[发明专利]一种航空发动机涡轮叶片新型集成加工夹具及其加工工艺

说明书

本发明公开了一种航空发动机涡轮叶片新型集成加工夹具及其加工工艺，包括底座、设置在底座上的支座以及分别设置在支座上夹头组件和端面定位组件；夹头组件包括设置在支座上的榫齿定位块、与榫齿定位块配合连接的榫齿夹紧块以及设置在榫齿夹紧块上的锁紧件，榫齿定位块与榫齿夹紧块之间形成用于装夹叶片的榫齿槽，榫齿定位块靠近榫齿夹紧块的端面、榫齿夹紧块靠近榫齿定位块的端面均设置有齿牙。该加工夹具结构可靠，使用性能好，提高了加工定位准确度。磨削加工方便。该加工工艺采用工艺集中的设计原则，将定位方式相同的加工表面集中到一个工序中加工，通过数控强力磨设备的精度保证加工精度。减小重复装夹误差，减少工装制造成本。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种航空发动机涡轮叶片新型集成加工夹具及其加工工艺。

背景技术

当前国内急需大量先进的航空发动机，并且要求高性能、高可靠、长寿命。涡轮工作叶片作为航空发动机中的关键零部件，工作在高温高压的恶劣环境中，受到高温燃气冲击的同时，还要绕涡轮轴做高速旋转运动，承受巨大的离心力、交变应力和热应力负荷，需要高可靠性和抗疲劳能力。

涡轮工作叶片结构复杂：榫头采用枞树型榫齿，有的叶片叶尖设计有叶冠，叶冠上有封严齿。叶身为空间曲面，内部有冷却通道，叶身上有各类气膜孔和排气孔，表面有隔热涂层或渗层。由于其工作条件苛刻，疲劳失效的风险大，尺寸精度要求非常高，例如：榫齿轮廓度公差一般为0.01mm～0.02mm。

传统涡轮工作叶片加工采用工序分散的工艺方案，需要制造各种专用工装，多次装夹，在不同设备上分别完成各部分加工任务，工艺准备和生产制造周期较长。在当前高密度型号研制的新形势下，既不能满足快速高效的型号研制需求，又造成大量的工装浪费。同时，由于工艺路线长，多工序多因素误差累积，降低了产品加工精度，影响预研型号验证。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种航空发动机涡轮叶片新型集成加工夹具及其加工工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种航空发动机涡轮叶片新型集成加工夹具，包括底座、设置在底座上的支座以及分别设置在支座上夹头组件和端面定位组件；

夹头组件包括设置在支座上的榫齿定位块、与榫齿定位块配合连接的榫齿夹紧块以及设置在榫齿夹紧块上的锁紧件，榫齿定位块与榫齿夹紧块之间形成用于装夹叶片的榫齿槽，榫齿定位块靠近所述榫齿夹紧块的端面、榫齿夹紧块靠近榫齿定位块的端面均设置有齿牙。

进一步地，端面定位组件包括设置在支座上的端面支撑块以及设置在端面支撑块上的定位柱，且定位柱朝向榫齿槽，且与榫齿槽相对应。

进一步地，榫齿定位块包括设置在支座上的定位支撑座以及设置在定位支撑座上的定位头，齿牙设置在定位头侧壁。

进一步地，榫齿夹紧块包括设置在底座上的夹紧支撑座以及设置在夹紧支撑座上的夹紧头，夹紧支撑座与定位支撑座之间具有间隙，定位头与夹紧头之间形成榫齿槽。

进一步地，锁紧件采用螺柱，定位支撑座上设置有与双头螺柱相配合的螺纹孔，通过所述螺柱旋进带动所述夹紧支撑座和所述夹紧头夹紧。

进一步地，支座包括设置在所述底座上的第一板体、与第一板体垂直连接的第二板体以及设置在第一板体和所述第二板体之间的加强筋，第一板体与第二板体连接呈L型结构，夹头组件和端面定位组件分别设置在第二板体上。

本发明还提供了一种航空发动机涡轮叶片新型集成加工工艺，包括以下步骤：

S1：将加工夹具固定在机床工作台上，随后将毛料固定在加工夹具上，

S2：以毛料6点基准定位，磨削榫齿及排气端面；

S3：当榫齿和排气端面磨削完成后，以榫齿及排气端面定位为定位基准，磨削榫头盆径向面、榫头背径向面、榫头进气端面和叶尖表面。