本公开的实施例涉及涡轮叶片夹具领域,具体涉及应用于涡轮叶片的工装夹具。
背景技术:
1、在涡轮叶片制造、检修领域的叶片加工场景中,如多型号涡轮叶片批量生产或维修共用工装的场景下,涡轮叶片工装夹具已逐步成为提升叶片加工精度和速度的关键装备。然而,传统的涡轮叶片工装夹具设置的定位结构多为一体式固定设计,存在适配不同型号叶片时拆装繁琐、定位基准易偏移的问题,且多次更换适配部件会损伤夹具本体的定位精度基准面,在面对多型号涡轮叶片加工的需求下,无法满足不同外形轮廓叶片的快速装夹定位需求,不能便捷地切换定位规格以适配多样化加工任务。因此,需要一种可实现定位部件与工装夹具主体的快速拆装,安装后确保定位部件的位置精度与结构稳定性,并在反复拆装过程中不损伤夹具及叶片定位基准的涡轮叶片工装夹具。目前,传统涡轮叶片工装夹具依靠单一规格的定位模块配合螺栓锁紧结构。
2、然而,实践中发现,当使用传统的涡轮叶片的工装夹具时,经常会存在如下技术问题:
3、由于传统工装夹具的定位点位置固定不可优化,无法根据叶片曲面曲率调整定位点分布,造成定位点与叶片贴合不紧密,存在间隙,导致叶片装夹后定位基准不稳定,加工过程中易发生位移,进而出现加工尺寸误差问题;由于传统工装夹具的定位结构为一体式固定设计,造成无法适配不同外形轮廓的涡轮叶片,导致需为每种型号叶片单独设置工装夹具,切换加工型号时需整体更换夹具,切换加工型号的耗时较长;由于传统工装夹具的支撑装置仅能提供单一固定支撑,缺乏协同适配设计,无法根据定位部件的切换同步调整支撑姿态和力度,造成支撑力与定位基准错位,导致叶片装夹后受力失衡,加工时易发生侧倾,影响加工的精度。
4、该背景技术部分中所公开的以上信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解,并因此,其可包含并不形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思,这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
2、本公开的一些实施例提出了一种应用于涡轮叶片的工装夹具,来解决以上背景技术部分提到的技术问题中的一项或多项。
3、第一方面,本公开的一些实施例提供了一种应用于涡轮叶片的工装夹具,上述工装夹具包括支撑板、夹紧结构、支撑装置和定位替换块组;上述夹紧结构、上述支撑装置和上述定位替换块组均安装于上述支撑板;上述支撑装置包括驱动部件、推进装置和支撑执行部件;上述驱动部件驱动上述推进装置运动,以驱动上述支撑执行部件的升降,以对涡轮叶片进行支撑定位;上述定位替换块组包括支撑部和定位块组,上述定位块组包括至少一个定位块,上述定位块组内包括的每个定位块均设置有至少一个定位点;上述定位块均通过上述至少一个定位点与上述涡轮叶片贴合,以实现对上述涡轮叶片的定位固定;上述定位块组内的定位块可拆卸替换,以对不同的涡轮叶片的定位固定;上述夹紧结构包括至少一个夹紧块,上述至少一个夹紧块夹紧上述涡轮叶片,上述至少一个夹紧块夹紧上述涡轮叶片、上述定位替换块组固定上述涡轮叶片以完成夹紧定位。
4、可选地,上述支撑板的材质为高强度合金材质,上述支撑板上设有螺纹安装孔。
5、可选地,上述夹紧结构、上述支撑装置和上述定位替换块组均通过上述螺纹安装孔安装于上述支撑板。
6、可选地,上述驱动部件为气缸、液压缸或电动推杆,上述推进装置包括活塞杆和连接座。
7、可选地,上述活塞杆的一端与上述驱动部件的输出端固定连接,上述活塞杆的另一端通过上述连接座与上述支撑执行部件可拆卸连接。
8、可选地,上述工装夹具还包括基准块,上述基准块用于确定上述涡轮叶片的基准位置。
9、可选地,上述至少一个夹紧块中的每个夹紧块均设置有弧形贴合面,上述弧形贴合面与上述涡轮叶片的加工面适配。
10、可选地,上述支撑部为方形的固定块;上述支撑部的一侧通过螺栓与上述支撑板固定连接,上述支撑部的另一侧为平面结构;上述定位点为球面凸起结构,上述定位点与上述定位块是一体成型的,上述定位点的表面设置有耐磨层,上述耐磨层的厚度范围为0.5~2mm;上述支撑板固定设置于机床,上述夹紧结构用于夹紧上述涡轮叶片;上述支撑装置设置于上述涡轮叶片的下侧,上述定位块组中的定位块与上述支撑部之间通过快换式螺栓连接;上述支撑执行部件与上述定位替换块组、上述夹紧结构形成三维支撑定位结构;上述支撑执行部件与上述涡轮叶片相接的一侧设有柔性材质结合面,上述柔性材质结合面与上述涡轮叶片的非加工面贴合,以自适应上述涡轮叶片的表面轮廓。
11、可选地,上述工装夹具还包括基准定位销组件,上述基准定位销组件包括定位销和弹性复位件;上述定位销固定于上述支撑板,上述定位销用于与上述涡轮叶片的基准孔适配装配;上述定位销的外径与上述涡轮叶片的基准孔内径呈间隙配合,上述间隙配合的范围为0.01~0.03mm;上述弹性复位件为压缩弹簧,上述弹性复位件套设于上述定位销;上述弹性复位件的一侧与上述支撑板固定连接,上述弹性复位件的另一侧与上述定位销的限位组件抵接;上述限位组件为环形限位挡圈,上述定位销开设有环形卡簧槽,上述限位组件卡装于上述环形卡簧槽;上述定位销的一侧(未与上述支撑板连接的一侧)为锥形导向结构,上述锥形导向结构的锥度为1:10,上述锥形导向结构的长度范围为5~8mm,其中,上述定位销的一侧为未与上述支撑板连接的一侧;上述活塞杆的伸缩行程与上述锥形导向结构的长度相适配,上述活塞杆的伸缩行程范围为5~10mm,上述驱动部件与上述弹性复位件协同实现上述定位销的定位。
12、可选地,上述工装夹具还包括载荷缓冲支座;上述载荷缓冲支座设置于上述支撑执行部件与上述支撑板之间,上述载荷缓冲支座包括固定底座、缓冲柱和缓冲弹簧;上述固定底座与上述支撑板固定连接,上述固定底座的顶面开设阶梯式安装孔;上述阶梯式安装孔分为第一孔径段和第二孔径段,上述第一孔径段直径大于上述第二孔径段直径;上述缓冲弹簧嵌设于上述第二孔径段和上述第一孔径段内部,上述缓冲柱设置于上述第一孔径段内,上述缓冲柱与上述第一孔径段的侧壁之间呈间隙配合,间隙配合的范围为0.02~0.04mm;上述缓冲柱朝向上述缓冲弹簧的一侧与上述缓冲弹簧的一侧抵接,上述缓冲弹簧的另一侧与上述阶梯式安装孔的底部抵接;上述缓冲柱与上述缓冲弹簧抵接的一侧设置有环形限位凸台,上述环形限位凸台嵌设于上述第二孔径段;上述环形限位凸台与上述第二孔径段的内壁轴向滑动配合,滑动行程范围为2~5mm;上述缓冲柱远离上述缓冲弹簧的一端通过法兰结构与上述支撑执行部件可拆卸连接;上述固定底座的侧壁开设螺纹通孔,上述螺纹通孔内旋合有调节螺栓;上述调节螺栓的一端伸入上述第二孔径段,且与上述缓冲弹簧远离上述缓冲柱的一端抵接。
13、可选地,上述工装夹具还包括可调节侧定位支座;上述可调节侧定位支座设置于上述定位替换块组的一侧,上述可调节侧定位支座与上述定位替换块组协同定位;上述可调节侧定位支座包括支座本体、调节螺杆和定位压头;上述支座本体的底部通过安装孔与上述支撑板固定连接,上述支座本体的侧壁设置有加强筋,上述加强筋与上述支座本体一体成型;上述调节螺杆与上述支座本体的安装孔螺纹配合,上述调节螺杆的一侧通过上述支座本体并与上述定位压头连接,上述调节螺杆另一侧设有防滑手轮结构;上述定位压头为可拆卸结构,上述定位压头通过轴承与上述调节螺杆端部相接;上述定位压头的弧形工作面可拆卸安装有聚氨酯防护衬片;上述定位压头与上述调节螺杆之间设置有轴承,上述轴承的内圈与上述调节螺杆过盈配合,上述轴承的外圈与上述定位压头的轴承座间隙配合;上述调节螺杆设置有刻度标识,上述刻度标识的精度为0.1mm,上述调节螺杆的调节行程范围为0~50mm;上述支座本体靠近上述防滑手轮结构的一侧还设置有锁紧螺母,上述锁紧螺母与上述调节螺杆螺纹配合固定。
14、本公开的上述各个实施例中具有如下有益效果:通过本公开的一些实施例的一种应用于涡轮叶片的工装夹具,可以根据叶片曲面调整定位点的分布,提升叶片装夹后的稳定性,减少出现加工尺寸误差的问题,可以适配不同外形轮廓的叶片,减少加工时出现侧倾的情况,提升加工的精度以及可以缩短切换加工型号的耗时。具体来说造成现有的工装夹具存在诸多技术问题的原因在于:由于传统工装夹具的定位点位置固定不可优化,无法根据叶片曲面曲率调整定位点分布,造成定位点与叶片贴合不紧密,存在间隙,导致叶片装夹后定位基准不稳定,加工过程中易发生位移,进而出现加工尺寸误差问题;由于传统工装夹具的定位结构为一体式固定设计,造成无法适配不同外形轮廓的涡轮叶片,导致需为每种型号叶片单独设置工装夹具,切换加工型号时需整体更换夹具,切换加工型号的耗时较长;由于传统工装夹具的支撑装置仅能提供单一固定支撑,缺乏协同适配设计,无法根据定位部件的切换同步调整支撑姿态和力度,造成支撑力与定位基准错位,导致叶片装夹后受力失衡,加工时易发生侧倾,影响加工的精度。基于此,本公开的一些实施例提供了一种应用于涡轮叶片的工装夹具,上述工装夹具包括支撑板、夹紧结构、支撑装置和定位替换块组;上述夹紧结构、上述支撑装置和上述定位替换块组均安装于上述支撑板;上述支撑装置包括驱动部件、推进装置和支撑执行部件;上述驱动部件驱动上述推进装置运动,以驱动上述支撑执行部件的升降,以对涡轮叶片进行支撑定位;上述定位替换块组包括支撑部和定位块组,上述定位块组包括至少一个定位块,上述定位块组内包括的每个定位块均设置有至少一个定位点;上述定位块均通过上述至少一个定位点与上述涡轮叶片贴合,以实现对上述涡轮叶片的定位固定;上述定位块组内的定位块可拆卸替换,以对不同的涡轮叶片的定位固定;上述夹紧结构包括至少一个夹紧块,上述至少一个夹紧块夹紧上述涡轮叶片,上述至少一个夹紧块夹紧上述涡轮叶片、上述定位替换块组固定上述涡轮叶片以完成夹紧定位。因为上述工装夹具通过定位替换块进行定位,由此,可以根据叶片曲面调整定位点的分布,提升叶片装夹后的稳定性,减少出现加工尺寸误差的问题。又因为为每种型号的叶片均设置有相应的定位替换块,由此,在切换加工型号时,仅需要为不同型号的叶片适配相应的定位替换块即可实现切换,由此,可以缩短切换加工型号的耗时,以及适配不同外形轮廓的叶片。也因为设置于定位替换块与支撑装置的协同作用,减少加工时出现侧倾的情况,提升加工的精度。