夾具結構改進隊再得一分！航空葉輪通用工裝設計

jiajoin

前 言

航空產業作為國家戰略性新興產業和優化發展的高技術產業，是國家先進制造業的重要組成部分。但航空零件大多有著極高的加工要求，除了擁有先進的高精度的設備，比如四軸、五軸聯動機床，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品質量、加工效率，達到產品的工藝技術要求。

圖1 航空發動機

航空發動機壓氣機轉子葉輪和靜子葉輪是航空發動機的重要零件之一，其生產加工過程復雜。壓氣機轉子葉輪、靜子葉輪的種類比較多，在以往的生產加工過程中，不同級別、型號的產品需要不同的工裝夾具，更換產品頻率高，造成了一些不必要的工裝成本和時間的浪費。生產效率低，操作復雜的同時還存在著一些潛在的質量和安全問題。

圖2 葉輪加工

為此，針對以上諸因素，夾具俠為大家分享一篇文章，如何更好地提高產品加工穩定性、效率、精度，并且對在銑削加工中可以在不同設備上進行不同的壓氣機轉子和靜子銑削加工的通用工裝夾具進行設計分析！

一、轉子葉輪和靜子葉輪的主要特點及加工工藝要求分析

壓氣機轉子葉輪和靜子葉輪大都一起分級和前后用在渦輪發動機上，由葉片和葉盤組成，是渦輪發動機的重要組成部分，如圖3所示。材料大都為航空鋁合金和航空鈦合金，工作原理和電風扇、螺旋槳等葉片旋轉撥動空氣產生氣流一樣，將空氣推進氣缸進行壓縮產生高壓氣體。為了生成高壓空氣，壓氣機里面安裝有多級葉輪，即不同的轉子葉輪和靜子葉輪，轉子葉輪旋轉產生隨著轉子旋轉的氣流，再通過靜子葉輪對空氣整流，對空氣正常壓氣產生高壓氣體。

圖3 壓氣機葉輪

壓氣機轉子葉輪和靜子葉輪精度要求和工藝要求是非常高的，在生產加工中，有著復雜的車削和銑削加工過程，毛坯料先經多刀位的數控車床分別用外圓車刀、端面車刀、端面R刀、內孔刀等進行留量粗加工，之后按工藝要求半精加工，半精加工后再由四軸或五軸數控銑床進行葉型粗加工，再返回數控車床進行端面、外圓、端面型線、內孔等精車加工，最后用五軸數控銑床進行葉片型線的半精加工和精加工。中間有著嚴格的加工要求，來保證轉子葉輪和靜子葉輪的質量。

二、銑削加工轉子葉輪和靜子葉輪的通用工裝夾具設計方案

以往，在銑削加工中都是每一級別準備一套工裝夾具，并且加工轉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。大多數工裝都是由螺母加壓蓋壓緊，在旋轉螺母壓緊的時候容易帶動壓蓋移動，這樣就容易產生表面劃痕，工件的圓跳動也容易走位，對于找正工件比較麻煩，穩定性不夠，如圖4所示。這些因素對于批量生產來說，無法提高效率，保證不了質量和穩定性。

圖4 原工裝結構

為此，經過研究，發現了最佳胎具工裝改進方案，就是采用胎具工裝底座加活動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床工作臺上，通過更換轉子胎芯和靜子胎芯的方式來實現不同級別的轉子葉輪和靜子葉輪的加工，如圖5。并且夾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計，這樣就保證了壓盤不會在旋轉夾緊力圖3壓氣機葉輪的作用下旋轉移位，也就不會產生工件表面的劃傷、壓痕等現象。

圖5 葉輪通用工裝夾具結構

壓氣機轉子葉輪和靜子葉輪銑削加工通用工裝夾具結構如圖5所示。由螺栓、壓盤、胎芯、墊圈、內六角螺釘、胎具底座等組成，胎芯通過內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，就可以進行工件加工。

結 語

改進型的葉輪工裝夾具，既滿足了工件的裝夾要求，也簡化了工裝夾具的制造工藝及更換胎芯的方式，使得轉子葉輪和靜子葉輪銑削加工可以在簡單的操作下很快地轉換。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。如果你也被類似的問題難倒了，還不趕緊去試試嗎？

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只有快樂

厲害！

xiaobing86203

隨著工業得不斷發展，更多得夾具會涌現出來，

韓寒11

現在有一些夾具的重復定位精度可以達到μ級

風007

我常用球鎖定位夾具，效果還不錯，夾具裝夾定位精度很高，大幅降低了夾具更換后的校準時間