhì)量和穩(wěn)定性。

圖4 原工裝結(jié)構(gòu)

為此，經(jīng)過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)了最佳胎具工裝改進(jìn)方案，就是采用胎具工裝底座加活動(dòng)胎芯組合工裝的方式。這里的胎具工裝底座可以一直固定在機(jī)床工作臺(tái)上，通過(guò)更換轉(zhuǎn)子胎芯和靜子胎芯的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪的加工，如圖5。并且?jiàn)A緊方式更改為沉頭螺栓的方式，螺栓與壓盤接觸面采用圓弧接觸面設(shè)計(jì)，這樣就保證了壓盤不會(huì)在旋轉(zhuǎn)夾緊力圖3壓氣機(jī)葉輪的作用下旋轉(zhuǎn)移位，也就不會(huì)產(chǎn)生工件表面的劃傷、壓痕等現(xiàn)象。

圖5 葉輪通用工裝夾具結(jié)構(gòu)

壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪銑削加工通用工裝夾具結(jié)構(gòu)如圖5所示。由螺栓、壓盤、胎芯、墊圈、內(nèi)六角螺釘、胎具底座等組成，胎芯通過(guò)內(nèi)六角螺釘與胎具底座連接方式固定，工件垂直裝入胎芯，螺旋旋緊壓盤，找正，就可以進(jìn)行工件加工。

結(jié) 語(yǔ)

改進(jìn)型的葉輪工裝夾具，既滿足了工件的裝夾要求，也簡(jiǎn)化了工裝夾具的制造工藝及更換胎芯的方式，使得轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪銑削加工可以在簡(jiǎn)單的操作下很快地轉(zhuǎn)換。大大降低了廢品率，減少了工裝夾具拆裝找正的繁瑣步驟，裝夾工件方式上得以改進(jìn)。如果你也被類似的問(wèn)題難倒了，還不趕緊去試試嗎？

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只有快樂(lè)

厲害！

xiaobing86203

隨著工業(yè)得不斷發(fā)展，更多得夾具會(huì)涌現(xiàn)出來(lái)，

韓寒11

現(xiàn)在有一些夾具的重復(fù)定位精度可以達(dá)到μ級(jí)

風(fēng)007

我常用球鎖定位夾具，效果還不錯(cuò)，夾具裝夾定位精度很高，大幅降低了夾具更換后的校準(zhǔn)時(shí)間