变截面异形通道结构磨料流光整加工专用夹具的制作方法

本发明涉及一种表面加工技术，尤其是一种针对包含有复杂变截面异形通道结构、具有较高表面质量要求的工件的磨料流光整加工专用夹具，具体地说是一种变截面异形通道结构磨料流光整加工专用夹具。

背景技术：

在航空航天发动机、燃气轮机中的大量零部件中都包含有复杂异形的，随着对气动性能要求的不断提高，气流通道的型面越来越复杂、尺寸精度和表面质量要求越来越高，而且有整体制造的趋势。

为了解决包含有复杂变截面异形通道结构的整体构件的整体制造的工艺方法，在数控电解加工实现高效去余量、数控电火花加工满足高精度要求后，运用磨料流光整加工技术进行高质量表面加工显得十分必要。而传统的加工方法几乎无法加工包含也有复杂变截面异形通道结构的零件。故磨料流加工技术成了最好的选择，因此针对包含有复杂变截面异形通道结构的零件设计磨料流光整加工专用夹具是非常必要的，可为包含有复杂变截面异形通道结构的整体构件的整体制造提供一种可行的工程实用的夹具。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的复杂变截面异形通道精加工不便，而采用磨料流加工缺少相应的工具的问题，设计一种变截面异形通道结构磨料流光整加工专用夹具。。

本发明的技术方案是：

一种变截面异形通道结构磨料流光整加工专用夹具，它包括底部垫板9和底座5，底部垫板9与加工机床固定连接，中心设有供磨料进入的通孔，底座5定位在底部垫板9上，其特征是所述的底座5套装在夹具上盖1中，夹具上盖1固定在底部垫板9上，工件2安装在底座5上，在底座5上、工件2的中心位置处安装在固定环4，固定环4上安装有锐边保护杆3，锐边保护杆3的杆头部分插入工件2内圈的流道锐边上以防止磨料对工件内圈锐边的损伤；在夹具上盖1的柱形侧边上加工有供导流柱7插入的插孔，导流柱7的主体部分插入工件2的流道10中并使每个流道10形成两个磨料流入通道11，每个磨料流入通道10为等截面通道；加工用磨料从底部垫板9中心的通孔经底座5与夹具上盖1之间形成的磨料通道进入所述的流道10中对流道10两侧的工件的流道壁12进行加工，最后从工件中心的通孔流向夹具上盖1的出料孔13流向磨料收集装置。

所述的底座5通过定位条6定位在底部垫板9上。

所述的锐边保护杆3的杆头部分设有供工件锐边插入的插槽。

所述的锐边保护杆3的杆尾部分设有定位用凹槽14，在固定环4上也设有供锐边保护杆3带有定位用凹槽14的尾部插入的定位凹槽15，在固定环4上加装有将锐边保护杆3固定的压环，压环与固定环4扣接或用螺钉相连。

所述的导流柱7连接有防止其过渡插入的限位板16，限位板16通过紧固箍圈8固定在夹具上盖1的柱形外圈上。

本发明的锐边保护杆，根据实际工件可选择聚四氟乙烯、尼龙等弹性较好的塑料，可防止磨料流光整加工中损坏工件锐边。

本发明的有益效果：

本发明可以通过一次加工就使变截面异形通道结构工件获得较好的表面质量（＜0.1mm和表面一致性。

本发明的引流柱与流道内部结构完全相同，尺寸稍小，伸入流道内使得供磨料流动的流道从入口至出口处处等截面积，故在进行磨料流加工时，工件流道内壁所受压力较为均匀，因此可以通过磨料的一次流动使复杂的变截面通道结构工件完成加工并获得较高的表面一致性。

本发明可以通过磨料的一次流动完成对包含有复杂变截面异形通道结构零件的光整加工，并保证高表面质量和高加工均匀性，并且装置简单，易于安装与拆卸，可实现高效高精度加工包含有复杂变截面通道结构的零件。

本发明的底部垫板、底座、夹具上盖、引流柱、锐边保护杆整体配合形成一个封闭的流道，磨料通过底部垫板的中心孔进入到夹具体内，顺着流道进入工件内，锐边保护杆保护出口处的锐边防止磨料把出口处的薄壁破坏，可以成功保护工件中的薄壁结构。

附图说明

图1是本发明的装配示意图。

图2是本发明包含有复杂变截面通道结构零件流道截面图。

图3是本发明的引流柱的结构示意图。

图4是本发明的单个流道引流示意图。

图5是本发明的锐边保护杆的整体示意图。

图6是本发明的锐边保护杆头部放大示意图。

图7是本发明的锐边保护杆尾部放大示意图。

图8是本发明的锐边保护杆固定环示意图。

图9是本发明的锐边保护杆与固定环榫卯配合示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-9所示。

一种变截面异形通道结构磨料流光整加工专用夹具，它包括底部垫板9和底座5，底部垫板9与加工机床固定连接，中心设有供磨料进入的通孔，底座5通过定位条6定位在底部垫板9上，定位条6的作用一是实现底座的周向定位，另外是使底座5和底部垫板9之间形成磨料通道，所述的底座5套装在夹具上盖1中，夹具上盖1固定在底部垫板9上，夹具上盖1的高度应保证其内部安装部件的轴向定位，工件2（如图2所示）安装在底座5上，在底座5上、工件2的中心位置处安装在图8所示的固定环4，固定环4上安装有锐边保护杆3并通过压环固定，压环可采用图9所示的榫铆结构，也可采用扣紧结构或螺钉结构相连，锐边保护杆3的外形如图5所示，它的杆头部分插入工件2内圈的流道锐边上以防止磨料对工件内圈锐边的损伤，如图6；在夹具上盖1的柱形侧边上加工有供如图3所示的导流柱7插入的插孔，导流柱7的主体部分插入工件2的流道10中并使每个流道10形成两个磨料流入通道11，每个磨料流入通道10为等截面通道，如图4；加工用磨料从底部垫板9中心的通孔经底座5与夹具上盖1之间形成的磨料通道进入所述的流道10中对流道10两侧的工件的流道壁12进行加工，最后从工件中心的通孔流向夹具上盖1的出料孔13流向磨料收集装置。具体实施时，锐边保护杆3可根据实际工件可选择聚四氟乙烯、尼龙等弹性较好的塑料，可防止磨料流光整加工中损坏工件锐边。它杆头部分设有供工件锐边插入的插槽，如图6，所述的锐边保护杆3的杆尾部分设有定位用凹槽14（如图7），在固定环4上也设有供锐边保护杆3带有定位用凹槽14的尾部插入的定位凹槽15（图8），在固定环4上加装有将锐边保护杆3固定的压环，压环与固定环4扣接或用螺钉相连。导流柱7连接有防止其过渡插入的限位板16，如图3，限位板16通过紧固箍圈8固定在夹具上盖1的柱形外圈上，如图1所示。

详述如下：

本发是有的底部垫板通过定位条与底座连接，所述锐边保护杆头部凹槽套住工件流道内壁锐边处，所述锐边保护杆固定环通过榫卯结构相结合，所述的固定环盖板压紧锐边保护杆固定环，所述紧固螺栓从固定环盖板中心旋入直至底座的中心孔内，所述的夹具上盖通过孔轴配合的方式放置在底部垫板上，所述的引流柱从上盖四周的斜孔伸入流道内，所述引流柱固定箍圈用螺栓螺母固定锁紧引流柱。

在本发明的一个成功案例中，底部垫板通过定位条与底座配合，结构简单，安装与拆卸简便快捷。

在本发明的其中一个成功案例中，底座通过角铁和圆柱凸台定位。

在本发明的其中一个成功案例中，锐边保护杆头部凹槽套住工件流道内壁锐边处，锐边保护杆的尾部与头部呈根据工件内壁决定的设定的角度，尾部指向圆心。

在本发明的其中一个成功案例中，锐边保护杆的尾部全部指向圆心，锐边保护杆固定环通过类似榫卯结构固定锐边保护杆，结构简单，安装与卸载方便快捷。

在本发明的其中一个成功案例中，锐边保护杆使用聚四氟乙烯、尼龙等塑料，防止磨料流光整加工中损伤工件锐边。

在本发明的其中一个成功案例中，引流柱与流道内部结构完全相同，尺寸稍小，伸入流道内与流道壁处处形成3-5mm的空隙供磨料流动，故在进行磨料流加工时，工件流道内壁所受压力较为均匀，因此可以获得较高的表面一致性。

在本发明的其中一个成功案例中，引流柱外圈突出限位板与引流柱固定箍圈中空部分相契合，加紧方式简单，安装与卸载简单快捷。

在本发明的其中一个成功案例中，夹具底部垫板、底座、夹具上盖、引流柱、锐边保护杆整体配合形成一个封闭的流道，磨料通过底部垫板的中心孔进入到夹具体内，顺着流道进入工件内，锐边保护杆保护出口处的锐边防止磨料把出口处的薄壁破坏。

本发明的工作原理是：

将装配好的夹具放置在机床工作台上，机床合模以后，活塞推动磨料缸里的液体磨料通过底部垫板的中心孔进入到夹具体内。液体磨料进入到由底部垫板、底座、上盖形成了封闭流道。沿着既定的流道进入到塞有引流柱的工件流道内。引流柱与工件内壁之间留有等截面间隙，液体磨料通过间隙向出口流去，出口处的锐边保护杆嵌在工件流道内部出口的锐利流道壁上，故液体磨料将沿着锐边保护杆而不接触锐壁流出夹具体，锐边保护杆起到了保护锐边的作用。与流道数量相匹配的锐边保护杆沿圆周方向均布，锐边保护杆固定环以类似榫卯配合的方式固定多个锐边保护杆。嵌入夹具上盖上相应个数的引流柱用引流柱紧固箍圈8固定。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。