夾具結(jié)構(gòu)改進隊再得一分,！航空葉輪通用工裝設(shè)計

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前 言

航空產(chǎn)業(yè)作為國家戰(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),，是國家先進制造業(yè)的重要組成部分,。但航空零件大多有著極高的加工要求，除了擁有先進的高精度的設(shè)備,，比如四軸,、五軸聯(lián)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(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)動機

航空發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪是航空發(fā)動機的重要零件之一,，其生產(chǎn)加工過程復(fù)雜。壓氣機轉(zhuǎn)子葉輪,、靜子葉輪的種類比較多,，在以往的生產(chǎn)加工過程中，不同級別,、型號的產(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間的浪費,。生產(chǎn)效率低,，操作復(fù)雜的同時還存在著一些潛在的質(zhì)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(chǎn)品加工穩(wěn)定性,、效率,、精度，并且對在銑削加工中可以在不同設(shè)備上進行不同的壓氣機轉(zhuǎn)子和靜子銑削加工的通用工裝夾具進行設(shè)計分析,！

一,、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪大都一起分級和前后用在渦輪發(fā)動機上，由葉片和葉盤組成,，是渦輪發(fā)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(fēng)扇,、螺旋槳等葉片旋轉(zhuǎn)撥動空氣產(chǎn)生氣流一樣，將空氣推進氣缸進行壓縮產(chǎn)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(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,，再通過靜子葉輪對空氣整流,，對空氣正常壓氣產(chǎn)生高壓氣體。

圖3 壓氣機葉輪

壓氣機轉(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)控銑床進行葉型粗加工，再返回數(shù)控車床進行端面,、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)計方案

以往，在銑削加工中都是每一級別準(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)螺母壓緊的時候容易帶動壓蓋移動，這樣就容易產(chǎn)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(wěn)定性不夠,，如圖4所示,。這些因素對于批量生產(chǎn)來說，無法提高效率,，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)過研究,，發(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)子胎芯和靜子胎芯的方式來實現(xiàn)不同級別的轉(zhuǎn)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(shè)計,，這樣就保證了壓盤不會在旋轉(zhuǎn)夾緊力圖3壓氣機葉輪的作用下旋轉(zhuǎn)移位，也就不會產(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,，就可以進行工件加工,。

結(jié) 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(zhuǎn)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(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。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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