本发明涉及的是一种飞机制造领域的技术，具体是一种用于叶片类零件榫头切削、磨削加工的柔性装夹装置。
背景技术：
叶片类零件是航空发动机、汽轮机等动力、能源装备中的关键核心部件，制造精度要求非常高。其结构通常分为叶身和榫头两个部分，在机加工过程中，通常是首先采用型面定位加工榫头，之后以榫头定位精加工叶身型面。由于航空发动机叶片、汽轮机叶片等种类繁多，叶身型面为复杂曲面且不同型号叶片之间的叶身形态差异很大，造成叶片在机加工榫头时装卡困难，通用性夹具严重缺乏。当前产业在加工叶片类零件的榫头时，通常是首先将叶片的叶身部分放置于方箱中定位后，再用低熔点合金浇注于方箱中，使叶身型面充分包裹，待合金凝固后即可实现叶片的夹紧。这种装夹方式要求每个叶片在机加工榫头前都要浇注方箱，致使在叶片的批量生产中方箱和低熔点合金的使用量很大，夹具成本高昂；浇注方箱的叶片难以规整存放，排放于底面导致占用车间大量面积；叶片在叶片榫头加工前后分别增加浇方箱和脱方箱工序，增加了叶片的制造成本。产业迫切需要设计开发一种可对不同形态叶片进行柔性、精密、高效、可靠装夹的夹具，以有效解决复杂曲面叶片的装夹难题。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种叶片叶根加工用柔性装置，能够对不同形态叶片进行柔性、精密、高效、可靠装夹，以解决现有夹具装夹叶片时缺乏灵活性、夹具使用量大、占地面积大、成本高昂、附加工序多的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：基座、设置于基座上的用于对叶片进行定位的定位机构以及分别设置于定位机构两侧的静止夹紧机构和活动夹紧机构，其中：定位机构与设置于静止夹紧机构上的定位销构成对毛坯叶片的六点定位，毛坯叶片的两侧型面分别与设置于静止夹紧机构和活动夹紧机构上的顶紧柱销阵列相接触。
所述的静止夹紧机构包括：带有通油嘴和液压缸盖的整体式液压缸体以及设置于整体式液压缸体上的定位销阵列，其中：通油嘴固定设置于液压缸盖中部，液压缸盖与整体式液压缸体紧密贴合，整体式液压缸体的面设置有密集且规则排列的活塞装配孔阵列，每个孔内均设有用于驱动定位销的活塞杆并形成滑动配合。
所述的活动夹紧机构包括：滑动燕尾座、u型固定架、带有通油嘴和液压缸盖的整体式液压缸体以及设置于整体式液压缸体上的定位销阵列，其中：整体式液压缸体固定设置于滑动燕尾座上通油嘴固定设置于液压缸盖的中部，液压缸盖与整体式液压缸体紧密贴合，整体式液压缸体的面设置有密集且规则排列的活塞装配孔阵列，每个孔内均设有用于驱动定位销的活塞杆并形成滑动配合；滑动燕尾座通过燕尾槽结构滑动设置于基座上，u型固定架通过螺栓连接固定设置于基座上。
所述的顶紧柱销阵列包括：可拆卸地设置于静止夹紧机构和活动夹紧机构的活塞杆上的顶紧柱销，该顶紧柱销的长度是介于特定范围之内的系列标准值，其连接端可通过螺纹与活塞杆相连，其工作端呈顶尖形状，用于对叶片毛坯型面进行顶紧。
技术效果
与现有技术相比，本发明能够对不同形态叶片进行柔性、精密、高效、可靠装夹，解决了现有夹具装夹叶片时缺乏灵活性、夹具使用量大、占地面积大、成本高昂、附加工序多的技术问题。
附图说明
图1为本发明未配装顶紧柱销时的结构示意图；
图2为本发明配装顶紧柱销之后的结构示意图；
图3为本发明按照六点定位原理使叶片完全定位的结构示意图；
图4为本发明将叶片叶身预夹紧的结构示意图；
图5为本发明将叶片叶身牢固夹紧的结构示意图；
图6为本发明装夹叶片完成、待加工前的结构示意图；
图中：1基座、2滑动燕尾座、3通油嘴、4液压缸盖、5整体式液压缸体、6活塞杆、7整体式液压缸体、8液压缸盖、9通油嘴、10u型固定架、11顶紧螺栓、12第一型面定位销、13第二型面定位销、14第三型面定位销、15叶根搭子定位架、16叶冠搭子定位架、17毛坯叶片、18顶紧柱销、19叶高方向定位销。
具体实施方式
如图1～6所示，为本实施例涉及的一种叶片叶根加工用柔性夹具，其包含基座、定位机构、夹紧系统，其中：所述的定位机构包括：第一型面定位销12、第二型面定位销13、第三型面定位销14、叶根搭子定位架15、叶冠搭子定位架16以及叶高方向定位销19。所述的第一型面定位销12、第二型面定位销13、第三型面定位销14分别固定设置于整体式液压缸体5的侧面上，三者不共线，构成可作用于叶片型面的三个定位点。所述的叶根搭子定位架15通过螺栓固定于基座1的前侧，叶冠搭子定位架16通过螺栓固定于基座1的后侧，二者均为可拆卸结构，分别作用于叶根搭子和叶冠搭子，构成在竖直方向上的两个定位点。所述的叶高方向定位销19固定设置于叶根搭子定位架15的内侧，构成可作用于叶根的沿叶高方向上的一个定位点，且能够随叶根搭子定位架15一起拆卸。如上所述，该定位机构实现了针对叶片的六点完全定位。
所述的夹紧系统包括：静止夹紧机构和活动夹紧机构，其中：静止夹紧机构包括：通油嘴3、液压缸盖4、整体式液压缸体5、活塞杆6和顶紧柱销18；活动夹紧机构包括：滑动燕尾座2、u型固定架10、顶紧螺栓11、通油嘴9、液压缸盖8、整体式液压缸体7、活塞杆6和顶紧柱销18。所述的通油嘴3固定设置于液压缸盖4中部，液压缸盖4通过螺栓连接与整体式液压缸体5紧密贴合，整体式液压缸体5的面设置有密集且规则排列的活塞装配孔阵列，每个孔内均设有用于驱动定位销的活塞杆6，并形成滑动配合。类似地，所述的通油嘴9固定设置于液压缸盖8的中部，液压缸盖8通过螺栓连接与整体式液压缸体7紧密贴合，整体式液压缸体7的面设置有密集且规则排列的活塞装配孔阵列，每个孔内均设有用于驱动定位销的活塞杆6，并形成滑动配合。整体式液压缸体7固定设置于滑动燕尾座2上；所述的滑动燕尾座2通过燕尾槽结构配合设置于基座1的，并可沿基座1左右滑动；u型固定架10通过螺栓连接固定设置于基座1的，顶紧螺栓11通过螺纹配合穿过u型固定架10中部的内螺纹孔，通过旋动可使其末端与滑动燕尾座2的侧面接触进而施加顶紧力；所述的整体式液压缸体7面的活塞装配孔阵列与整体式液压缸体5面的活塞装配孔阵列一对一同轴。所述的顶紧柱销18的长度是介于特定范围之内的系列标准值，是可拆卸的组件，其连接端可通过螺纹连接固定装配于静止夹紧机构和活动夹紧机构的活塞杆6上，其工作端呈顶尖形状，利于对叶片毛坯型面进行顶紧。
本装置通过以下方式实现叶片叶根的加工：
步骤1)依据毛坯叶片定位后的内背弧型面位置选配顶紧柱销的长度，同时确定在夹紧机构上的安装位置，并牢固设置于左右两侧的夹紧机构上。
如图1所示，为夹具未配装顶紧柱销18时的状态。基于此，首先将叶根搭子定位架15、叶冠搭子定位架16和叶高方向定位销19设置于基座1上，之后，将毛坯叶片17放置于柔性夹具内，与6个定位点接触形成初步定位，同时旋紧顶紧螺栓11使活动夹紧机构移动其滑动行程的最右端位置。之后，将毛坯叶片17分别在垂直于整体式液压缸体5面方向和垂直于整体式液压缸体7面方向上进行投影，选择位于投影区域内的全部活塞杆6，并根据毛坯叶片17的型面位置选配适宜长度的顶紧柱销18，逐个设置于被选择的活塞杆6上，保证活塞杆6在初始位置时顶紧柱销18的尖端与毛坯叶片17的型面能间隔一段距离，而在静止夹紧机构和活动夹紧机构充入液压油过程中活塞杆6向外移动时能够接触并顶紧毛坯叶片17的型面。之后，松开顶紧螺栓11，向右移动活动顶紧机构，将毛坯叶片取出，并将叶根搭子定位架15、叶冠搭子定位架16和叶高方向定位销19拆下，如图2所示，根据毛坯叶片17的结构配装顶紧柱销18的工作完成。此后，可将其直接应用于同类型号叶片批量生产中的重复装夹，而无需对顶紧柱销18再作拆装或调整。
步骤2)放入叶片并定位。
如图3所示，保持顶紧螺栓11松开且将活动顶紧机构移动至最右端，将叶根搭子定位架15、叶冠搭子定位架16和叶高方向定位销19设置于基座1上，放入毛坯叶片17并可靠定位。
步骤3)预夹紧。
如图4所示，叶片可靠定位之后，旋紧顶紧螺栓11，使活动顶紧机构移动至最左端并被顶紧。之后，液压供油系统(图中未画出)通过通油嘴9向整体式液压缸体7内注入一定压力的液压油，使安装在整体式液压缸体7内的全部活塞杆6向外侧运动：对于未安装顶紧柱销18的活塞杆6，运动至外侧极限位置即停止；而对于安设有不同长度顶紧柱销18的活塞杆6，当顶紧柱销18的顶尖接触并对毛坯叶片17的型面施加一定顶紧力时而停止运动。此时，毛坯叶片17型面仅与3个定位点接触，而型面则与密集排布且具有一定顶紧力的顶紧柱销18接触，为保证3个定位点不因受较大的外力发生变形而破坏定位，整体式液压缸体7内的液压油压力宜取较小值，具体数值可由试验给定。之后，液压供油系统将油路封锁，使整体式液压缸体7内的液压油被密闭。至此，毛坯叶片17的预夹紧完成。
步骤4)夹紧。
如图5所示，叶片预夹紧之后，液压供油系统通过通油嘴3向整体式液压缸体5内注入液压油至指定压力，使安装在整体式液压缸体5内的全部活塞杆6向外侧运动：对于未安装顶紧柱销18的活塞杆6，运动至外侧极限位置即停止；而对于安设有不同长度顶紧柱销18的活塞杆6，当顶紧柱销18的顶尖接触并顶紧毛坯叶片17的型面时而停止运动。此时，毛坯叶片17型面和型面均被密集排布的顶紧柱销18所包裹。由于液压油路被封锁，的顶紧柱销18不会在顶紧柱销18的顶紧力作用下发生回缩，从而保证了毛坯叶片17的定位不受破坏；由于左右两侧的顶紧柱销18一对一同轴，顶紧柱销18的顶紧力不会带来扭矩使毛坯叶片17发生扭曲变形。之后，液压供油系统将油路封锁，使整体式液压缸体5内的液压油被密闭。至此，毛坯叶片17的夹紧完成。
步骤5)拆除叶根搭子定位架和叶冠搭子定位架，叶片装夹完成。
如图6所示，拆除设置于基座1上的叶根搭子定位架15、叶冠搭子定位架16和叶高方向定位销19，叶片装夹完成。待叶片加工完成后，只需将顶紧螺栓11松开，将叶片取出即可。打开液压油路和液压油路，手动推动左右两侧的顶紧柱销18回缩至初始位置，即可完成本发明柔性夹具的复位，以用于后续毛坯叶片的装夹。
与现有技术相比，本装置可大幅提高叶片类零件的装夹效率，降低夹具的使用成本。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。