[发明专利]一种用于整体涡轮盘榫槽成型磨削加工的装夹平台及其操作工艺

说明书

本发明涉及一种用于整体涡轮盘榫槽成型磨削加工的装夹平台及其操作工艺，该平台旋转中轴两端分别连接法兰以及双向定位机构，利用法兰实现对涡轮盘的装夹，双向定位机构可以实现旋转中轴按固定角度进行顺、逆时针双向的定位转动。上支撑杆与中轴外壳连接，旋转中轴两端分别设置轴承并安装于外壳中。上支撑杆分别安装轴承与定位销，并与主支撑架连接，从而使涡轮盘实现二自由度的定位转动，进而使得涡轮盘在一次装夹定位下，实现整体涡轮盘榫槽成型磨削加工。

技术领域

本发明属于高效精密加工技术领域，尤其涉及用于整体涡轮盘榫槽成型磨削加工的装夹平台及其操作工艺。

技术背景

成型磨削加工即是把砂轮制备并修整成与工件型面完全吻合的反型面，然后以此砂轮进行工件磨削，使其获得所需的形状；或在对工件磨削时，使工件按照一定条件装夹在专用夹具上，在加工过程中，固定或不断改变位置进行磨削而获得所需的形状。

虽然使用指状成型砂轮无需对两个型面进行重新装夹或者多次定位，但由于指状成型砂轮本身包含磨粒数量较少，因此在实际加工过程中工具磨损严重，单个砂轮使用时间短，需要频繁换刀，极大影响了加工效率以及定位精度。因此许多研究者尝试使用杯型砂轮对涡轮盘榫槽进行磨削加工。

在使用杯型砂轮磨削加工时，如果用传统装夹方式对涡轮盘进行固定，通常需要对同一榫槽的两个型面分别应用不同的加工程序进行加工，对不同的榫槽通常需要重新装夹与对刀定位，影响加工精度，且加工效率较低。

因此许多研究者尝试对涡轮盘榫槽加工研发专用夹具，并取得了一些研究成果。例如发明专利（公开号：CN105538096A）公开了一种叶片榫头磨削夹具，通过将底板的安装面设计为水平倾斜的角度面,方便在加工过程中调节叶片的榫头对称中心,有助于提高成型砂轮的使用寿命,且通过在底板上设置引流机构,降低磨削热,不仅满足了快速定位装夹的要求,满足叶片榫头磨削后尺寸公差及形位公差达到技术要求,且提高了加工过程的可靠性及磨削用成型砂轮的使用寿命。但是涡轮盘榫槽磨削加工通常受到涡轮盘尺寸较大的影响，无法使用类似结构与装置。

发明内容

为了解决现有技术中的不足之处,本发明了一种结构简单、可以实现整体涡轮盘榫槽成型磨削加工的装夹平台及其操作工艺，利用法兰实现对涡轮盘的装夹，双向定位机构实现旋转中轴按固定角度进行顺、逆时针双向的定位转动，从而实现涡轮盘在一次装夹定位下，使用杯型成型砂轮对整体涡轮盘榫槽的成型磨削加工，简化了涡轮盘榫槽成型磨削加工工艺，提高加工精度与加工效率。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于整体涡轮盘榫槽成型磨削加工的装夹平台，包括法兰、旋转中轴、双向定位机构、中轴外壳、上支撑杆、主支撑架、隔振底座和成型砂轮。

其中，隔振底座固定在工作台上，与中心位置处与主支撑架连接；主支撑架与隔振底座固定连接。主支撑架包括直轴端和斜轴端，两者该角度以实现斜轴端轴承承受较小径向力，保证其使用寿命为宜。上支撑杆水平设置，两端分别与中轴外壳和主支撑架的斜轴端相连接，中间安装于主支撑架的直轴端上的半圆性凹槽内并固定。

上支撑杆分别安装轴承与定位销，定位销安装于上支撑杆与主支撑架直轴端连接处，轴承安装于上支撑杆与主支撑架斜轴端连接处，并与主支撑架连接，从而使涡轮盘实现二自由度的定位转动，进而使得涡轮盘在一次装夹定位下，实现整体涡轮盘榫槽成型磨削加工。

旋转中轴两端分别设置轴承并安装于中轴外壳中，旋转中轴上的轴承分别由轴上台阶以及轴承端盖定位。涡轮盘套在旋转中轴上，旋转中轴两端分别连接法兰以及双向定位机构，利用法兰实现对涡轮盘的装夹，双向定位机构可以实现旋转中轴按固定角度进行顺、逆时针双向的定位转动。旋转中轴与双向定位机构连接端按照涡轮盘榫槽相同分布角度开矩形槽。