一种用于航空发动机封严篦齿盘加工的夹具的制作方法

文档序号:15223527发布日期:2018-08-21 17:48阅读:362来源:国知局

本实用新型涉及航空发动机封严篦齿盘加工工装领域,具体为一种用于航空发动机封严篦齿盘加工的夹具。



背景技术:

图1为某型发动机的封严篦齿盘沿半径方向的剖视图,其包括由内向外依次设置的轮毂41、下辐板42、上辐板43和篦齿44,下幅板42的上部为主安装基准面45,该篦齿盘的外径达540mm,辐板最薄处仅2.7mm,篦齿盘的材料是粉末高温合金,加工中篦齿盘变形非常严重。为实现篦齿盘正常加工的目的,常规是在篦齿盘最大外圆处设计不同结构方式的工艺边,即施工凸台,然后先利用夹具对篦齿盘毛坯进行轴向支承压紧,完成篦齿盘两个端面的所有特征的加工,最后利用夹具对篦齿盘主安装基准面进行支承压紧,切除工艺边并加工篦齿。由于篦齿盘的工艺边去除余量较大,篦齿盘的支承压紧面(主安装基准面)距工艺边的距离较远,因而加工篦齿时篦齿盘切削变形非常大,同时,由于篦齿盘的结构复杂,导致切削力分布不均匀,加工两个端面的所有特征的过程中也很难控制篦齿盘变形,最终导致篦齿盘的尺寸无法保证。



技术实现要素:

针对上述问题,本实用新型提供了一种用于航空发动机封严篦齿盘加工的夹具,其能解决采用现有加工方法加工篦齿盘时很难控制篦齿盘变形,导致篦齿盘的尺寸无法保证的问题,从而可以保证篦齿盘的加工质量。

其技术方案是这样的:一种用于航空发动机封严篦齿盘加工的夹具,其特征在于:其包括第一工艺边夹具,用于下辐板和轮毂加工时轴向支撑航空发动机封严篦齿盘并压紧其第一工艺边;

第二工艺边夹具,用于篦齿加工时支撑压紧所述航空发动机封严篦齿盘的第二工艺边;

和主安装面夹具,用于上辐板加工时支撑压紧所述航空发动机封严篦齿盘的主安装基准面。

其进一步特征在于:

所述第一工艺边夹具包括第一夹具底板和勾形压板,所述第一夹具底板为圆盘状结构,所述第一夹具底板的外缘沿其周向设有凸台,所述凸台上沿其周向开设有若干个安装孔,所述凸台的顶面内侧沿其周向设有环形定位台阶,所述勾形压板一一对应安装在所述安装孔内并将所述航空发动机封严篦齿盘的所述第一工艺边压紧于所述环形定位台阶上。

所述第一工艺边夹具还包括辅助支撑圈和挡板,所述挡板为环形板并同轴插装在所述第一夹具底板上,所述辅助支撑圈设置在所述挡板外侧并与所述第一夹具底板同轴固接,所述辅助支撑圈与所述挡板围合形成用于浇注低熔点合金的环形凹槽,所述环形凹槽与所述航空发动机封严篦齿盘的轮毂部位正对。

所述第二工艺边夹具包括第二夹具底板、第一支撑、第一压板和第一双头螺杆,所述第二夹具底板为圆盘状结构,所述第二夹具底板上开设有与其同轴的第一螺纹孔,所述第一双头螺杆的一端旋拧在所述第一螺纹孔内;所述第一支撑为圆环状结构并同轴固接在所述第二夹具底板上,所述第一支撑的顶面和外侧面分别为第一定位面和第二定位面;所述第一压板为钟罩式结构并与所述第二夹具底板同轴设置,所述第一压板穿过所述第一双头螺杆的另一端并通过第一螺母锁紧,所述第一压板将所述航空发动机封严篦齿盘的所述第二工艺边压紧于所述第一定位面。

所述主安装面夹具包括第三夹具底板、第二支撑、第二压板和第二双头螺杆,所述第三夹具底板为圆盘状结构,所述第三夹具底板上开设有与其同轴的第二螺纹孔,所述第二双头螺杆的一端旋拧在所述第二螺纹孔内;所述第二支撑为圆环状结构并同轴固接在所述第三夹具底板上,所述第二支撑的顶面和外侧面分别为第三定位面和第四定位面;所述第二压板为钟罩式结构并与所述第三夹具底板同轴设置,所述第二压板穿过所述第二双头螺杆的另一端并通过第二螺母锁紧,所述第二压板将所述航空发动机封严篦齿盘的所述主安装基准面压紧于所述第三定位面。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型的夹具包括三套夹具,分别是第一工艺边夹具、第二工艺边夹具和主安装面夹具,分别用于航空发动机封严篦齿盘不同部位加工时的装夹,具体来说,先利用第一工艺边夹具装夹第一工艺边,只加工下辐板和轮毂,第二工艺边先不加工,此时第二工艺边起到增强篦齿盘刚性的作用;然后利用第二工艺边夹具装夹第二工艺边,加工篦齿,由于此时第二工艺边距离加工部位最近,因此篦齿盘的钢性最好;最后利用主安装面夹具装夹主安装基准面,加工上辐板,由于此时主安装基准面距离加工部位最近,因此篦齿盘的钢性最好;从而达到在篦齿盘最大钢性下加工,有效控制了篦齿盘的切削变形,保证了篦齿盘最终的尺寸稳定性和一致性。

附图说明

图1为现有发动机的封严篦齿盘沿半径方向的剖视图;

图2为本实用新型的第一工艺边夹具沿半径方向的剖视图;

图3为图2的左视图;

图4为本实用新型的第二工艺边夹具沿半径方向的剖视图;

图5为第二夹具底板的俯视图;

图6为第一支撑的俯视图;

图7为第一压板的俯视图;

图8为本实用新型的主安装面夹具沿半径方向的剖视图;

图9为第三夹具底板的俯视图;

图10为第二支撑的俯视图;

图11为第二压板的俯视图。

附图标记:10-第一工艺边夹具;11-第一夹具底板;111-凸台;112-安装孔;113-环形定位台阶;12-勾形压板;13-辅助支撑圈;14-挡板;15-环形凹槽;20-第二工艺边夹具;21-第二夹具底板;211-第一螺纹孔;22-第一支撑;221-第一定位面;222-第二定位面;23-第一压板;24-第一双头螺杆;25-第一螺母;30-主安装面夹具;31-第三夹具底板;311-第二螺纹孔;32-第二支撑;321-第三定位面;322-第四定位面;33-第二压板;34-第二双头螺杆;35-第二螺母;40-航空发动机封严篦齿盘;41-轮毂;42-下辐板;43-上辐板;44-篦齿;45-主安装基准面;46-第一工艺边;47-第二工艺边。

具体实施方式

见图2-图11,本实用新型的一种用于航空发动机封严篦齿盘加工的夹具,其包括第一工艺边夹具10,用于下辐板42和轮毂41加工时轴向支撑航空发动机封严篦齿盘40并压紧其第一工艺边46;第二工艺边夹具20,用于篦齿44加工时支撑压紧航空发动机封严篦齿盘40的第二工艺边47;和主安装面夹具30,用于上辐板43加工时支撑压紧航空发动机封严篦齿盘40的主安装基准面45。其中,第一工艺边对应航空发动机封严篦齿盘的篦齿部位,第二工艺边对应航空发动机封严篦齿盘的上辐板部位,第一工艺边和第二工艺边均涉及为矩形结构,如图2所示。

见图2和图3,第一工艺边夹具10包括第一夹具底板11和勾形压板12,第一夹具底板11为圆盘状结构,第一夹具底板11的外缘沿其周向设有凸台111,凸台111上沿其周向开设有若干个安装孔112,凸台111的顶面内侧沿其周向设有环形定位台阶113,勾形压板12一一对应安装在安装孔112内并将航空发动机封严篦齿盘40的第一工艺边46压紧于环形定位台阶113上。

见图2和图3,第一工艺边夹具10还包括辅助支撑圈13和挡板14,挡板14为环形板并同轴插装在第一夹具底板11上,辅助支撑圈13设置在挡板14外侧并与第一夹具底板11同轴固接,辅助支撑圈13与挡板14围合形成用于浇注低熔点合金的环形凹槽15,环形凹槽15与航空发动机封严篦齿盘40的轮毂41正对。通过浇注低熔点合金,可以更好的支撑航空发动机封严篦齿盘,减小其加工变形。

见图4-图7,第二工艺边夹具20包括第二夹具底板21、第一支撑22、第一压板23和第一双头螺杆24,第二夹具底板21为圆盘状结构,第二夹具底板21上开设有与其同轴的第一螺纹孔211,第一双头螺杆24的一端旋拧在第一螺纹孔211内;第一支撑22为圆环状结构并同轴固接在第二夹具底板21上,第一支撑22的顶面和外侧面分别为第一定位面221和第二定位面222;第一压板23为钟罩式结构并与第二夹具底板21同轴设置,第一压板23穿过第一双头螺杆24的另一端并通过第一螺母25锁紧,第一压板23将航空发动机封严篦齿盘40的第二工艺边47压紧于第一定位面221,第一工艺边46的底面与第二定位面222贴合。

见图8-图11,主安装面夹具30包括第三夹具底板31、第二支撑32、第二压板33和第二双头螺杆34,第三夹具底板31为圆盘状结构,第三夹具底板31上开设有与其同轴的第二螺纹孔311,第二双头螺杆34的一端旋拧在第二螺纹孔311内;第二支撑32为圆环状结构并同轴固接在第三夹具底板31上,第二支撑32的顶面和外侧面分别为第三定位面321和第四定位面322;第二压板33为钟罩式结构并与第三夹具底板31同轴设置,第二压板33穿过第二双头螺杆34的另一端并通过第二螺母35锁紧,第二压板33将航空发动机封严篦齿盘40的主安装基准面45压紧于第三定位面321,第二工艺边47的底面与第四定位面322贴合。

下面简述采用本实用新型夹具加工篦齿盘的方法:

包括以下步骤:

步骤1,将篦齿盘毛坯的对应篦齿的部位设计为第一工艺边,对应上辐板的部位设计为第二工艺边,如图2所示;

步骤2,如图2所示,用第一工艺边夹具的钩形压板将第一工艺边压紧定位于环形定位台阶上,在辅助支撑圈和挡板围成的环形凹槽内浇注低熔点合金以支撑篦齿盘毛坯的轮毂部位,然后加工下辐板的正面和轮毂的正面,再将篦齿盘毛坯翻转180°,按上述方法加工下辐板的反面和轮毂的反面;

步骤3,如图4所示,用第二工艺边夹具的第一压板将第二工艺边压紧定位于第一支承上,加工篦齿的正面,再将篦齿盘毛坯翻转180°,按上述方法加工篦齿的反面;

步骤4,如图8所示,用主安装面夹具的第二压板将主安装基准面压紧定位于第二支承上,加工上辐板的正面,再将篦齿盘毛坯翻转180°,按上述方法加工上辐板的反面,完成篦齿盘的加工。

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