本發明屬于航空發動機渦輪導向葉片加工領域,具體涉及一種導向葉片緣板簸箕孔加工快速換型裝夾裝置及方法。
背景技術:
為提高航空發動機渦輪導向葉片冷卻效果,導向葉片的上下緣板往往設計有大量的簸箕狀氣膜孔來滿足冷卻要求。由于簸箕孔特殊形狀,一般采用電火花成型電極加工,其簸箕孔涉及角度多,傳統的分體式裝夾結構復雜、操作不便,換型時間超過1小時,不能滿足批量性的導向葉片緣板生產。
本發明創造相關的內容通過在中國國家知識產權局網站(www.sipo.gov.cn/sipo-2008/)檢索本發明創造的相關內容,結果如下:1.檢索關鍵詞“渦輪導向葉片”:顯示檢索結果52條,沒有與本發明創造相關的內容;2.檢索關鍵詞“簸箕孔”:顯示檢索結果0條,沒有與本發明創造相關的內容。
如:1、《一種渦輪導向葉片涂層制備保護工裝》CN203842791U汪瑞軍等,
2、《一種渦輪導向葉片自動化噴涂工藝》CN103831224A汪瑞軍等,
本發明創造相關的內容通過在恒和頓專利檢索系統(http://192.168.2.167/main.aspx)檢索本發明創造的相關內容,結果如下:1.檢索關鍵詞“渦輪導向葉片”:顯示檢索結果22條,沒有與本發明創造相關的內容;2.檢索關鍵詞“簸箕孔”:顯示檢索結果0條,沒有與本發明創造相關的內容。如:
1、《航空發動機渦輪導向葉片磨光保護蠟及磨光方法》CN102453442A李尚勇等,
2、《一種渦輪導向葉片缺陷的修補方法》CN102107306A孔慶吉等。
技術實現要素:
為解決現有技術中存在的問題,本發明的目的在于提供一種導向葉片緣板簸箕孔加工快速換型裝夾裝置及方法,該裝置的結構緊湊、操作方便、快捷,提高了換型的效率,改進后更換裝夾裝置時間從1h縮短為5min,克服現有技術的不足之處,適合大批量的工程化應用。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
一種導向葉片緣板簸箕孔加工快速換型裝夾裝置,包括作為底座的本體1,本體1上設有角度面1-1,角度面1-1上設有定位塊2和支板7,定位塊2和支板7分別設置在導向葉片緣板21的一組對邊對應的位置,定位塊2上設有用于與導向葉片緣板21的排氣側端面21-1貼合來對排氣側端面21-1進行定位的定位面2-1,定位面2-1與角度面1-1垂直,定位面2-1上設有用于向下頂住導向葉片緣板21的圓弧頂面21-3的第一定位銷18和第二定位銷5;支板7上設有用于向下頂住導向葉片緣板21的圓弧頂面21-3的第三定位銷8;角度面1-1與豎直方向的夾角與簸箕孔21-2的軸線與排氣側端面21-1的夾角互余;導向葉片緣板21下方設有用于向上頂住導向葉片緣板21內側面的頂緊機構。
所述的頂緊機構的頂緊點設置在由第一定位銷18、第二定位銷5和第三定位銷8在圓弧頂面21-5接觸點確定的型面質心的下方。
所述的支板7上設有螺釘9,螺釘9與第三定位銷8同軸且貫穿支板7并與支板7螺紋連接,螺釘9的螺桿的自由端與本體1相抵。
所述的角度面1-1上設有定位塊6,定位塊6上設有用于與導向葉片緣板21的葉盆側楔面21-6貼合并為葉盆側楔面21-6定位的斜楔結構6-1。
所述的頂緊機構包括鉸鏈板10,鉸鏈板10通過鉸鏈支座12與本體1鉸接,鉸鏈板10的一端延伸至導向葉片緣板21的下方且該端設有用于向上頂住導向葉片緣板21內側面的頂銷11;鉸鏈板10的另一端貫穿設有通孔螺柱16,螺柱16的一端與本體1固定連接,螺柱16上配合設置有螺母15,螺母15設置在鉸鏈板10的上方用于下壓鉸鏈板10的該端。
所述的螺柱16上套設有彈簧20,彈簧20處于鉸鏈板10與本體1之間。
所述的鉸鏈板10設置在導向葉片緣板21的葉盆側楔面21-6對應一側。
所述的本體1的底面設有EROWA組件19。
一種導向葉片緣板簸箕孔加工快速換型裝夾方法,安裝未打簸箕孔的導向葉片緣板21時,將導向葉片緣板21的排氣側端面21-1與定位塊2的定位面2-1貼合,再調節頂緊機構將導向葉片緣板21向上頂,使導向葉片緣板21的圓弧頂面21-5與第一定位銷18、第二定位銷5和第三定位銷8分別緊貼,同時使排氣側端面21-1與定位面2-1之間具有均勻的間隙;拆卸已打簸箕孔的導向葉片緣板21時,卸去頂緊機構給導向葉片緣板21施加的頂緊力,將已打簸箕孔的導向葉片緣板21從一側抽出。
所述排氣側端面21-1與定位面2-1之間的間隙為0.02mm~0.03mm。
與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:
本發明的導向葉片緣板簸箕孔加工快速換型裝夾裝置為整體式的,在本體的角度面上直接設置定位塊和支板,定位塊和支板分別設置在導向葉片緣板的一組對邊對應的位置,通過定位塊上的定位面對導向葉片緣板的方位進行定位,通過定位塊上的和兩個定位銷以及支板上的一個定位銷實現對導向葉片緣板的圓弧頂面在豎直高度方向的定位,通過頂緊機構從導向葉片緣板的下方向上頂導向葉片緣板,通過定位塊、支板以及頂緊機構實現了對導向葉片緣板的夾裝;
在安裝未打簸箕孔的導向葉片緣板時,將導向葉片緣板的排氣側端面與定位塊的定位面貼合,再調節頂緊機構將導向葉片緣板向上頂,使導向葉片緣板的圓弧頂面與第一定位銷、第二定位銷和第三定位銷分別緊貼,同時使排氣側端面與定位面之間具有均勻的間隙;拆卸已打簸箕孔的導向葉片緣板時,卸去頂緊機構給導向葉片緣板施加的頂緊力,將已打簸箕孔的導向葉片緣板從一側抽出即可;因此,本發明具有結構緊湊,操作方便、快捷的特點。
進一步的,頂緊機構的頂緊點設置在由第一定位銷、第二定位銷和第三定位銷在圓弧頂面接觸點確定的型面質心的下方,這樣使得導向葉片緣板的定位可靠、夾裝穩定,保證了簸箕孔加工的精度。
進一步的,在支板上設有螺釘來對導向葉片緣板進一步從側向頂緊,進一步使得導向葉片緣板定位可靠、夾裝穩定,保證了簸箕孔加工的精度。
進一步的,在通過定位塊上設置在斜楔結構與導向葉片緣板的葉盆側楔面進行貼合,進一步使得導向葉片緣板定位可靠、夾裝穩定,保證了簸箕孔加工的精度。
進一步的,頂緊機構通過螺母與螺柱的配合,通過調節螺母能調節頂銷對導向葉片緣板施加的頂緊力。
進一步的,在螺柱上套設的彈簧,通過彈簧的回復力能防止螺母松開,保證了螺母的下壓,進一步保證了頂銷對導向葉片緣板的頂緊作用。
進一步的,鉸鏈板設置在導向葉片緣板的葉盆側楔面對應一側,使得本發明的裝置結構更加緊湊,同時方便了導向葉片緣板從另一側的裝入和拆除。
進一步的,本發明的本體設置在EROWA組件上,可以直接將辦發明的裝置安裝在機床EROWA工作臺面卡盤上,無需反復找正,定位精度由EROWA卡盤保證;提高了換型的效率,減輕勞動強度,改進后更換裝夾裝置時間從1h縮短為5min,克服現有技術的不足之處,適合大批量的工程化應用。
【附圖說明】
圖1是本發明裝夾裝置的機構示意圖;
圖2是圖1的A向示意圖;
圖3是圖2中的B向示意圖;
圖4是圖2中的C向示意圖;
圖5是圖2中的D向示意圖;
圖6(a)是本發明的定位塊的俯視圖,圖6(b)是定位塊的左視圖,圖6(c)是定位塊正視圖;
圖7(a)是本發明的定位板的俯視圖,圖7(b)是定位板的左視圖;
圖8(a)是本發明的支板的主視圖,圖8(b)是支板的俯視圖;
圖9(a)是本發明的鉸鏈板的俯視圖,圖9(b)是鉸鏈板的主視圖。
其中,1-本體,1-1-角度面,2-定位塊,2-1-定位面,2-2-第一銷子孔,2-3-第一螺栓通孔,2-4-第一定位銷孔,2-5-第二定位銷孔,3-第一螺釘,4-第一銷子,5-第二定位銷,6-定位板,6-1-斜楔結構,6-2-第二螺栓通孔,6-3-第二銷子孔,6-4-工藝孔,7-支板,8-第三銷釘,8-1-第三定位銷孔,9-第二螺釘,9-1-第二螺釘孔,10-鉸鏈板,10-1-螺柱孔,10-2-沉孔,10-3-第四銷子孔,10-4-鉸支座長圓孔,10-5-頂銷固定孔,11-頂銷,12-鉸鏈支座,13-墊圈,14-第二銷子,15-螺母,16-螺柱,17-第一螺母,17-1-第三銷子孔,17-2-第三螺栓通孔,18-第一定位銷,19-EROWA組件,21-彈簧,21-導向葉片緣板,21-1-排氣側端面,21-2-簸箕孔,21-3-圓弧頂面,21-4-葉盆側楔面。
【具體實施方式】
下面結合附圖來對本發明作進一步的說明。
本發明的目的是設計一種導向葉片緣板簸箕孔加工快速換型裝夾裝置,以減輕勞動強度,提高加工效率。
本方法的目的是通過下述的步驟實現的:
1)設計整體式裝夾結構,在本體1上直接設計上定位點,節省空間。
2)工裝設計時,采用基于三維實體設計的技術,直接從導向葉片緣板21的UG造型反向設計夾具本體,并在夾具實體模型上直接進行結構減重優化,使體積足夠小。
3)除裝夾定位元件,其余部件包括裝夾裝置本體1,材料皆選用鑄鋁。進一步減輕裝夾裝置重量不超過4KG,使操作者單人即可輕松更換裝夾裝置。
4)在裝夾裝置底座及本體1的底部增加成熟的EROWA快換機構,換型期取消找正工步,使操作過程更加方便快捷。
如圖1至圖9(b)所示,本發明的導向葉片緣板簸箕孔加工快速換型裝夾裝置包括本體1,定位塊2,第一螺釘3,第一銷子4,第二定位銷5,定位板6,支板7,第三定位銷8,第二螺釘9,鉸鏈板10,頂銷11,鉸鏈支座12,墊圈13,第二銷子14,螺母15,螺柱16,第一螺母17,第一定位銷18,EROWA組件19,彈簧20。
其中:定位塊2通過第一螺釘3與第一銷子4安裝在本體1上,第二定位銷5與第一定位銷18分別安裝在定位塊2的定位面2-1上開設的第一定位銷孔2-4和第二定位銷孔2-5中,定位塊6通過螺釘與銷子安裝在本體1上,支板7通過螺釘與銷子安裝在本體1上,第三定位銷8安裝在支板7上,第二螺釘9穿過支板7實現對導向葉片緣板21的進一步壓緊,鉸鏈板10通過鉸鏈支座12、墊圈13與銷子14安裝在本體1上,頂銷11安裝在鉸鏈板10上用于實現輔助定位和向上頂緊導向葉片緣板21,螺柱16通過螺母15、第一螺母17與彈簧20穿過鉸鏈板10固定在本體1實現頂銷11的定位可靠,EROWA組件19安裝在本體1的底面上,EROWA組件19可以在機床的EROWA工作臺面卡盤實現快速換型。
本發明的導向葉片緣板簸箕孔加工快速換型裝夾裝置的本體1上設有角度面1-1,角度面1-1上設有定位塊2和支板7,導向葉片緣板21整體形狀為平行四邊形,定位塊2和支板7分別設置在導向葉片緣板21的一組對邊對應的位置,定位塊2上設有用于與導向葉片緣板21的排氣側端面21-1貼合來對排氣側端面21-1進行定位的定位面2-1,定位面2-1與角度面1-1垂直,定位面2-1上設有用于向下頂住導向葉片緣板21的圓弧頂面21-3的第一定位銷18和第二定位銷5;支板7上設有用于向下頂住導向葉片緣板21的圓弧頂面21-3的第三定位銷8;角度面1-1與豎直方向的夾角與簸箕孔21-2的軸線與排氣側端面21-1的夾角互余;導向葉片緣板21下方設有用于向上頂住導向葉片緣板21內側面的頂緊機構。
本發明的頂緊機構設置在導向葉片緣板21的葉盆側楔面21-6對應一側,包括鉸鏈板10,鉸鏈板10通過鉸鏈支座12與本體1鉸接,鉸鏈板10的一端延伸至導向葉片緣板21的下方且該端設有用于向上頂住導向葉片緣板21內側面的頂銷11;鉸鏈板10的另一端貫穿設有通孔螺柱16,螺柱16的一端與本體1固定連接,螺柱16上配合設置有螺母15,螺母15設置在鉸鏈板10的上方用于下壓鉸鏈板10的該端;螺柱16上套設有彈簧20,彈簧20處于鉸鏈板10與本體1之間;本發明的頂緊機構的頂緊點(及頂銷11與導向葉片緣板的接觸點)設置在由第一定位銷18、第二定位銷5和第三定位銷8在圓弧頂面21-5接觸點確定的型面質心的下方。
本發明的支板7上設有螺釘9,螺釘9與第三定位銷8同軸且貫穿支板7并與支板7螺紋連接,螺釘9的螺桿的自由端與本體1相抵。
本發明的角度面1-1上設有定位塊6,定位塊6上設有用于與導向葉片緣板21的葉盆側楔面21-6貼合并為葉盆側楔面21-6定位的斜楔結構6-1。
如圖6(a)至圖6(c)所示,結合圖2和圖3,本發明的定位塊2上開設有兩個用于將定位塊2在本體1上進行定位的第一銷子孔2-2,第一銷子4貫穿銷子孔并插入本體1上對應開設的銷孔中使定位塊2定位,第一銷子與銷子孔均為過盈配合,定位塊2上還開設有兩個用于將定位塊2與本體1進行固定連接的螺栓通孔,定位塊2通過第一螺釘3與本體1固定連接;定位塊2朝向導向葉片緣板21的側面加工為定位面2-1,在加工面2-1上開設兩個定位銷孔(2-4、2-5),將第一、第二定位銷(18、5)過盈配合分別安裝在兩個定位銷孔中。
如圖7(a)和圖7(b)所示,結合圖2和圖4,本發明的定位板6上開設有兩個用于將定位板6在本體1上進行定位的第二銷子孔6-3,第二銷子孔用于對定位板6定位銷子過盈配合,定位板上還開設有一個用于將定位板與本體進行緊固的第二螺栓通孔6-2,在定位板朝向導向葉片緣板21的葉盆側楔面21-4一側設置斜楔結構6-1,斜楔結構6-1對葉盆側楔面21-4進行定位。
如圖8(a)和圖8(b)所示,結合圖2,支板17上開設有兩個用于將支板7與本體1進行定位第三銷子孔17-1,用于定位的銷子與第三銷子孔17-1之間為過盈配合,支板17上還開設有兩個用于將支板與本體進行固定的第三螺栓通孔17-2;支板17上還開設有用于安裝第三定位銷8的第三定位銷孔8-1,三定位銷8與第三定位銷孔8-1為過盈配合,支板17上還開設有用于安裝第二螺釘9的第二螺釘孔9-1。
如圖9(a)和圖9(b)所示,結合圖2和圖5,鉸鏈板10通過鉸鏈支座12與本體1鉸連接,鉸鏈板10的中部位置開設有供鉸鏈支座12伸入的鉸支座長圓孔10-4,鉸支座長圓孔10-4保證了鉸鏈板10具有足夠的轉動角度;鉸鏈板的左端開設的供螺柱16穿過的螺柱孔10-1為長圓孔,螺柱孔10-1保證了在調節頂銷11對導向葉片緣板施加頂緊力時鉸鏈板10相對于螺柱16的軸向能進行一定角度的轉動,使得頂緊力可調;在鉸鏈板10的下表面,與螺柱孔10-1同軸開設圓形的沉孔10-2,沉孔10-2用于容納彈簧2的上端,對彈簧20進行限位;在鉸鏈板10的左端開始用于安裝頂銷11的頂銷固定孔10-5。
本發明的導向葉片緣板簸箕孔加工快速換型裝夾方法,在安裝未打簸箕孔的導向葉片緣板21時,將導向葉片緣板21的排氣側端面21-1與定位塊2的定位面2-1貼合,再調節頂緊機構將導向葉片緣板21向上頂,使導向葉片緣板21的圓弧頂面21-5與第一定位銷18、第二定位銷5和第三定位銷8分別緊貼,同時使排氣側端面21-1與定位面2-1之間具有均勻的間隙,間隙為0.02mm~0.03mm;拆卸已打簸箕孔的導向葉片緣板21時,卸去頂緊機構給導向葉片緣板21施加的頂緊力,將已打簸箕孔的導向葉片緣板21從一側抽出。