CN114932425B - 一种装配内背弧导叶片t叶根的加工方法及所用夹具 - Google Patents
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Abstract
一种装配内背弧导叶片T叶根的加工方法及所用夹具，属于叶片加工技术领域，本发明为了解决圆盘铣或数控叶根专用铣床加工方式会产生过切情况，并且加工完一侧凹槽再以其定位翻转加工另一侧凹槽的方案又会累积公差难以保证叶根精度的问题，本申请所述夹具包括连接板、支撑板、纵向压紧组件、横向夹紧组件和高度调节组件；通过利用本申请的夹具将被加工工件夹持在五轴加工中心中，并对其进行叶根槽铣削，通过减少装夹次数降低了加工累积误差，提高了加工效率，提升了叶片的加工精度及一致性，使叶片成品满足图纸尺寸、精度、位置度等各项高要求。通过运用连接盘等工装，实现四轴、五轴设备加工的通用性，提升了生产安排灵活性。
Description
技术领域
本发明属于叶片加工技术领域，具体涉及一种装配内背弧导叶片T叶根的加工方法及所用夹具。
背景技术
装配内背弧结构叶片对贴合要求很高，目前采取型线铣刀和强力磨配合的方式加工内背弧，叶根部分单独分布加工，毛坯料一般不需要留工艺头。而五轴集成加工类型的叶片通常需要预留至少40mm工艺头，用于两侧打顶针孔及稳定装夹。
传统结构装配内背弧导叶片，多为单侧叶根槽形式。而此种倒车导叶片为T型叶根，对两侧叶根槽对称度、同心度、加工精度要求严格，且叶根两小肩处为内切圆弧，传统圆盘铣或数控叶根专用铣床加工方式会产生过切情况。加工完一侧凹槽再以其定位翻转加工另一侧凹槽的方案又会累积公差难以保证叶根精度。仅为了加工叶根部分而增加工艺头上五轴装夹加工又会造成毛坯的严重浪费。
发明内容
本发明为了解决圆盘铣或数控叶根专用铣床加工方式会产生过切情况，并且加工完一侧凹槽再以其定位翻转加工另一侧凹槽的方案又会累积公差难以保证叶根精度的问题，进而提供一种装配内背弧导叶片T叶根的加工方法及所用夹具；
一种装配内背弧导叶片T叶根的加工夹具，所述夹具包括连接板、支撑板、纵向压紧组件、横向夹紧组件和高度调节组件；
所述支撑板水平设置在连接板的一端端面上，且支撑板的一端与连接板的一端固定连接，高度调节组件设置在支撑板的上表面上，且高度调节组件与支撑板可拆卸连接，纵向压紧组件设置在高度调节组件的一侧，且纵向压紧组件与与支撑板可拆卸连接，横向夹紧组件设置在高度调节组件的另一侧，且横向夹紧组件与纵向压紧组件相对设置，横向夹紧组件与支撑板可拆卸连接，叶片方钢设置在高度调节组件上，且叶片方钢通过纵向压紧组件和横向夹紧组件与夹具拆卸连接；
进一步地，所述纵向压紧组件包括支撑立板、多个压紧单元和多个连接销；
所述支撑板上设置纵向压紧组件的区域沿支撑立板的长度方向等距加工有多个一号定位盲孔，支撑立板的上表面沿支撑立板的长度方向等距加工有多个一号定位通孔，且每个一号定位盲孔与一个一号定位通孔对应设置，每个连接销对应设置在一个一号定位盲孔和一个一号定位通孔中，且每个连接销与所在的一号定位盲孔和一号定位通孔均为过盈配合设置，支撑立板的上表面上沿支撑立板的长度方向等距加工有多个一号条形孔，每个压紧单元对应设置在一个一号条形孔中，且每个压紧单元与支撑立板拆卸连接；
进一步地，所述压紧单元包括一个压块和一个螺柱螺母组件，所述螺柱螺母组件包括一个螺柱和一个螺母，所述螺柱的上部为螺纹部，螺柱的下部为光杆部，螺柱的光杆部对应插设在一个一号条形孔中，压块的上表面沿压块的长度方向加工有一个二号条形孔，压块通过二号条形孔对应套设在螺柱的螺纹部上，且螺柱的螺纹部延伸出压块的顶部，螺母设置在压块的上方，且螺母套设在螺柱的螺纹部上，螺母与螺柱螺纹连接；
进一步地，所述螺母与压块之间设有垫圈，垫圈套设在螺柱上；
进一步地，所述横向夹紧组件包括安装板、多个一号安装螺钉和多个夹紧螺栓；
所述支撑板上设置横向夹紧组件的区域沿安装板的长度方向等距加工有多个一号定位螺纹孔，安装板的顶部沿安装板的长度方向加工有多个一号沉头孔，且每个一号沉头孔与一个一号定位螺纹孔同轴对应设置，每个一号安装螺钉对应设置在一个一号沉头孔和一个一号定位螺纹孔中，且每个一号安装螺钉的螺纹部与所在的一个一号定位螺纹孔螺纹连接，安装板的一侧沿安装板的长度方向等距加工有多个夹紧螺纹孔，每个夹紧螺栓对应插设在一个夹紧螺纹孔中，且每个夹紧螺栓与所在的夹紧螺纹孔螺纹连接，每个夹紧螺栓的旋拧部设置在安装板远离支撑立板的一侧；
进一步地，所述高度调节组件包括高度垫片和多个二号安装螺钉；
所述支撑板上设置高度调节组件的区域沿高度垫片的长度方向等距加工有多个二号定位螺纹孔，高度垫片的顶部沿高度垫片的长度方向加工有多个二号沉头孔，且每个二号沉头孔与一个二号定位螺纹孔同轴对应设置，每个二号安装螺钉对应设置在一个二号沉头孔和一个二号定位螺纹孔中，且每个二号安装螺钉的螺纹部与所在的一个二号定位螺纹孔螺纹连接；
进一步地，所述夹具还包括两个支撑肋板，两个支撑肋板沿支撑板宽度方向的中心线对称设置在支撑板的下方，且每个支撑肋板的顶部与支撑板的下表面固定连接，每个支撑肋板的一侧与连接板的一端固定连接；
一种装配内背弧导叶片T叶根的加工方法，所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一：铣削叶片方钢基面，为叶片方钢的装夹提供基准面；
步骤二：将铣削后的叶片方钢放置在高度调节组件上，根据叶片方钢的厚度选取合适厚度的高度垫片进行支撑；
步骤三：将压块设置在叶片方钢的顶部，通过旋拧螺柱螺母组件中的螺母，使压块(4)与叶片方钢紧密接触，对叶片方钢进行纵向夹紧；
步骤四：旋拧夹紧螺栓的旋拧部使夹紧螺栓的末端与叶片方钢侧部紧密接触，对叶片方钢进行横向夹紧；
步骤五：将装夹后的叶片方钢移装在五轴加工中心的工作台上，机床主轴跳动0.01mm；X、Y、Z轴定位精度0.015mm/全长；X、Y、Z轴重复精度0.008mm/全长，采用槽铣刀粗精铣叶根开槽，主轴转速为3500r/min，刀具进给量为500mm/min；
步骤六：将加工好叶根开槽的叶片方钢从机床中取下进行后续的叶片加工。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明提供的一种装配内背弧导叶片T叶根的加工方法及所用夹具，在不增加毛坯工艺头的情况下，叶片实现了五轴单侧稳定装夹，集成精加工叶根，在满足了产品精度要求的同时减少了机加叶根端面及打顶针孔的工作量；
本申请中所述的夹具的设计思路是在装夹中尽可能的包裹叶片的叶片部，露出需要加工的叶根部分，有效防止装夹不稳且有利于保证径向基准面中心与机床旋转中心一致，夹具为压板结构，相比于传统的笼装结构，其通用性更强，装夹更为方便，易于调节，换料方便且制作简单；
采用本申请提供的夹具可以实现在利用五轴加工设备加工时仅进行一次装夹，通过减少装夹次数降低了加工累积误差，提高了加工效率，提升了叶片的加工精度及一致性，使叶片成品满足图纸尺寸、精度、位置度等各项高要求，此种集成加工叶根部分的方式，可以保证叶根部的加工精度，解决了传统加工方式带来的产品过切以及精度过低的问题，也有利于后续装配；
通过运用连接盘等工装，实现四轴、五轴设备加工的通用性，提升了生产安排灵活性。提高了叶片成品的加工质量，节约了宝贵的加工周期，实现了良好的装配效果。本发明所述方法已经推广应用于装配内背弧动叶片T型带凹槽叶根的五轴集成精加工，并取得了良好的效果，加工步骤减少，加工精度有了明显提高。
附图说明
图1为本发明所述夹具的主视示意图：
图2为本发明所述夹具的俯视示意图；
图3为本发明的中夹具的右剖示意图；
图中1连接板、2支撑板、3支撑立板、4压块、5螺柱螺母组件、6连接销、7安装板、8一号安装螺钉、9夹紧螺栓、10高度垫片、11二号安装螺钉、12支撑肋板和13叶片方钢。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式提供一种装配内背弧导叶片T叶根的加工夹具，所述夹具包括连接板1、支撑板2、纵向压紧组件、横向夹紧组件和高度调节组件；
所述支撑板2水平设置在连接板1的一端端面上，且支撑板2的一端与连接板1的一端固定连接，高度调节组件设置在支撑板2的上表面上，且高度调节组件与支撑板2可拆卸连接，纵向压紧组件设置在高度调节组件的一侧，且纵向压紧组件与与支撑板2可拆卸连接，横向夹紧组件设置在高度调节组件的另一侧，且横向夹紧组件与纵向压紧组件相对设置，横向夹紧组件与支撑板2可拆卸连接，叶片方钢13设置在高度调节组件上，且叶片方钢13通过纵向压紧组件和横向夹紧组件与夹具拆卸连接。
具体实施方式二：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一中所述的纵向压紧组件作进一步限定，本实施方式中所述纵向压紧组件包括支撑立板3、多个压紧单元和多个连接销6：
所述支撑板2上设置纵向压紧组件的区域沿支撑立板3的长度方向等距加工有多个一号定位盲孔，支撑立板3的上表面沿支撑立板3的长度方向等距加工有多个一号定位通孔，且每个一号定位盲孔与一个一号定位通孔对应设置，每个连接销6对应设置在一个一号定位盲孔和一个一号定位通孔中，且每个连接销6与所在的一号定位盲孔和一号定位通孔均为过盈配合设置，支撑立板3的上表面上沿支撑立板3的长度方向等距加工有多个一号条形孔，每个压紧单元对应设置在一个一号条形孔中，且每个压紧单元与支撑立板3拆卸连接。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。
本实施方式中通过纵向压紧组件可以实现对工件件纵向夹紧，支撑立板3上设置条形孔的目的是可以根据工件的不同尺寸去调节压紧单元的位置，达到准确装夹的目的。
具体实施方式三：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的压紧单元作进一步限定，本实施方式中所述压紧单元包括一个压块4和一个螺柱螺母组件5，所述螺柱螺母组件5包括一个螺柱和一个螺母，所述螺柱的上部为螺纹部，螺柱的下部为光杆部，螺柱的光杆部对应插设在一个一号条形孔中，压块4的上表面沿压块4的长度方向加工有一个二号条形孔，压块4通过二号条形孔对应套设在螺柱的螺纹部上，且螺柱的螺纹部延伸出压块4的顶部，螺母设置在压块4的上方，且螺母套设在螺柱的螺纹部上，螺母与螺柱螺纹连接。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。
本实施方式中压块4在使用时其尾部与支撑板2之间设有垫块，用于对压块4的尾部进行支撑，保证了压块4在工作时的稳定性。
具体实施方式四：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的螺母作进一步限定，本实施方式中所述螺母与压块4之间设有垫圈，垫圈套设在螺柱上。其它组成及连接方式与具体实施方式三相同。
如此设置，有利于保护压块4的上表面。
具体实施方式五：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的横向夹紧组件作进一步限定，本实施方式中所述横向夹紧组件包括安装板7、多个一号安装螺钉8和多个夹紧螺栓9；
所述支撑板2上设置横向夹紧组件的区域沿安装板7的长度方向等距加工有多个一号定位螺纹孔，安装板7的顶部沿安装板7的长度方向加工有多个一号沉头孔，且每个一号沉头孔与一个一号定位螺纹孔同轴对应设置，每个一号安装螺钉8对应设置在一个一号沉头孔和一个一号定位螺纹孔中，且每个一号安装螺钉8的螺纹部与所在的一个一号定位螺纹孔螺纹连接，安装板7的一侧沿安装板7的长度方向等距加工有多个夹紧螺纹孔，每个夹紧螺栓9对应插设在一个夹紧螺纹孔中，且每个夹紧螺栓9与所在的夹紧螺纹孔螺纹连接，每个夹紧螺栓9的旋拧部设置在安装板7远离支撑立板3的一侧。其它组成及连接方式与具体实施方式四相同。
本实施方式中横向夹紧组件用于对工件进行横向夹紧，通过横向夹紧和纵向夹紧实现对工件进行稳固装夹。
具体实施方式六：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式五所述的高度调节组件作进一步限定，本实施方式中所述高度调节组件包括高度垫片10和多个二号安装螺钉11；
所述支撑板2上设置高度调节组件的区域沿高度垫片10的长度方向等距加工有多个二号定位螺纹孔，高度垫片10的顶部沿高度垫片10的长度方向加工有多个二号沉头孔，且每个二号沉头孔与一个二号定位螺纹孔同轴对应设置，每个二号安装螺钉11对应设置在一个二号沉头孔和一个二号定位螺纹孔中，且每个二号安装螺钉11的螺纹部与所在的一个二号定位螺纹孔螺纹连接。其它组成及连接方式与具体实施方式五相同。
如此设置，可以通过替换不同的高度垫片10厚度进而调节工件的装夹高度，达到准确装夹的效果。
具体实施方式七：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的夹具作进一步限定，本实施方式中所述夹具还包括两个支撑肋板12，两个支撑肋板12沿支撑板2宽度方向的中心线对称设置在支撑板2的下方，且每个支撑肋板12的顶部与支撑板2的下表面固定连接，每个支撑肋板12的一侧与连接板1的一端固定连接。其它组成及连接方式与具体实施方式六相同。
如此设置，可以提高支撑板2的支撑强度。
具体实施方式八：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式中提供一种装配内背弧导叶片T叶根的加工方法，所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一：铣削叶片方钢13基面，为叶片方钢13的装夹提供基准面；
步骤二：将铣削后的叶片方钢13放置在高度调节组件上，根据叶片方钢13的厚度选取合适厚度的高度垫片10进行支撑；
步骤三：将压块4设置在叶片方钢13的顶部，通过旋拧螺柱螺母组件5中的螺母，使压块4与叶片方钢13紧密接触，对叶片方钢13进行纵向夹紧；
步骤四：旋拧夹紧螺栓9的旋拧部使夹紧螺栓9的末端与叶片方钢13侧部紧密接触，对叶片方钢13进行横向夹紧；
步骤五：将装夹后的叶片方钢13移装在五轴加工中心的工作台上，机床主轴跳动0.01mm；X、Y、Z轴定位精度0.015mm/全长；X、Y、Z轴重复精度0.008mm/全长，采用槽铣刀粗精铣叶根开槽，主轴转速为3500r/min，刀具进给量为500mm/min；
步骤六：将加工好叶根开槽的叶片方钢13从机床中取下进行后续的叶片加工。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。
Claims (1)
1.一种装配内背弧导叶片T叶根的加工方法，所述加工方法是基于一种装配内背弧导叶片T叶根加工夹具实现的，所述夹具包括连接板（1）、支撑板（2）、纵向压紧组件、横向夹紧组件和高度调节组件；
所述支撑板（2）水平设置在连接板（1）的一端端面上，且支撑板（2）的一端与连接板（1）的一端固定连接，高度调节组件设置在支撑板（2）的上表面上，且高度调节组件与支撑板（2）可拆卸连接，纵向压紧组件设置在高度调节组件的一侧，且纵向压紧组件与支撑板（2）可拆卸连接，横向夹紧组件设置在高度调节组件的另一侧，且横向夹紧组件与纵向压紧组件相对设置，横向夹紧组件与支撑板（2）可拆卸连接，叶片方钢（13）设置在高度调节组件上，且叶片方钢（13）通过纵向压紧组件和横向夹紧组件与夹具拆卸连接；
所述纵向压紧组件包括支撑立板（3）、多个压紧单元和多个连接销（6）；
所述支撑板（2）上设置纵向压紧组件的区域沿支撑立板（3）的长度方向等距加工有多个一号定位盲孔，支撑立板（3）的上表面沿支撑立板（3）的长度方向等距加工有多个一号定位通孔，且每个一号定位盲孔与一个一号定位通孔对应设置，每个连接销（6）对应设置在一个一号定位盲孔和一个一号定位通孔中，且每个连接销（6）与所在的一号定位盲孔和一号定位通孔均为过盈配合设置，支撑立板（3）的上表面上沿支撑立板（3）的长度方向等距加工有多个一号条形孔，每个压紧单元对应设置在一个一号条形孔中，且每个压紧单元与支撑立板（3）拆卸连接；
所述压紧单元包括一个压块（4）和一个螺柱螺母组件（5），所述螺柱螺母组件（5）包括一个螺柱和一个螺母，所述螺柱的上部为螺纹部，螺柱的下部为光杆部，螺柱的光杆部对应插设在一个一号条形孔中，压块（4）的上表面沿压块（4）的长度方向加工有一个二号条形孔，压块（4）通过二号条形孔对应套设在螺柱的螺纹部上，且螺柱的螺纹部延伸出压块（4）的顶部，螺母设置在压块（4）的上方，且螺母套设在螺柱的螺纹部上，螺母与螺柱螺纹连接；
所述螺母与压块（4）之间设有垫圈，垫圈套设在螺柱上；
所述横向夹紧组件包括安装板（7）、多个一号安装螺钉（8）和多个夹紧螺栓（9）；
所述支撑板（2）上设置横向夹紧组件的区域沿安装板（7）的长度方向等距加工有多个一号定位螺纹孔，安装板（7）的顶部沿安装板（7）的长度方向加工有多个一号沉头孔，且每个一号沉头孔与一个一号定位螺纹孔同轴对应设置，每个一号安装螺钉（8）对应设置在一个一号沉头孔和一个一号定位螺纹孔中，且每个一号安装螺钉（8）的螺纹部与所在的一个一号定位螺纹孔螺纹连接，安装板（7）的一侧沿安装板（7）的长度方向等距加工有多个夹紧螺纹孔，每个夹紧螺栓（9）对应插设在一个夹紧螺纹孔中，且每个夹紧螺栓（9）与所在的夹紧螺纹孔螺纹连接，每个夹紧螺栓（9）的旋拧部设置在安装板（7）远离支撑立板（3）的一侧；
所述高度调节组件包括高度垫片（10）和多个二号安装螺钉（11）；
所述支撑板（2）上设置高度调节组件的区域沿高度垫片（10）的长度方向等距加工有多个二号定位螺纹孔，高度垫片（10）的顶部沿高度垫片（10）的长度方向加工有多个二号沉头孔，且每个二号沉头孔与一个二号定位螺纹孔同轴对应设置，每个二号安装螺钉（11）对应设置在一个二号沉头孔和一个二号定位螺纹孔中，且每个二号安装螺钉（11）的螺纹部与所在的一个二号定位螺纹孔螺纹连接；
所述夹具还包括两个支撑肋板（12），两个支撑肋板（12）沿支撑板（2）宽度方向的中心线对称设置在支撑板（2）的下方，且每个支撑肋板（12）的顶部与支撑板（2）的下表面固定连接，每个支撑肋板（12）的一侧与连接板（1）的一端固定连接；
其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一：铣削叶片方钢（13）基面，为叶片方钢（13）的装夹提供基准面；
步骤二：将铣削后的叶片方钢（13）放置在高度调节组件上，根据叶片方钢（13）的厚度选取合适厚度的高度垫片（10）进行支撑；
步骤三：将压块（4）设置在叶片方钢（13）的顶部，通过旋拧螺柱螺母组件（5）中的螺母，使压块（4）与叶片方钢（13）紧密接触，对叶片方钢（13）进行纵向夹紧；
步骤四：旋拧夹紧螺栓（9）的旋拧部使夹紧螺栓（9）的末端与叶片方钢（13）侧部紧密接触，对叶片方钢（13）进行横向夹紧；
步骤五：将装夹后的叶片方钢（13）移装在五轴加工中心的工作台上，机床主轴跳动0.01mm；X、Y、Z轴定位精度0.015mm/全长；X、Y、Z轴重复精度0.008mm/全长，采用槽铣刀粗精铣叶根开槽，主轴转速为3500r/min，刀具进给量为500mm/min；
步骤六：将加工好叶根开槽的叶片方钢（13）从机床中取下进行后续的叶片加工。
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