CN110238675A - 一种夹紧装置及基于该装置的汽轮机叶片加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种夹紧装置及基于该装置的汽轮机叶片加工方法，解决了现有船用汽轮机高压动叶片夹紧装置的夹紧效果不理想和容易导致叶片变形的问题，属于汽轮机叶片加工领域。本发明将两个垫块相对固设在数控车床的加工台面上；两个互补型面块分别固设在两个垫块的顶面上；待加工的叶片的叶根的背弧型面和叶顶的背弧型面分别与两个互补型面块的前端面以互补的方式相接触，当通过第一压紧机构和第二压紧机构分别压紧叶根和叶顶时，由于两个互补型面块限制了待加工的叶片的自由度，叶片不会发生翻转，只需通过施加适当大小的压力即可将待加工的叶片压紧在两个垫块上。本发明的加工方法是利用夹紧装置加持，分别对叶片叶型的内弧型面和背弧型面进行加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种夹紧装置及基于该装置的工件加工方法，属于汽轮机叶片加工领域。
背景技术
在加工船用汽轮机高压动叶片内背弧型面时，需要采用夹紧装置固定船用汽轮机高压动叶片。
现有的船用汽轮机高压动叶片夹紧装置主要包括以下三种：
一、这种船用汽轮机高压动叶片夹紧装置包括两个平垫块、两个定位销和两个压紧机构。该夹紧装置夹紧船用汽轮机高压动叶片时的状态如图1所示(两个压紧机构未示出)，两个平垫块相对设置，两个定位销分别设置在两个平垫块上。待加工叶片的叶根搭立在一个平垫块上，并通过相应的定位销定位，待加工叶片的叶顶搭立在另一个平垫块上，并通过相应的定位销定位。当待加工叶片定位完毕后，通过两个压紧机构分别压紧叶根和叶顶，即实现对待加工叶片的夹紧。然而，这种船用汽轮机高压动叶片夹紧装置的夹紧效果却不太理想，由于待加工叶片的内弧型面和背弧型面基本上没有相交面，当采用压紧机构压紧待加工叶片时，待加工叶片会发生翻转，导致待加工叶片无法被牢固地固定。如果通过增大压紧机构对叶片的压力的方式来克服上述问题，还会使待加工叶片变形，导致叶片报废。
二、这种船用汽轮机高压动叶片夹紧装置包括两个夹具。该夹紧装置夹紧船用汽轮机高压动叶片时的状态如图2所示，待加工叶片竖直放置在两个夹具之间，两个夹具分别与待加工叶片的叶根和叶顶相接触。然而，在采用该夹紧装置装夹待加工叶片时，对夹紧力的精度要求较高。由于叶根的宽度只有7毫米，过小的夹紧力会导致待加工叶片无法被牢固地固定，在加工时会造成叶片脱离夹具产生危险，还会导致叶片报废。过大的夹紧力会导致叶根以及叶片内背弧型面发生变形，叶片无法使用。
三、这种船用汽轮机高压动叶片夹紧装置为机虎钳。该夹紧装置夹紧船用汽轮机高压动叶片时的状态如图3所示，机虎钳夹紧待加工叶片的两侧，待加工叶片水平立于机虎钳的两端之间。然而，该夹紧装置却存在有问题：由于待加工叶片的厚度较小，内弧型面和背弧型面基本上没有相交面，在装夹时容易造成叶片内背弧型面变形，后序无法装配，进而导致叶片报废。
发明内容
本发明为解决现有船用汽轮机高压动叶片夹紧装置的夹紧效果不理想和容易导致叶片变形的问题，提出了一种夹紧装置及基于该装置的汽轮机叶片加工方法。
本发明所述的夹紧装置用于在加工船用汽轮机高压动叶片内背弧型面时夹紧所述叶片，包括第一垫块1、第二垫块2、第一互补型面块3、第二互补型面块4、第一压紧机构5和第二压紧机构6；
第一垫块1和第二垫块2均固设在数控车床的加工台面上，第一垫块1与第二垫块2相对设置；
第一互补型面块3和第二互补型面块4分别固设在第一垫块1的顶面和第二垫块2的顶面上，第一互补型面块3与第二互补型面块4相对设置；
待加工的所述叶片以背弧型面朝内、内弧型面朝外的姿态竖直搭设在第一垫块1和第二垫块2上，所述叶片的叶根7和叶顶8分别位于第一垫块1的顶面和第二垫块2的顶面上，叶根7的背弧型面和叶顶8的背弧型面分别与第一互补型面块3的前端面和第二互补型面块4的前端面以互补的方式相接触；
第一压紧机构5用于将叶根7压紧在第一垫块1上；
第二压紧机构6用于将叶顶8压紧在第二垫块2上。
作为优选的是，在第一垫块1的底面上和第二垫块2底面上分别开设有第一夹紧槽9和第二夹紧槽10；
第一夹紧槽9和第二夹紧槽10分别与设置在数控车床加工台面上的第一夹具11和第二夹具12相配合；
第一夹具11和第二夹具12分别用于固定第一垫块1和第二垫块2。
作为优选的是，在第一垫块1的顶面和第二垫块2的顶面上分别通长地开设有第一T型槽13和第二T型槽14；
第一压紧机构5包括第一T型螺栓5-1、第一紧固螺母5-2和第一压板5-3；
第二压紧机构6包括第二T型螺栓6-1、第二紧固螺母6-2和第二压板6-3；
第一T型螺栓5-1的头部设置在第一T型槽13内，第一T型螺栓5-1与第一紧固螺母5-2配合工作以使第一压板5-3压紧叶根7；
第二T型螺栓6-1的头部设置在第二T型槽14内，第二T型螺栓6-1与第二紧固螺母6-2配合工作以使第二压板6-3压紧叶顶8。
作为优选的是，所述夹紧装置还包括第一定位销和第二定位销，第一互补型面块3通过第一定位销定位并固设在第一垫块1上，第二互补型面块4通过第二定位销定位并固设在第二垫块2上。
本发明所述的汽轮机叶片加工方法基于所述夹紧装置实现，包括：
S1、采用所述夹紧装置夹紧待加工的所述叶片；
S2、基于数控车床并采用Φ12球头刀对所述叶片的叶型15的内弧型面进行加工；
S3、将所述夹紧装置连同所述叶片在数控车床加工台面上水平翻转180度；
S4、基于数控车床并采用Φ12球头刀对叶型15的背弧型面进行加工。
在采用本发明所述的夹紧装置装夹待加工的叶片时，叶根的背弧型面和叶顶的背弧型面分别与第一互补型面块的前端面和第二互补型面块的前端面以互补的方式相接触，当通过第一压紧机构和第二压紧机构分别压紧叶根和叶顶时，由于第一互补型面块和第二互补型面块限制了待加工的叶片的自由度，待加工的叶片不会发生翻转。另一方面，由于待加工的叶片在被夹紧的过程中不会发生翻转，只需通过施加适当大小的压力即可将待加工的叶片压紧在两个垫块上，从而避免了叶片变形现象的发生。因此，本发明能够有效地解决现有船用汽轮机高压动叶片夹紧装置的夹紧效果不理想和容易导致叶片变形的问题。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明所述的夹紧装置及基于该装置的汽轮机叶片加工方法进行更详细的描述，其中：
图1为背景技术提及的第一种船用汽轮机高压动叶片夹紧装置夹紧叶片时的状态图；
图2为背景技术提及的第二种船用汽轮机高压动叶片夹紧装置夹紧叶片时的状态图；
图3为背景技术提及的第三种船用汽轮机高压动叶片夹紧装置夹紧叶片时的状态图；
图4为实施例所述的夹紧装置的正透视图；
图5为实施例所述的夹紧装置的俯视图(第一互补型面块和第二互补型面块未示出)；
图6为实施例所述的夹紧装置的立体图(第一互补型面块和第二互补型面块未示出)。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明所述的夹紧装置及基于该装置的汽轮机叶片加工方法作进一步说明。
实施例：下面结合图1～图6详细地说明本实施例。
本实施例所述的夹紧装置，用于在加工船用汽轮机高压动叶片内背弧型面时夹紧所述叶片，包括第一垫块1、第二垫块2、第一互补型面块3、第二互补型面块4、第一压紧机构5和第二压紧机构6；
第一垫块1和第二垫块2均固设在数控车床的加工台面上，第一垫块1与第二垫块2相对设置；
第一互补型面块3和第二互补型面块4分别固设在第一垫块1的顶面和第二垫块2的顶面上，第一互补型面块3与第二互补型面块4相对设置；
待加工的所述叶片以背弧型面朝内、内弧型面朝外的姿态竖直搭设在第一垫块1和第二垫块2上，所述叶片的叶根7和叶顶8分别位于第一垫块1的顶面和第二垫块2的顶面上，叶根7的背弧型面和叶顶8的背弧型面分别与第一互补型面块3的前端面和第二互补型面块4的前端面以互补的方式相接触；
第一压紧机构5用于将叶根7压紧在第一垫块1上；
第二压紧机构6用于将叶顶8压紧在第二垫块2上。
本实施例的第一垫块1的底面上和第二垫块2底面上分别开设有第一夹紧槽9和第二夹紧槽10；
第一夹紧槽9和第二夹紧槽10分别与设置在数控车床加工台面上的第一夹具11和第二夹具12相配合；
第一夹具11和第二夹具12分别用于固定第一垫块1和第二垫块2。
本实施例的第一垫块1的顶面和第二垫块2的顶面上分别通长地开设有第一T型槽13和第二T型槽14；
第一压紧机构5包括第一T型螺栓5-1、第一紧固螺母5-2和第一压板5-3；
第二压紧机构6包括第二T型螺栓6-1、第二紧固螺母6-2和第二压板6-3；
第一T型螺栓5-1的头部设置在第一T型槽13内，第一T型螺栓5-1与第一紧固螺母5-2配合工作以使第一压板5-3压紧叶根7；
第二T型螺栓6-1的头部设置在第二T型槽14内，第二T型螺栓6-1与第二紧固螺母6-2配合工作以使第二压板6-3压紧叶顶8。
本实施例所述的夹紧装置还包括第一定位销和第二定位销，第一互补型面块3通过第一定位销定位并固设在第一垫块1上，第二互补型面块4通过第二定位销定位并固设在第二垫块2上。
本实施例所述的夹紧装置不仅适用于装夹船用汽轮机高压动叶片，还适用于其他同类型叶片的装夹。
采用本实施例所述的夹紧装置加工汽轮机叶片的方法包括：
S1、采用所述夹紧装置夹紧待加工的所述叶片；
S2、基于数控车床并采用Φ12球头刀对所述叶片的叶型15的内弧型面进行加工；
S3、将所述夹紧装置连同所述叶片在数控车床加工台面上水平翻转180度；
S4、基于数控车床并采用Φ12球头刀对叶型15的背弧型面进行加工。
在现有船用汽轮机高压动叶片内背弧型面的加工过程中，通常采用Φ10球头刀。由于刀具齿缝角小，切削刃宽，造成排削困难，导致刀具的使用寿命降低。一把Φ10球头刀只能加工3块料。本实施例所述的汽轮机叶片加工方法，采用Φ12球头刀对船用汽轮机高压动叶片的内背弧型面进行加工，一把Φ12球头刀能够加工30块料。因此，本实施例所述的汽轮机叶片加工方法能够有效地提高生产效率，降低生产成本。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
Claims (5)
1.一种夹紧装置，用于在加工船用汽轮机高压动叶片内背弧型面时夹紧所述叶片，其特征在于，所述夹紧装置包括第一垫块(1)、第二垫块(2)、第一互补型面块(3)、第二互补型面块(4)、第一压紧机构(5)和第二压紧机构(6)；
第一垫块(1)和第二垫块(2)均固设在数控车床的加工台面上，第一垫块(1)与第二垫块(2)相对设置；
第一互补型面块(3)和第二互补型面块(4)分别固设在第一垫块(1)的顶面和第二垫块(2)的顶面上，第一互补型面块(3)与第二互补型面块(4)相对设置；
待加工的所述叶片以背弧型面朝内、内弧型面朝外的姿态竖直搭设在第一垫块(1)和第二垫块(2)上，所述叶片的叶根(7)和叶顶(8)分别位于第一垫块(1)的顶面和第二垫块(2)的顶面上，叶根(7)的背弧型面和叶顶(8)的背弧型面分别与第一互补型面块(3)的前端面和第二互补型面块(4)的前端面以互补的方式相接触；
第一压紧机构(5)用于将叶根(7)压紧在第一垫块(1)上；
第二压紧机构(6)用于将叶顶(8)压紧在第二垫块(2)上。
2.如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，在第一垫块(1)的底面上和第二垫块(2)底面上分别开设有第一夹紧槽(9)和第二夹紧槽(10)；
第一夹紧槽(9)和第二夹紧槽(10)分别与设置在数控车床加工台面上的第一夹具(11)和第二夹具(12)相配合；
第一夹具(11)和第二夹具(12)分别用于固定第一垫块(1)和第二垫块(2)。
3.如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，在第一垫块(1)的顶面和第二垫块(2)的顶面上分别通长地开设有第一T型槽(13)和第二T型槽(14)；
第一压紧机构(5)包括第一T型螺栓(5-1)、第一紧固螺母(5-2)和第一压板(5-3)；
第二压紧机构(6)包括第二T型螺栓(6-1)、第二紧固螺母(6-2)和第二压板(6-3)；
第一T型螺栓(5-1)的头部设置在第一T型槽(13)内，第一T型螺栓(5-1)与第一紧固螺母(5-2)配合工作以使第一压板(5-3)压紧叶根(7)；
第二T型螺栓(6-1)的头部设置在第二T型槽(14)内，第二T型螺栓(6-1)与第二紧固螺母(6-2)配合工作以使第二压板(6-3)压紧叶顶(8)。
4.如权利要求3所述的夹紧装置，其特征在于，所述夹紧装置还包括第一定位销和第二定位销，第一互补型面块(3)通过第一定位销定位并固设在第一垫块(1)上，第二互补型面块(4)通过第二定位销定位并固设在第二垫块(2)上。
5.基于权利要求1所述夹紧装置的汽轮机叶片加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
S1、采用所述夹紧装置夹紧待加工的所述叶片；
S2、基于数控车床并采用Φ12球头刀对所述叶片的叶型(15)的内弧型面进行加工；
S3、将所述夹紧装置连同所述叶片在数控车床加工台面上水平翻转180度；
S4、基于数控车床并采用Φ12球头刀对叶型(15)的背弧型面进行加工。
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