一种用于分片弹簧的加工方法及夹具与流程

本发明属于机械加工技术领域，特别是一种分片弹簧的加工方法及所使用的夹具。

背景技术：

如图1和图2所示，在航空发动机上使用的一种分片弹簧，其结构呈带法兰边的圆锥状，在锥状结构小端采用分片结构，平均分为32片。由于零件尺寸小，且属于薄壁钣金零件，在加工32处槽隙进行分片时成为了此类零件的一个加工难点；零件总高度为4.6mm，分片槽隙深度为3.5mm，因此在加工时能供我们装夹的量只有1.1mm，而如何装夹零件并完成零件的加工成型为该零件的另一加工难点。目前，该零件采用的是激光切割加工，但由于加工方法和装夹所限，零件加工合格率低，且加工周期长，加工成本高。

技术实现要素：

由于分片弹簧的结构及尺寸所限，分片弹簧加工困难且合格率低，本发明旨在提供一种薄壁钣金分片弹簧的装夹夹具及加工方法，通过本加工方法及装夹，解决类似零件的加工困难等难题,提高零件加工合格率，降低加工成本。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于分片弹簧的加工夹具，包括，

基座，所述基座与线切割机床固定架可拆卸连接，基座上有一通孔，基座表面还开有一对定位销孔；

旋转轴，所述旋转轴包括一个用于支撑分片弹簧法兰边底端的支承端面，以及与基座上通孔配合的轴段，支承端面上开设有多个沿同一圆周间隔分布的定位孔，定位孔的数量与分片弹簧槽隙数量一致；

压板，所述压板为一个内环内径小于分片弹簧法兰边外径的环形件，环形件上开设有多个沿同一圆周间隔分布的销孔，销孔的数量与分片弹簧槽隙数量一致，且多个销孔所在圆周与定位孔所在圆周直径相等；

定位销，所述定位销同时与定位销孔、定位孔以及销孔配合。

进一步，所述旋转轴的轴段与支承端面之间还包括一段与轴段同轴的定位轴段，定位轴段的外径大于轴段的外径，轴段的末端表面为加工有外螺纹，且轴段通过外螺纹与第二螺母连接。

进一步，所述压板的表面连接有螺杆，所述旋转轴的支承端面上开设有用于与螺杆配合的孔，螺杆穿过孔后与第一螺母连接。

进一步，所述螺杆至少有两根，且等间隔分布在与压板同轴的圆周上。

进一步，所述基座上一对定位销孔的连线位于通孔的径向线上。

进一步，所述定位销为两根。

进一步，所述旋转轴的支承端面上开有定位凹槽，定位凹槽的外径等于分片弹簧法兰边的外径。

一种分片弹簧的加工方法，包括分片弹簧的槽隙加工，采用线切割方式，切割丝位于分片弹簧轴向和径向确定的平面内，且一次性切割位于分片弹簧同一径向线上的两个槽隙。

一种采用上述用于分片弹簧的加工夹具的加工方法，包括以下步骤：

步骤一，将基座固定在线切割机床固定架上，调整基座方向使其竖直向下；

步骤二，将分片弹簧放置于旋转轴的支承端面上,通过支承端面上的定位凹槽进行定位；

步骤三，用压板压住分片弹簧，通过定位销进行定位，再将压板与旋转轴的支承端面紧固连接；

步骤四，线切割分片弹簧的槽隙，一次加工两条位于分片弹簧径向上的槽隙，加工完一处后通过顺时针或逆时针旋转压板一个销孔孔位进行定位，切割下一处槽隙，沿同一方向依次加工直至所有槽隙加工完成。

与现有加工方法及装置相比，本发明的优势体现在：

1.解决了类似分片弹簧零件加工困难、零件尺寸难以保证及加工周期长等加工难点。

2.效率高，劳动强度低，零件加工质量稳定、同时提高了零件加工合格率。

3.目前此加工方法及加工夹具已在现场使用，并且已达到了目的要求。

附图说明

图1是分片弹簧的零件示意图；

图2是图1的左视图；

图3是夹具装配图；

图4是夹具装配分片弹簧后的轴向截面图；

图5是夹具装配爆炸图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述。

本实施例中，按照下述思路进行分片弹簧7的加工：

1)加工方法：将现有的激光加工改为线切割加工槽隙，一次加工2处槽隙，保证零件槽隙的加工质量及缩短加工周期。

2)设计夹具：根据分片弹簧7的尺寸及外形结构，对零件的定位，装夹进行设计专用切割夹具。

3)通过专用夹具进行切割零件槽隙分片；通过夹具定位孔进行分度，保证零件分片的均布及尺寸。

如图3～5所示，一种用于分片弹簧的加工夹具，包括压板1，一对定位销2，旋转轴3和基座5，基座5与线切割机床固定架可拆卸连接，基座5上有一通孔，基座5表面还开有一对定位销孔，一对定位销孔的连线位于通孔的径向线上。旋转轴3包括一个用于支撑分片弹簧7法兰边底端的支承端面(即图4中的圆盘结构的左端面)，以及与基座5上通孔配合的轴段，支承端面上开设有32个沿同一圆周间隔分布的定位孔，定位孔的数量与分片弹簧7槽隙数量一致，旋转轴3的支承端面上开有定位凹槽，定位凹槽的外径等于分片弹簧7法兰边的外径，旋转轴3的轴段与支承端面之间还包括一段与轴段同轴的定位轴段，定位轴段的外径大于轴段的外径，轴段的末端表面为加工有外螺纹，且轴段通过外螺纹与第二螺母6连接。压板1为一个内环内径小于分片弹簧7法兰边外径的环形件，环形件上开设有多个沿同一圆周间隔分布的销孔，销孔的数量与分片弹簧7槽隙数量一致，均为32个，且32个销孔所在圆周与定位孔所在圆周直径相等，压板1的表面还连接有螺杆(如图4所示压板1的右端表面)，旋转轴3的支承端面上开设有用于与螺杆配合的孔，螺杆穿过孔后与第一螺母4连接。螺杆有四根，且等间隔分布在与压板1同轴的圆周上。一对定位销2同时与定位销孔、定位孔以及销孔配合。

使用上述夹具进行分片弹簧7加工时按照下述步骤实施：

(1)根据分片弹簧7的结构及尺寸(如图1、图2)设计、加工定位夹具，如图3～5所示；

(2)将夹具基座5固定在线切割机床固定架上，调整基座5方向使其竖直向下，将旋转轴3的轴段插入基座5的通孔内，通过第二螺母6固定；

(3)将分片弹簧7放置于旋转轴3的支承端面上,通过支承端面上的定位凹槽进行定位；

(4)用压板1压住分片弹簧7，确保压板1上的销孔与旋转轴3上的定位孔一一对应，通过定位销2同时插入销孔、定位孔和基座5上的定位销孔，进行精准定位，然后拧紧第一螺母4锁紧压板1、分片弹簧7和旋转轴3的支承端面；

(5)线切割分片弹簧7的槽隙，加工完一处(一次加工2条槽隙)后通过顺时针或者逆时针旋转压板1及旋转轴3一个销孔孔位进行定位切割下一处槽隙，依次加工16次完成32处槽隙加工，同时保证零件的尺寸的一致性。

(6)拧开第二螺母6，取下加工完成的分片弹簧7。

技术特征：

1.一种用于分片弹簧的加工夹具，其特征在于：包括，

基座(5)，所述基座(5)与线切割机床固定架可拆卸连接，基座(5)上有一通孔，基座(5)表面还开有一对定位销孔；

旋转轴(3)，所述旋转轴(3)包括一个用于支撑分片弹簧法兰边底端的支承端面，以及与基座(5)上通孔配合的轴段，支承端面上开设有多个沿同一圆周间隔分布的定位孔，定位孔的数量与分片弹簧槽隙数量一致；

压板(1)，所述压板(1)为一个内环内径小于分片弹簧法兰边外径的环形件，环形件上开设有多个沿同一圆周间隔分布的销孔，销孔的数量与分片弹簧槽隙数量一致，且多个销孔所在圆周与定位孔所在圆周直径相等；

定位销(2)，所述定位销(2)同时与定位销孔、定位孔以及销孔配合。

2.根据权利要求1所述的一种用于分片弹簧的加工夹具，其特征在于：所述旋转轴(3)的轴段与支承端面之间还包括一段与轴段同轴的定位轴段，定位轴段的外径大于轴段的外径，轴段的末端表面为加工有外螺纹，且轴段通过外螺纹与第二螺母(6)连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于分片弹簧的加工夹具，其特征在于：所述压板(1)的表面连接有螺杆，所述旋转轴(3)的支承端面上开设有用于与螺杆配合的孔，螺杆穿过孔后与第一螺母(4)连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于分片弹簧的加工夹具，其特征在于：所述螺杆至少有两根，且等间隔分布在与压板(1)同轴的圆周上。

5.根据权利要求1所述的一种用于分片弹簧的加工夹具，其特征在于：所述基座(5)上一对定位销孔的连线位于通孔的径向线上。

6.根据权利要求1所述的一种用于分片弹簧的加工夹具，其特征在于：所述定位销(2)为两根。

7.根据权利要求1所述的一种用于分片弹簧的加工夹具，其特征在于：所述旋转轴(3)的支承端面上开有定位凹槽，定位凹槽的外径等于分片弹簧法兰边的外径。

8.一种分片弹簧的加工方法，包括分片弹簧的槽隙加工，其特征在于：采用线切割方式，切割丝位于分片弹簧轴向和径向确定的平面内，且一次性切割位于分片弹簧同一径向线上的两个槽隙。

9.一种采用权利要求1所述的用于分片弹簧的加工夹具的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将基座(5)固定在线切割机床固定架上，调整基座(5)方向使其竖直向下；

步骤二，将分片弹簧放置于旋转轴(3)的支承端面上,通过支承端面上的定位凹槽进行定位；

步骤三，用压板(1)压住分片弹簧，通过定位销(2)进行定位，再将压板(1)与旋转轴(3)的支承端面紧固连接；

步骤四，线切割分片弹簧的槽隙，一次加工两条位于分片弹簧径向上的槽隙，加工完一处后通过顺时针或逆时针旋转压板(1)一个销孔孔位进行定位，切割下一处槽隙，沿同一方向依次加工直至所有槽隙加工完成。

技术总结
本发明公开了一种用于分片弹簧的加工方法及夹具，用于分片弹簧的加工夹具，包括压板，一对定位销，旋转轴和基座，分片弹簧装夹在压板和旋转轴的支承面之间。加工槽隙时，定位销同时插入压板销孔、旋转轴定位孔和基座上定位销孔进行精准定位，然后锁紧压板、分片弹簧和旋转轴的支承端面，线切割分片弹簧的槽隙，加工完一处(一次加工2条槽隙)后通过顺时针或者逆时针旋转压板及旋转轴一个销孔孔位进行定位切割下一处槽隙，依次加工所有槽隙。本发明提高了零件加工合格率，降低了加工成本。

技术研发人员：黄远东;曹俊;柳钰锴;李明;华啟源;王春;王斌;员婷婷
受保护的技术使用者：中国航发贵州黎阳航空动力有限公司
技术研发日：2020.09.14
技术公布日：2020.12.18