[发明专利]一种用于叶片包边前缘加工的自适应装夹装置

说明书

本发明涉及一种用于叶片包边前缘加工的自适应装夹装置。该自适应装夹装置的左、右两端为可根据叶片包边毛坯的变形量调节的自适应的左装夹定位单元和右装夹定位单元，对叶片包边两端进行装夹；前、后有固定的支板装夹单元，可调节的辅助支撑件安装在前支撑板与所述后支撑板，然后组成一个满足叶片包边自适应加工的装夹定位机构，根据叶片包边型面拧紧限位，以实现叶片包边的自适应装夹，增强叶片包边的刚性，降低装夹对叶片包边造成的变形。

技术领域

本发明属于航空发动机叶片的机械加工领域，尤其涉及一种用于叶片包边前缘加工的自适应装夹装置。

背景技术

为了降低航空发动机的重量，发展了复合材料风扇叶片零件，该叶片的前缘需要在复合材料的基体上粘接一个配套的金属前缘(通常为钛合金)用于保护复合材料基体，该零件称为叶片包边。

由于叶片包边为含有内腔的薄壁(厚度仅为0.4mm)结构，每个叶片包边的毛坯状态的差异较大，无法直接按理论形状夹紧叶片包边两侧的非加工区域。传统装夹方法在装夹时容易造成叶片包边受力变形，因而无法保证加工过程中零件的几何关系与物理状态，大大影响了叶片包边的加工质量和加工效率。

目前叶片包边的加工技术主要方案为整体机械加工的方案，应用该方案进行加工时，零件毛坯上具有足够的余量，并可预先制备工艺特征、传递基准等，因而不需要使用自适应加工技术，但加工周期长、内腔加工难度大、加工成本高，难以进一步降低成本、提高效率。

而采用塑性成型的方法可制备叶片包边的内腔与侧壁，该侧壁的外轮廓即为对应的叶片的外轮廓，侧壁的内轮廓对应复材基体的外轮廓，叶片包边的前缘通过机械加工技术进行加工。而塑性成形等方式制备的叶片包边毛坯，本身有一定的变形，且具有已近净成形的特征，因而加工方式、设备与整体机械加工的叶片包边不同，装夹方案因而也大为不同。

目前的自适应夹具技术或随形夹具技术大多采用多点支撑或随形吸附的方式来完成对零件的装夹。其中吸附工装大多用于加工薄板类零件，其吸附状态的零件始终处于理论几何位置，而非处于自由状态。多点支撑工装大多用于支撑薄壁零件的一侧加工其另一侧的情况，通常具有一定的调整零件姿态的能力。

目前亦存在带有自由度的双端装夹工装，其大多用于对叶片零件的自适应装夹及应力的释放。双端各具有1至2个自由度，用于适应或释放叶片的变形情况。该类夹具应用的对象是两端已具有标准的基准块或基准轴的情况，仅通过提供自由度来适应加工中的变形。而超塑成形的叶片包边，没有预先加工出的装夹基准，因而必须根据实际工艺设计具有更多自由度的装夹装置，从而适应毛坯的变化。

综上所述，叶片包边由于型面复杂、壁薄，对装夹定位结构要求高。传统的装夹定位极易造成装夹变形，已无法满足加工要求，对此，有必要提出一种用于叶片包边前缘加工的自适应装夹装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明主要针对以上问题，提出了一种用于叶片包边前缘加工的自适应装夹装置，其目的是实现叶片包边的自适应装夹，增强叶片包边的刚性，降低装夹对叶片包边造成的变形。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于叶片包边前缘加工的自适应装夹装置，包括依次装夹叶片包边前、中、后位置的左装夹定位单元、支板装夹单元以及右装夹定位单元；其中：

所述左装夹定位单元包括左主体框架，所述左主体框架上安装有左移动调节机构，所述左移动调节机构上设有移动滑块和驱动所述移动滑块沿纵向方向移动的纵向调节部件，所述移动滑块上设置有压紧运动支座，所述压紧运动支座上安装有可转动的前随形压紧块、后随形压紧块以及驱动所述前随形压紧块、后随形压紧块沿横向方向移动的左横向调节部件，所述前随形压紧块、后随形压紧块在所述左横向调节部件的驱动下分别压紧所述叶片包边的前、后端面；