[发明专利]一种低刚度透平叶片铣削夹具及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其是一种相变材料支撑夹具，可以实现小刚度复杂零件的刚度强化夹紧，实现其高精密的加工。

背景技术

随着技术的进步，飞机、汽轮机的透平叶片的结构越来越复杂，叶身型面是空间摆扭的曲面,中间体连接形式也多种多样，已经无法采用成型锻造的工艺加工。采用多轴联动数控机床直接由方刚制造，已经成为唯一的选择。但是有的叶片小到只有40毫米长、10毫米宽、厚度只有0.5毫米，刚度非常低。如何提高小刚度叶片装夹刚度，减少切削变形，提高加工精度，是一个非常重要的问题。

现有技术中，采用两端咬合式方刚直接装夹，这种方式在初始毛坯时装夹刚度好，但精加工时，由于零件薄而长，难以避免加工变形。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种低刚度透平叶片铣削夹具及其使用方法，从而解决小刚度复杂零件装夹的有效方案，增强了装夹刚性，提高了切削效率，保证了加工精度。

本发明所采用的技术方案如下：

一种低刚度透平叶片铣削夹具，包括下箱体，所述下箱体的头部通过定位销连接有头座体，所述下箱体的尾部通过定位销和螺钉连接有尾座体，工件毛坯安装于头座体、下箱体和尾座体围成的凹仓内，并通过紧固螺钉、定位块和顶端锁紧螺钉锁紧，同时工件毛坯由多个紧固螺钉固定在头座体和尾座体上；还包括与下箱体对称设置的上箱体，所述上箱体的两端分别通过圆锥定位销和箱体安装螺钉固定在头座体和尾座体上，所述头座体和尾座体的两侧分别通过侧盖板安装螺钉固定有左侧盖板和右侧盖板，还包括相变材料，所述相变材料经箱体的浇铸孔浇入箱体内。

其进一步技术方案在于：

所述相变材料为低熔点锡铋铅合金，熔点在80-90度，其膨胀率为0.01%；

所述头座体的结构为：所述头座体一端为机床配备夹具接口形式，并在其端部开有中心孔，另一端为头座体圆柱型凹腔，并在头座体圆柱型凹腔的内壁加工梯形螺纹，位于头座体圆柱型凹腔处开有头座体螺钉孔，所述头座体上加工有头座对刀平面；

所述尾座体的结构为：所述尾座体一端为机床配备夹具接口形式，并安装有顶端锁紧螺钉，另一端为尾座体圆柱型凹腔，并在尾座体圆柱型凹腔的内壁加工梯形螺纹，位于尾座体圆柱型凹腔处开有尾座体螺钉孔，所述尾座体上加工有尾座对刀平面；

所述上箱体和下箱体采用为对称结构，上箱体和下箱体的内表面均加工有间隔排列的圆柱凹坑；

所述紧固螺钉的头部铣有凹槽。

一种低刚度透平叶片铣削夹具的使用方法，包括如下操作步骤：

第一步：根据工件加工要求选用一套夹具；

第二步：在装配夹具上安装并调整好头座体和尾座体的位置；

第三步：安装上箱体和下箱体，配打八个圆锥定位销，实现头座体、尾座体和上下箱体的精确连接；

第四步：安装工件毛坯，调整紧固螺钉，使工件毛坯转至预设位置，拧紧顶端锁紧螺钉和紧固螺钉；

第五步：安装左侧盖板和右侧盖板；

第六步：堵住下箱体的浇铸孔，由上箱体的浇铸孔浇铸溶化的相变材料，相变材料冷却固化，同时形成有铣削分型面；

第七步：在压痕机上制定位基准，在夹具上压痕及钻中心孔；

第八步：卸掉左侧盖板、右侧盖板及上箱体；

第九步：安装到机床上进行加工，经过粗加工、精加工完成零件上半部分的加工；

第十步，卸下夹具，安装上箱体及左右侧盖板；

第十一步，由上箱体浇铸孔再浇铸溶化的相变材料；

第十二步，相变材料冷却固化后，卸掉左右侧盖板及下箱体；

第十三步，再次安装到机床上加工，经过粗加工、精加工完成零件下半部分的加工；

第十四步，取下夹具，溶化相变材料，松紧固螺钉，取出工件，完成一个零件的装夹和加工。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便。通过系列化设计可以覆盖多种结构尺寸小刚度零件铣削的装夹。相比现有的两端夹持，本发明的装夹刚度高，可以近乎完全克服零件加工的变形，零件的加工精度和效率都有很大的提高。本发明采用相变材料，而相变材料可溶化回收复用，因其熔点低，不会影响加工零件性能。

本发明所述的使用方法操作简单，可实现小刚度复杂零件高效率的加工生产。

附图说明

图1为本发明的主视图（全剖视图）。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明头座体的结构示意图。

图4为本发明尾座体的结构示意图。