[发明专利]一种低压涡轮工作叶片的自动化加工工装及工艺方法

说明书

一种低压涡轮工作叶片的自动化加工工装及工艺方法，包括定位模块和压紧模块，定位模块上安装压紧模块组成方箱工装，定位模块包括方形上基准，方形上基准一端加工有安装定位销的限位销孔，另一端上表面对称设置有限位块，方形上基准的型面定位基准与叶片叶背的型面相吻合，方形上基准上表面外侧加工成斜形面Ⅰ；所述压紧模块包括方形下基准，方形下基准下表面加工有凹槽，凹槽内安装有通过连接机构与方形下基准连接的型面活动压紧块，且在压紧模块的中心处设置有压紧螺栓，型面活动压紧块与叶片叶盆的型面相吻合，方形下基准下端面外侧加工有斜形面Ⅱ。本发明减少了装夹和加工的难度，统一整个加工过程的加工基准，避免多次基准转换带来的误差。

技术领域

本发明属于叶片自动化加工技术领域，具体涉及一种低压涡轮工作叶片的自动化加工工装及工艺方法。

背景技术

航空发动机低压涡轮工作叶片为细长、薄壁结构，其叶身为无余量精密铸造成型，榫头及叶冠周边需要进行机加工。

通常低涡叶片主要机加工涉及10-15道工序不等，基本每道工序均涉及加工基准变更，并需要派制不同的专用工装，并分散到不同的加工机床上进行单工序分散加工，难以实现集成化加工。而设计基准通常为空间六个基准点，如图1所示，为了尽可能与设计基准相符，工装的定位和压紧位置大多涉及异形曲面，上述加工工序难以实现自动化装夹，无法实现加工单元自动化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低压涡轮工作叶片的自动化加工工装及工艺方法，通过采用该自动化加工工装，简化叶片的装夹定位，并始终采用同一基准完成叶片的所有尺寸加工，降低涡轮工作叶片的加工难度，实现工序自动化加工，取代单工序作业模式，提升该类叶片的制造水平。

一种低压涡轮工作叶片的自动化加工工装，包括定位模块和压紧模块，定位模块上安装压紧模块组成方箱工装，且两者通过快速卡钳固定，所述定位模块包括方形上基准，方形上基准一端端面处加工有限位销孔，限位销孔内安装有定位销，另一端上表面对称设置有限位块，方形上基准的型面定位基准与叶片叶背的型面相吻合，型面定位基准被分割成若干小块，且若干小块顶部倒圆加工形成型面定位点阵，所述方形上基准上表面外侧加工成斜形面Ⅰ，方形上基准侧壁通过耳座安装有快速卡钳；所述压紧模块包括方形下基准，方形下基准下表面加工有凹槽，凹槽内安装有通过连接机构与方形下基准连接的型面活动压紧块，且在压紧模块的中心处设置有压紧螺栓，型面活动压紧块与叶片叶盆的型面相吻合，型面活动压紧块弧面被分割成若干小块，且若干小块底部倒圆加工形成型面压紧点阵，方形下基准下端面外侧加工有与斜形面Ⅰ配合的斜形面Ⅱ。

所述连接机构包括连接螺钉和弹簧，所述弹簧套在连接螺钉的螺杆上，连接螺钉穿过方形下基准的沉头孔及型面活动压紧块的螺孔将方形下基准和型面活动压紧块连接，弹簧顶端抵在连接螺钉的螺帽下表面上，弹簧底端抵在型面活动压紧块上表面处。

一种低压涡轮工作叶片的自动化加工工装加工低压涡轮叶片的工艺方法，包括以下步骤：

步骤1，人工上料

人工取过毛坯叶片，将毛坯叶片叶背的型面对正方箱工装中定位模块中的型面定位基准，将毛坯叶片的缘板与定位销靠紧，从而限定毛坯叶片在X、Y、Z三个方向的平移和扭转六个自由度；取过方箱工装中的压紧模块，通过斜形面Ⅱ与定位模块的斜形面Ⅰ配合，并使底面靠在定位模块的限位块上实现定位；使用限力扳手拧紧压紧螺栓，使压紧模块的型面活动压紧块压紧毛坯叶片叶盆的型面；扳动快速卡钳压合定位模块和压紧模块，形成带毛坯叶片的方箱结构；人工将方箱结构放入料仓，料仓中仓位传感器将来料信号反馈给库卡工业机器人的控制系统；

步骤2，毛坯检测及偏差补偿

库卡工业机器人的控制系统控制库卡工业机器人夹持方箱结构放入到三坐标测量机的平台上，三坐标测量机调用其上的测量程序，检测方箱工装基准及毛坯叶片的六点基准，并将两者偏差值反馈给三坐标测量机的控制系统，三坐标测量机将偏差值数据传输给五轴缓进磨加工中心，五轴缓进磨加工中心的控制系统自主完成在线偏置的调整；