[发明专利]一种涡轮叶片封严齿加工夹具及其装夹方法

说明书

本发明公开了一种涡轮叶片封严齿加工夹具及其装夹方法，属于航空发动机技术领域。一种涡轮叶片封严齿加工夹具，包括：底座、榫头夹持组件、叶尖夹持组件和叶冠夹持组件；榫头夹持组件用于夹持涡轮叶片的榫头部位，包括：定位球、榫头支座、齿牙座和齿牙块；叶尖夹持组件用于夹持涡轮叶片上靠近叶冠的叶尖部位；叶冠夹持组件用于夹持涡轮叶片的叶冠部位。本发明通过对涡轮叶片的两端分别夹持，并且对靠近封严齿的叶尖部位进行固定，从而增加了工件和夹具的系统刚度，避免封严齿加工时产生震颤及变形导致不良率较高。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种涡轮叶片封严齿加工夹具及其装夹方法。

背景技术

涡轮叶片作为航空发动机的关键零件，直接影响发动机性能和安全，对叶片的尺寸和质量要求十分严格。某型航空发动机涡轮叶片采用镍基高温合金熔模精密铸造毛坯，复杂叶冠部位需要机械加工。低压涡轮叶片叶身型面超薄细长且带异形叶冠的难加工结构。异形封严齿为圆弧三齿薄壁异形结构，篦齿最小厚度为1.0mm。叶片扭转大,叶冠扭角为9度，异形封严齿加工为典型的细长、薄壁、悬臂零件加工。如何实现超薄、细长、悬臂叶片异形封严齿的高精度、高效率、无污染加工，是行业内急要解决的技术难题。特别是对叶冠异形封严齿加工，属于细长薄壁零件悬臂加工，易产生加工震颤及变形，从而导致不良率较高，现有技术中存在涡轮叶片封严齿加工易产生震颤及变形的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮叶片封严齿加工夹具及其装夹方法，以解决现有涡轮叶片封严齿加工易产生震颤及变形的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种涡轮叶片封严齿加工夹具，其特征在于，包括：底座以及分别设置在所述底座上的榫头夹持组件、叶尖夹持组件和叶冠夹持组件；

榫头夹持组件用于夹持涡轮叶片的榫头部位，包括：分别设置在底座上的定位球和榫头支座，与榫头支座连接的齿牙座，以及与齿牙座相配合的齿牙块，齿牙座和齿牙块上分别设有与榫头齿相适配的齿斜面，两个齿斜面之间形成榫头夹持腔；

叶尖夹持组件用于夹持涡轮叶片上靠近叶冠的叶尖部位；

叶冠夹持组件用于夹持涡轮叶片的叶冠部位。

本发明的榫头夹持组件通过定位球对涡轮叶片榫头部位的底部进行支撑，并通过齿牙座和齿牙块上的齿斜面与榫头齿相贴合，使得榫头位于榫头夹持腔中，从而对远离封严齿的榫头部位进行夹持固定。叶尖夹持组件用于夹持叶身上靠近叶冠的叶尖部位，叶冠夹持组件则用于对封严齿所在的叶冠部位进行夹持。通过对涡轮叶片的两端分别夹持，并且对靠近封严齿的叶尖部位进行固定，从而增加了工件和夹具的系统刚度，避免封严齿加工时产生震颤及变形导致不良率较高。

进一步地，上述叶尖夹持组件包括与底座连接的导向支座、设置在导向支座上的浮动支撑销以及分别与导向支座滑动配合的盆面活动定位块和背面活动定位块，盆面活动定位块和背面活动定位块相靠近的一端分别呈弧形。

本发明的浮动支撑销可对叶尖的底部进行支撑，盆面活动定位块和背面活动定位块相配合，并且二者相互靠近的一端分别呈弧形，用于与叶尖的两面分别接触从而进行夹持定位。

进一步地，上述浮动支撑销的底部设有弹簧，浮动支撑销上设有浮动斜面，导向支座上开设有螺孔，螺孔连接有与浮动斜面接触的螺旋顶销。

本发明中的弹簧可对浮动支撑销提供弹性支撑，可通过调节螺孔与螺旋顶销的啮合深度使螺旋顶销与浮动斜面的不同位置接触，从而对浮动支撑销的支撑高度进行调节，便于对叶尖的位置高度进行微调。

进一步地，上述导向支座上设有分别与盆面活动定位块和背面活动定位块接触的压紧螺钉。

本发明通过设置压紧螺钉从而方便调整盆面活动定位块和背面活动定位块之间的间隙，从而调整对叶尖两面的夹持力度。