用于汽轮机叶片叶根底面铣削加工的夹具装置的制作方法

本发明涉及汽轮机叶片加工的工装夹具领域，具体为用于汽轮机叶片叶根底面铣削加工的夹具装置。

背景技术：

受汽轮机行业整体市场形势的影响，叶片制造企业之间的竞争愈演愈烈，客户对叶片的加工质量和制造成本提出了更加严苛的要求。叶片的加工质量的主要取决于工装夹具的精度、稳定性，叶片的制造成本中很重要的一部分取决于工装的可通用性和制造周期。对于汽轮机叶片叶根底面加工的工装夹具，业内通常采用叶根主定位、型面辅助定位的结构，该结构存在以下弊端：1）型面辅助定位部分常用2～3个螺柱浮动支撑，见图1，装夹时需工人手工调整各浮动支撑的高度以尽可能的贴合型面，这种可自由调整的支撑方式决定了夹具装夹的重复再现性和稳定性极差；2）同时螺柱与型面之间是以点定位的方式接触，这种方式定位精度和稳定性极差；3）由于汽轮机叶片的加工存在多品种、少批量的特点，对于不同品种、不同型号的汽轮机叶片往往需要每个产品各制造一套铣叶根底面夹具，因而该夹具的通用性极差，工装成本高，制造周期长；综上所述，现有的装夹已无法满足目前叶片高质量和低成本的要求。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了用于汽轮机叶片叶根底面铣削加工的夹具装置，其能解决现有汽轮机叶片叶根底面加工装夹不稳定、定位精度不高的问题，同时解决其通用性差、工装成本高、制造周期长的问题。

其技术方案为，用于汽轮机叶片叶根底面铣削加工的夹具装置，其包括底板，所述底板上的横向一侧端安装有用于定位叶片型面的型线定位组件、横向另一侧端上安装有用于定位压紧叶片叶根齿形的叶根齿形定位压紧组件，其特征在于：所述型线定位组件包括安装于所述底板横向一端上的样板座，所述样板座上设有L形定位槽，所述样板座的L形定位槽内可更换地安装有定位样板，所述定位样板上设有与叶片内弧型面相匹配的型线定位面，所述样板座的纵向两侧面上分别固装有样板定位块和支撑顶块，所述样板定位块和支撑顶块的顶面高于所述L形定位槽的槽底面，所述定位样板的纵向两侧端分别由所述样板定位块和支撑顶块纵向定位顶紧。

进一步的，所述定位样板朝向所述支撑顶块的一侧底面开设有止动槽，顶紧螺钉纵向贯穿所述支撑顶块后伸入所述止动槽内与所述定位样板纵向顶紧。

进一步的，所述样板座的底面与所述底板通过定位销连接，并且所述样板座底面与所述底板紧定螺钉紧固，所述底板上分别用于与所述样板座连接定位的定位销孔、紧定螺钉孔沿所述底板横向设置有两组。

进一步的，所述叶根齿形定位压紧组件包括齿形定位部分和支撑压紧部分，所述齿形定位部分包括进汽侧齿形定位部和出汽侧齿形定位部，所述进汽侧齿形定位部、出汽侧齿形定位部分设于所述底板横向一侧端的纵向两侧，所述支撑压紧部分包括进汽侧支撑压紧部和出汽侧支撑压紧部，所述进汽侧支撑压紧部、出汽侧支撑压紧部分别对应设置于所述进汽侧齿形定位部和出汽侧齿形定位部的横向内侧。

进一步的，所述进汽侧齿形定位部、出汽侧齿形定位部均包括齿形定位块，所述齿形定位面上均设有定位齿形面，所述齿形定位块固装于所述底板上，所述进汽侧齿形定位部、出汽侧齿形定位部的所述齿形定位块的纵向外侧端面分别安装有叶根进汽侧定位块、叶根出汽侧压紧块。

进一步的，所述齿形定位块的纵向外侧面上设有定位槽，所述叶根进汽侧定位块、叶根出汽侧压紧块上分别设有定位凸台，所述叶根进汽侧定位块、叶根出汽侧压紧块上的定位定位凸台分别装配于对应的所述齿形定位块的定位槽内。

进一步的，所述进汽侧齿形定位部、出汽侧齿形定位部的齿形定位块均通过定位键与所述底板上的键槽装配连接。

进一步的，所述进汽侧支撑压紧部和出汽侧支撑压紧部均包括压板座和齿形压紧块，所述压板座可转动调节地安装于所述座板上，所述压板座顶面通过双头螺柱及螺母、调节支撑安装有压板，所述齿形压紧块设有压紧齿形面，所述压紧齿形面与叶根齿形面接触，所述压板的底部压紧面与所述齿形压紧块顶面接触压紧。

进一步的，所述压板底面的一侧端开设有支撑槽，所述调节支撑的底端固接于所述压板座上、另一端伸入所述支撑槽内对所述压板进行支撑限位；所述压板中心位置开设有腰型槽，所述双头螺柱顶部穿过所述腰型槽与所述螺母锁紧。

进一步的，所述底板上设有两个纵向对称设有圆弧腰形孔，所述压板座底面一端与所述底板之间通过定位螺钉连接定位、另一端由内六角圆柱头螺钉穿过所述圆弧腰形孔后与所述底板可调节连接。

本发明的有益效果在于：

（1）其通过定位样板上的型线定位面来对叶片进行型面辅助定位，尤其是型线定位面与叶片型面之间为面接触，故定位样板的型线定位面能够与叶片型面之间可靠贴合，从而定位精度高、稳定性好；同时定位样板是固定在定位样板座上的，其一旦安装到位在定位装夹叶片时无需再做手动调整，故能从源头上规避传统手工调整定位带来的定位不可靠和不稳定因素；

（2）底板上设有能够调节压板座角度的圆弧腰形孔，从而能够实现进汽侧支撑压紧部和出汽侧支撑压紧部可随叶片的实际状态进行角度适应性调整；且底板上分别用于与样板座连接定位的定位销孔、紧定螺钉孔沿底板横向设置有两组，使得齿形定位部分能够随着叶片型线高度自由选择定位位置；故能有效提高夹具的通用性能，大大降低了工装的设计制造周期及工装成本。

附图说明

图1为本发明用于汽轮机叶片叶根底面铣削加工的夹具装置的主视示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为图1的左视示意图；

图4为本发明夹具装置中样板座的结构示意图；

图5为本发明夹具装置中定位样板的结构示意图；

图6为本发明夹具装置中齿形定位块的结构示意图；

图7为图6的侧视示意图；

图8为本发明夹具装置中叶根进汽侧定位块的结构示意图；

图9为本发明夹具装置中叶根出汽侧压紧块的结构示意图；

图10为本发明夹具装置中压板的结构示意图；

图11为本发明夹具装置中底板的结构示意图；

图12为本发明夹具装置装夹叶片的结构示意图。

附图标记：10-底板；11-定位销孔；12-紧定螺钉孔；13-键槽；14-圆弧腰形孔；20-型线定位组件；21-样板座；211-L形定位槽；2111-槽底面；22-定位样板；221-型线定位面；222-止动槽；23-样板定位块；24-支撑顶块；30-叶根齿形定位压紧组件；31-齿形定位部分；310-齿形定位块；3101-定位齿形面；3102-定位槽；311-进汽侧齿形定位部；3111-叶根进汽侧定位块；31111-定位凸台；312-出汽侧齿形定位部；3121-叶根出汽侧压紧块；31211-定位凸台；32-支撑压紧部分；321-进汽侧支撑压紧部；322-出汽侧支撑压紧部；3201-压板座；3202-齿形压紧块；32021-压紧齿形面；3203-双头螺柱；3204-调节支撑；3205-压板； 32051-底部压紧面；32052-支撑槽；32053-腰形槽；3206-螺母；40-叶片。

具体实施方式

见图1、图2和图3，本发明夹具装置包括底板10，底板10上的横向一侧端安装有用于定位叶片型面的型线定位组件20、横向另一侧端上安装有用于定位压紧叶片叶根齿形的叶根齿形定位压紧组件30；型线定位组件20包括安装于底板10横向一端上的样板座21，见图4，样板座21上设有L形定位槽211，样板座的L形定位槽211内可更换地安装有定位样板22，定位样板22上设有与叶片内弧型面相匹配的型线定位面221，见图5，样板座21的纵向两侧面上分别固装有样板定位块23和支撑顶块24，样板定位块23和支撑顶块24的顶面高于所述L形定位槽211的槽底面2111，定位样板22的纵向两侧端分别由样板定位块23和支撑顶块24纵向定位顶紧；定位样板22朝向支撑顶块24的一侧底面开设有止动槽222，顶紧螺钉纵向贯穿支撑顶块24后伸入止动槽222内与定位样板22纵向顶紧；样板座21的底面与底板10通过定位销连接，并且样板座21底面与底板10通过紧定螺钉紧固，底板10上分别用于与样板座21连接定位的定位销孔11、紧定螺钉孔12沿底板10横向设置有两组。

叶根齿形定位压紧组件30包括齿形定位部分31和支撑压紧部分32，齿形定位部分31包括进汽侧齿形定位部311和出汽侧齿形定位部312，进汽侧齿形定位部311、出汽侧齿形定位部312分设于底板10横向一侧端的纵向两侧，支撑压紧部分32包括进汽侧支撑压紧部321和出汽侧支撑压紧部322，进汽侧支撑压紧部321、出汽侧支撑压紧部322分别对应设置于进汽侧齿形定位部311和出汽侧齿形定位部312的横向内侧。

进汽侧齿形定位部311、出汽侧齿形定位部312均包括齿形定位块310，齿形定位块310上均设有定位齿形面3101，齿形定位块310固装于底板10上，进汽侧齿形定位部311、出汽侧齿形定位部312的齿形定位块310的纵向外侧端面分别安装有叶根进汽侧定位块3111、叶根出汽侧压紧块3121；齿形定位块310的纵向外侧面上设有定位槽3102，叶根进汽侧定位块3111、叶根出汽侧压紧块3121上分别设有定位凸台31111、31211，叶根进汽侧定位块3111、叶根出汽侧压紧块3121上的定位凸台31111、31211分别装配于对应的齿形定位块310的定位槽3102内；进汽侧齿形定位部311、出汽侧齿形定位部312的齿形定位块310均通过定位键与底板上的键槽13装配连接。

进汽侧支撑压紧部321和出汽侧支撑压紧部322均包括压板座3201和齿形压紧块3202，压板座3201可转动调节地安装于座板10上，压板座3201顶面通过双头螺柱3203及螺母3206、调节支撑3204安装有压板3205，齿形压紧块3202设有压紧齿形面32021，压紧齿形面32021与叶根齿形面接触，压板3205的底部压紧面32051与齿形压紧块3202顶面接触压紧；压板3205底面的一侧端开设有支撑槽32052，调节支撑3204的底端固接于压板座3201上、另一端伸入支撑槽32052内对压板3205进行支撑限位；压板3205中心位置开设有腰型槽32053，双头螺柱3203顶部穿过腰型槽32053与螺母3206锁紧，从而压板3205能够在腰型槽32053的范围内调节移动，以适应对不同尺寸叶片叶根的压紧；底板10上设有两个纵向对称设有圆弧腰形孔14，压板座3201底面一端与10底板之间通过定位螺钉连接定位、另一端由内六角圆柱头螺钉穿过圆弧腰形孔14后与底板10可调节连接。

本发明夹具装置装夹汽轮机叶片时，将叶片叶根的内弧齿形与齿形定位块310的齿形定位面3101贴合，将两个齿形压紧块3202放置于叶片叶根的背弧齿形面上使得叶片叶根的背弧齿形面与齿形压紧块的压紧齿形面32021贴合，再将叶片内弧型面与型线定位面221贴合，将螺母3206与双头螺柱3203拧紧使得压板3205的底部压紧面32051与齿形压紧块3202的顶面接触从而将齿形压紧块3202与叶片叶根的背弧齿形面压紧。