一种叶盘类薄壁件加工装置及方法与流程

本发明涉及叶盘类薄壁件加工领域，尤其涉及一种叶盘类薄壁件加工装置及方法。

背景技术：

叶盘类薄壁件由于自身结构特性，其刚性较弱，在对叶片进行精加工时，叶片会发生振动。尤其是叶尖部分，振刀现象十分严重，这对于加工精度的影响非常大。

技术实现要素：

本发明提供一种叶盘类薄壁件加工装置及方法，以解决上述问题。

一种叶盘类薄壁件加工装置，包括工作台，所述工作台上设有夹具体，所述夹具体上设有工件和回转体，所述回转体可相对所述夹具体转动，所述回转体上设有夹具，所述夹具用于夹持所述工件的叶片。

进一步地，所述回转体包括第一回转体和第二回转体，所述第一回转体设于所述工件的上方，所述第二回转体设于所述工件的下方；

所述夹具包括第一夹具和第二夹具，所述第一夹具设于所述第一回转体，用于夹持所述叶片的上边缘，所述第二夹具设于所述第二回转体，用于夹持所述叶片的下边缘。

进一步地，所述回转体上设有连接件，所述连接件包括本体、活塞缸和连杆，所述活塞缸设于所本体内，所述连杆与所述本体铰接，所述活塞缸的缸体具有缸体凹孔，所述连杆一端伸入所述缸体凹孔中，所述夹具具有夹具凹孔，所述连杆的另一端伸入所述夹具凹孔中，所述连接件设有导轨，所述夹具沿所述导轨运动。

进一步地，所述夹具体具有第一锁紧机构，所述第一锁紧机构包括第一锁紧缸和锁紧球，所述第一锁紧缸的活塞端设有第一驱动斜面，所述回转体具有第一锁紧斜面，所述锁紧球紧贴所述第一驱动斜面和第一锁紧斜面；

当所述第一锁紧缸的活塞端沿所述夹具体轴向运动时，所述第一驱动斜面驱动所述锁紧球沿所述夹具体径向运动，所述锁紧球通过所述第一锁紧斜面驱动所述回转体沿所述夹具体轴向运动，使所述回转体轴向压接于所述夹具体。

进一步地，所述夹具体具有第二锁紧机构，所述第二锁紧机构包括沿所述夹具体径向设置的第二锁紧缸，所述第二锁紧缸的活塞端设有第二驱动斜面，所述回转体设有与所述第二驱动斜面抵接的第二锁紧斜面；

当所述第二锁紧缸的活塞端径向运动，所述第二驱动斜面驱动所述第二锁紧斜面轴向运动，使所述回转体轴向压接于所述夹具体。

进一步地，还包括驱动件，所述回转体具有驱动孔，所述驱动件一端与主轴连接，另一端伸入所述驱动孔中。

一种叶盘类薄壁件加工方法，包括以下步骤：

s1、通过夹具体固定待加工的工件；

s2、通过夹具夹持工件的叶片；

s3、对工件的叶片进行加工。

进一步地，所述夹具包括第一夹具和第二夹具，所述第一夹具夹持叶片的上边缘，所述第二夹具夹持叶片的下边缘。

进一步地，将所述夹具沿导轨向所述工件运动，所述夹具包括浮动夹钳，使所述浮动夹钳运动至所述叶片两侧，夹持所述叶片。

进一步地，还包括

s4：夹具松开加工完的叶片，沿导轨向远离所述叶片的方向运动；

s5：转动工作台，使回转体上的驱动孔朝向主轴，通过主轴带动驱动件，使驱动件的端部伸入驱动孔中，通过主轴拨动所述回转体，使设于所述回转体上的夹具转动至待加工叶片位置；

s6：重复s2至s5，直至全部叶片加工完成。

本发明公开的一种叶盘类薄壁件加工装置及方法，通过夹具夹持叶片，支撑叶片中间区域，来提高叶片的刚性。再以高刚性为基础，对叶尖和叶片前段等部位进行加工，完成一个叶片的加工后，使夹具相对于叶片转过一定的角度，夹持下一个待加工叶片，继续进行加工，直至所有叶片加工完毕。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中公开的一种叶盘类薄壁件加工装置结构示意图；

图2为本发明实施例中公开的一种叶盘类薄壁件加工装置主视图；

图3为本发明实施例中公开的一种叶盘类薄壁件加工装置剖视图；

图4为图3中a部分的放大图；

图5为图3中b部分的放大图；

图6为图3中c部分的放大图；

图7为本发明实施例中公开的一种叶盘类薄壁件加工装置回转体转动示意图；

图8为本发明实施例中主轴、驱动件和回转体连接示意图。

图中：

1、工作台；

2、夹具体；21、第一锁紧机构；211、第一锁紧缸；212、锁紧球；213、第一驱动斜面；22、第二锁紧机构；221、第二锁紧缸；222、第二驱动斜面；

3、工件；31、叶片；

4、回转体；41、第一回转体；411、第一锁紧斜面；42、第二回转体；421、第二锁紧斜面；43、驱动孔；

5、夹具；51、第一夹具；52、第二夹具；

6、连接件；61、本体；62、活塞缸；63、连杆；64、导轨；

7、驱动件；

8、主轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种叶盘类薄壁件加工装置，包括工作台1，所述工作台1上设有夹具体2，所述夹具体2上设有工件3和回转体4，所述回转体4可相对所述夹具体2转动，所述回转体4上设有夹具5，所述夹具5用于夹持所述工件3的叶片31。

本实施例中夹具体采用静压膨胀夹具，对叶盘进行夹持。然后通过夹具夹持叶片，支撑叶片中间区域，来提高叶片的刚性。再以高刚性为基础，对叶尖和叶片前段等部位进行加工，完成一个叶片的加工后，使夹具相对于叶片转过一定的角度，夹持下一个待加工叶片，继续进行加工，直至所有叶片加工完毕。

本实施例中，夹具5采用气动夹钳，通过气动夹钳的开合，夹持叶片，对叶片进行支撑。加工设备采用精密五轴联动加工中心，工作台1设于摇篮上，可以配合机床运动五轴加工。

如图2所示，所述回转体4包括第一回转体41和第二回转体42，所述第一回转体41设于所述工件3的上方，所述第二回转体42设于所述工件3的下方；

所述夹具5包括第一夹具51和第二夹具52，所述第一夹具51设于所述第一回转体41，用于夹持所述叶片31的上边缘，所述第二夹具52设于所述第二回转体42，用于夹持所述叶片31的下边缘。

为了使叶片的刚性更好，并且在加工中具有较好的平衡稳定性，本实施例中采用两个回转体和两个夹具，在叶片的上下边缘分别进行夹持。

如图3、图4所示，所述回转体4上设有连接件6，所述连接件6包括本体61、活塞缸62和连杆63，所述活塞缸62设于所本体61内，所述连杆63与所述本体61铰接，所述活塞缸62的缸体具有缸体凹孔，所述连杆63一端伸入所述缸体凹孔中，所述夹具5具有夹具凹孔，所述连杆63的另一端伸入所述夹具凹孔中，所述连接件6设有导轨64，所述夹具5沿所述导轨64运动。

夹具在夹持之前，需要先使夹具的两个夹爪处于待夹持叶片的两侧，本实施例采用活塞缸62驱动，通过油压或气压驱动活塞缸，连杆的两端分别伸入缸体凹孔和夹具凹孔中，一端受缸体带动，另一端带动夹具。活塞缸通过连杆带动夹具沿导轨运动，使夹具靠近或远离叶片方向。

回转体可转动的安装在夹具体上，在加工时对回转体进行锁紧。

如图3和图5所示，所述夹具体2具有第一锁紧机构21，所述第一锁紧机构21包括第一锁紧缸211和锁紧球212，所述第一锁紧缸211的活塞端设有第一驱动斜面213，所述回转体4具有第一锁紧斜面411，所述锁紧球212紧贴所述第一驱动斜面213和第一锁紧斜面411；

当所述第一锁紧缸211的活塞端沿所述夹具体2轴向运动时，所述第一驱动斜面213驱动所述锁紧球212沿所述夹具体2径向运动，所述锁紧球212通过所述第一锁紧斜面411驱动所述回转体4沿所述夹具体2轴向运动，使所述回转体4轴向压接于所述夹具体2。

本实施例中，第一回转体41通过第一锁紧机构21进行锁紧。第一回转体41下端伸入夹具体中，第一回转体41下端具有筒状空腔，第一锁紧缸211为气缸或油缸，活塞杆端部伸入所述筒状空腔中，筒状空腔中有环形槽，环形槽具有所述第一锁紧斜面411，第一锁紧斜面411背向叶片方向设置，活塞在运动时，活塞端设置的第一驱动斜面213径向向外驱动锁紧球212，锁紧球212向外运动时，挤压第一锁紧斜面411，第一锁紧斜面411受到挤压，使第一回转体41向下运动，第一回转体41朝下的端面会紧紧压在夹具体2上，完成第一回转体的锁定。

如图3和图6所示，所述夹具体2具有第二锁紧机构22，所述第二锁紧机构22包括沿所述夹具体2径向设置的第二锁紧缸221，所述第二锁紧缸221的活塞端设有第二驱动斜面222，所述回转体4设有与所述第二驱动斜面222抵接的第二锁紧斜面421；

当所述第二锁紧缸221的活塞端径向运动，所述第二驱动斜面222驱动所述第二锁紧斜面421轴向运动，使所述回转体4轴向压接于所述夹具体2。

本实施例中，第二回转体42通过第二锁紧机构进行锁紧，第二锁紧缸221为气缸或油缸，活塞杆可以径向伸出，活塞杆端部具有朝向叶片方向的第二驱动斜面222，第二回转体42上设有背向叶片方向的第二锁紧斜面421，活塞杆径向伸出时，第二驱动斜面222向下挤压第二锁紧斜面421，使第二回转体42向下运动，压紧在回转体上。

如图7、图8所示，本实施例还包括驱动件7，所述回转体4具有驱动孔43，所述驱动件7一端与主轴8连接，另一端伸入所述驱动孔43中。

主轴具有很高的运动精度，在驱动件7的一端设置刀柄结构，驱动件7通过刀柄结构与主轴连接，并方便在刀具和驱动件7之间更换。驱动件7另一端设置拨杆，拨杆与驱动孔43相配合，主轴将拨杆伸入驱动孔43中，然后拨动回转体，使回转体转动，夹具对准待加工叶片。

通过本发明公开的一种叶盘类薄壁件加工装置，可通过以下方法进行加工，具体步骤如下：

s1、通过夹具体固定待加工的工件；

s2、通过夹具夹持工件的叶片，第一夹具夹持叶片的上边缘，第二夹具夹持叶片的下边缘；

s3、对工件的一个叶片进行加工；

s4：夹具松开加工完的叶片，沿导轨向远离所述叶片的方向运动；

s5：转动工作台，使回转体上的驱动孔朝向主轴，通过主轴带动驱动件，使驱动件的端部伸入驱动孔中，第一锁紧机构和第二锁紧机构放松，使回转体处于可转动状态，通过主轴拨动所述回转体，使设于所述回转体上的夹具转动至待加工叶片位置，回转体运动到位后，第一锁紧机构和第二锁紧机构锁紧，使回转体位置固定；

s6：重复s2至s5，直至全部叶片加工完成。

在安装叶盘时，先将第一回转机构取下，在安装叶盘后，再安装第一回转机构，本实施例采用静压膨胀夹具，通过液压系统供压，膨胀定位并夹紧叶盘内孔。然后调整回转机构的角度和位置，确保其角度正对叶盘1号叶片，采用液压驱动浮动夹钳对叶片进行夹持，浮动夹钳不会对叶片产生侧向力，夹持叶片后，对叶片进行加工。

夹具夹持叶片时，活塞缸动作，通过连杆驱动夹具，使所述夹具沿导轨向所述工件运动，所述夹具包括浮动夹钳，使所述浮动夹钳运动至所述叶片两侧，夹持所述叶片。

全部叶片加工完毕后，通过机床内置无线测头等组件，在机为工件进行检测。工件检测合格后，取下第一回转体，并取下工件。

加工完一个叶片后，转动方式不局限于本实施例中的方式，可以通过另外设置机构，对回转体进行转动，也可以在主轴将驱动件伸入驱动孔中后，通过转台内部的力矩电机，转动夹具体，使回转体和夹具体之间转动一定角度，转动的角度为两个叶片间的角度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。