提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的夹具及加工方法

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，具体涉及提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的夹具及加工方法。

背景技术

大型风扇转子叶片叶身长、刚性弱，叶型中段盆、背方侧各有一减震阻尼凸台，如附图1所示。原有叶型铣加工顺序为由小端叶型向叶型与榫头转接处依次加工，即先加工叶型小端，然后加工阻尼台，再加工大端叶身，最后加工叶型与榫头转接处。由于叶片在加工过程中是一个刚性逐渐减弱的过程，而且叶身长度较长、叶型较薄，很容易在加工过程中产生变形进而导致叶型几何精度难以保证。

该项技术采用了与原有叶型加工顺序不同的加工顺序，即先加工阻尼台，然后加工叶型小端，再加工叶型大端，最后加工叶型与榫头转接处。与此同时在小端和大端叶型加工过程中分别采用从阻尼台向叶尖和榫头侧的加工顺序，加工过程中始终保持叶片夹持刚性，而且在叶型叶尖端采用浮动柔性装夹避免了装夹变形，最终减小了叶型的铣加工变形，保证了铣叶型加工后的几何精度。

发明内容

本发明的目的在于提供提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的夹具及加工方法，通过采用新的叶型加工顺序并且在叶片装夹过程中采用浮动装置柔性装夹，减小了叶型的铣加工变形，保证了叶身型面的铣加工几何精度，提高了叶片的加工质量和合格率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的夹具，包括筒体以及安装于筒体内的衬套，筒体一端安装有调节螺钉，且调节螺钉的底端与衬套一端连接，通过转动调节螺钉调整衬套的径向位置，衬套另一端套装在夹具连接部的夹具圆盘上，夹具连接部的定位块上通过螺钉安装有夹具部分，筒体一端通过螺钉安装有压盖，另一端通过转接连接部分与机床连接托盘连接。

所述夹具部分包括夹具定位块，夹具定位块上表面一端的凸起部分与夹具压紧块一端铰接连接，夹具压紧块另一端开设有U型槽，夹具定位块上表面另一端安装有螺柱，螺柱顶端与夹具压紧块的U型槽配合并通过螺母固定，夹具压紧块下表面安装有可调节夹具压紧块。

所述可调节夹具压紧块由V型压紧块及连接柱组成，V型压紧块顶部安装有连接柱，所述夹具压紧块下表面开设有用于安装连接柱的盲孔，同时夹具压紧块上安装有与盲孔垂直设置的调节螺栓，通过松拧调节螺栓，可沿周向旋转V型压紧块的位置，调整后通过拧紧调节螺栓固定V型压紧块的位置。

所述夹具定位块上表面对称设置有用于叶片定位的凸台。

一种提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的方法，包括以下步骤：

步骤1，叶片夹持两端工艺台进行叶身型面铣加工

叶片装夹时，叶尖处工艺台采用柔性浮动装夹方式，通过柔性浮动夹具进行装夹，即装夹过程中叶尖端工艺台的装夹可根据叶尖工艺台的实际位置进行浮动调整，避免产生装夹应力；

步骤2，铣加工叶身型面时，先加工阻尼台，因小端叶身与大端叶身均有有余量，加工过程中可保证夹持的稳定性，避免产生加工变形；

步骤3，铣加工小端叶身型面

加工顺序为：由阻尼台侧向叶尖处加工，通过采用柔性浮动夹具在加工过程中可充分保持装夹的稳定性，避免因夹持刚性变弱产生加工变形；

步骤4，铣加工大端叶身型面

加工顺序为：由阻尼台侧向叶型与榫头转接处加工，通过采用柔性浮动夹具在加工过程中可充分保持装夹的稳定性，避免因夹持刚性变弱产生加工变形；

步骤5，最后铣加工叶型与榫头转接处，加工完成。

本发明的技术效果为：

该项技术采用两端工艺台定位，通过采用新的叶型加工顺序并且在叶片装夹过程中采用柔性浮动夹具柔性装夹，避免了因叶片结构刚性弱产生的加工变形，靠数控程序及高精度数控加工设备保证了叶身铣加工几何精度，使加工后叶身型面的几何精度满足了设计要求。

附图说明

图1本发明提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的夹具局部剖示意图；

图2本发明提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的夹具侧视图；

图3本发明提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的夹具示意图；

图4本发明夹具连接部主视图；

图5本发明夹具连接部俯视图；

图6本发明大型风扇转子叶片结构示意图；

图7本发明小端叶型加工顺序示意图；

1-机床连接托盘，2-转接连接部分，3-筒体，4-衬套，5-调节螺钉，6-夹具压紧块，7-夹具定位块，8-V型压紧块，9-连接柱，10-调节螺栓，11-凸台，12-夹具圆盘，13-定位块，14-压盖，15-螺柱，16-可调节夹具压紧块，17-夹具连接部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图5所示，一种提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的夹具，包括筒体3以及安装于筒体3内的衬套4，筒体3的内径大于衬套4的外径，筒体3一端安装有调节螺钉5，且调节螺钉5的底端与衬套4一端连接，通过转动调节螺钉5调整衬套4的径向位置实现叶尖处工艺台的柔性浮动装夹，衬套4另一端套装在夹具连接部17的夹具圆盘12上，夹具连接部17的定位块13上通过螺钉安装有夹具部分，筒体3一端通过螺钉安装有压盖14，另一端通过转接连接部分2与机床连接托盘1连接。

所述夹具部分包括夹具定位块7，夹具定位块7上表面一端的凸起部分与夹具压紧块6一端铰接连接，夹具压紧块6另一端开设有U型槽，夹具定位块7上表面另一端安装有螺柱15，螺柱15顶端与夹具压紧块6的U型槽配合并通过螺母固定，夹具压紧块6下表面安装有可调节夹具压紧块16。

所述可调节夹具压紧块16由V型压紧块8及连接柱9组成，V型压紧块8顶部一体成型有连接柱9，所述夹具压紧块6下表面开设有用于安装连接柱9的盲孔，同时夹具压紧块6上安装有与盲孔垂直设置的调节螺栓10，通过松拧调节螺栓10，可沿周向旋转V型压紧块8的位置，调整后通过拧紧调节螺栓10固定V型压紧块8的位置。

所述夹具定位块7上表面对称设置有用于叶片定位的凸台11。

如图6和图7所示，一种提高大型风扇转子叶片叶型铣加工精度的方法，包括以下步骤：

步骤1，叶片夹持两端工艺台进行叶身型面铣加工

叶片装夹时，叶尖处工艺台采用柔性浮动装夹方式，即叶尖处工艺台通过夹具定位块7上的凸台11定位，而后翻转夹具压紧块6与夹具定位块7上的螺柱15配合，松拧调节螺栓10周向转动可调节夹具压紧块16的位置，最后转动螺柱15上的螺母通过可调节夹具压紧块16压紧叶尖处工艺台，同时松拧调节螺钉5可调整衬套4的径向位置，即装夹过程中叶尖端工艺台的装夹可根据叶尖工艺台的实际位置进行浮动调整，避免产生装夹应力；

步骤2，铣加工叶身型面时，先加工阻尼台，因小端叶身与大端叶身均有有余量，加工过程中可保证夹持的稳定性，避免产生加工变形；

步骤3，铣加工小端叶身型面

加工顺序为：由阻尼台侧向叶尖处加工，通过采用夹具在加工过程中可充分保持装夹的稳定性，避免因夹持刚性变弱产生加工变形；

步骤4，铣加工大端叶身型面

加工顺序为：由阻尼台侧向叶型与榫头转接处加工，通过采用夹具在加工过程中可充分保持装夹的稳定性，避免因夹持刚性变弱产生加工变形；

步骤5，最后铣加工叶型与榫头转接处，加工完成。