一種低剛度透平葉片銑削夾具及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種相變材料支撐夾具，可以實現(xiàn)小剛度復雜零件的剛度強化夾緊，實現(xiàn)其高精密的加工。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的進步，飛機、汽輪機的透平葉片的結(jié)構(gòu)越來越復雜，葉身型面是空間擺扭的曲面，中間體連接形式也多種多樣，已經(jīng)無法采用成型鍛造的工藝加工。采用多軸聯(lián)動數(shù)控機床直接由方剛制造，已經(jīng)成為唯一的選擇。但是有的葉片小到只有40毫米長、10毫米寬、厚度只有0.5毫米，剛度非常低。如何提高小剛度葉片裝夾剛度，減少切削變形，提高加工精度，是一個非常重要的問題。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，采用兩端咬合式方剛直接裝夾，這種方式在初始毛坯時裝夾剛度好，但精加工時，由于零件薄而長，難以避免加工變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點，提供一種低剛度透平葉片銑削夾具及其使用方法，從而解決小剛度復雜零件裝夾的有效方案，增強了裝夾剛性，提高了切削效率，保證了加工精度。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種低剛度透平葉片銑削夾具，包括下箱體，所述下箱體的頭部通過定位銷連接有頭座體，所述下箱體的尾部通過定位銷和螺釘連接有尾座體，工件毛坯安裝于頭座體、下箱體和尾座體圍成的凹倉內(nèi)，并通過緊固螺釘、定位塊和頂端鎖緊螺釘鎖緊，同時工件毛坯由多個緊固螺釘固定在頭座體和尾座體上；還包括與下箱體對稱設(shè)置的上箱體，所述上箱體的兩端分別通過圓錐定位銷和箱體安裝螺釘固定在頭座體和尾座體上，所述頭座體和尾座體的兩側(cè)分別通過側(cè)蓋板安裝螺釘固定有左側(cè)蓋板和右側(cè)蓋板，還包括相變材料，所述相變材料經(jīng)箱體的澆鑄孔澆入箱體內(nèi)。
[0006]其進一步技術(shù)方案在于:
所述相變材料為低熔點錫鉍鉛合金，熔點在80-90度，其膨脹率為0.01% ;
所述頭座體的結(jié)構(gòu)為:所述頭座體一端為機床配備夾具接口形式，并在其端部開有中心孔，另一端為頭座體圓柱型凹腔，并在頭座體圓柱型凹腔的內(nèi)壁加工梯形螺紋，位于頭座體圓柱型凹腔處開有頭座體螺釘孔，所述頭座體上加工有頭座對刀平面；
所述尾座體的結(jié)構(gòu)為:所述尾座體一端為機床配備夾具接口形式，并安裝有頂端鎖緊螺釘，另一端為尾座體圓柱型凹腔，并在尾座體圓柱型凹腔的內(nèi)壁加工梯形螺紋，位于尾座體圓柱型凹腔處開有尾座體螺釘孔，所述尾座體上加工有尾座對刀平面；
所述上箱體和下箱體采用為對稱結(jié)構(gòu)，上箱體和下箱體的內(nèi)表面均加工有間隔排列的圓柱凹坑；
所述緊固螺釘?shù)念^部銑有凹槽。
[0007]—種低剛度透平葉片銑削夾具的使用方法，包括如下操作步驟:
第一步:根據(jù)工件加工要求選用一套夾具；
第二步:在裝配夾具上安裝并調(diào)整好頭座體和尾座體的位置；
第三步:安裝上箱體和下箱體，配打八個圓錐定位銷，實現(xiàn)頭座體、尾座體和上下箱體的精確連接；
第四步:安裝工件毛坯，調(diào)整緊固螺釘，使工件毛坯轉(zhuǎn)至預設(shè)位置，擰緊頂端鎖緊螺釘和緊固螺釘；
第五步:安裝左側(cè)蓋板和右側(cè)蓋板；
第六步:堵住下箱體的澆鑄孔，由上箱體的澆鑄孔澆鑄溶化的相變材料，相變材料冷卻固化，同時形成有銑削分型面；
第七步:在壓痕機上制定位基準，在夾具上壓痕及鉆中心孔；
第八步:卸掉左側(cè)蓋板、右側(cè)蓋板及上箱體；
第九步:安裝到機床上進行加工，經(jīng)過粗加工、精加工完成零件上半部分的加工； 第十步，卸下夾具，安裝上箱體及左右側(cè)蓋板；
第十一步，由上箱體澆鑄孔再澆鑄溶化的相變材料；
第十二步，相變材料冷卻固化后，卸掉左右側(cè)蓋板及下箱體；
第十三步，再次安裝到機床上加工，經(jīng)過粗加工、精加工完成零件下半部分的加工；
第十四步，取下夾具，溶化相變材料，松緊固螺釘，取出工件，完成一個零件的裝夾和加工。
[0008]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、合理，操作方便。通過系列化設(shè)計可以覆蓋多種結(jié)構(gòu)尺寸小剛度零件銑削的裝夾。相比現(xiàn)有的兩端夾持，本發(fā)明的裝夾剛度高，可以近乎完全克服零件加工的變形，零件的加工精度和效率都有很大的提高。本發(fā)明采用相變材料，而相變材料可溶化回收復用，因其熔點低，不會影響加工零件性能。
[0009]本發(fā)明所述的使用方法操作簡單，可實現(xiàn)小剛度復雜零件高效率的加工生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的主視圖(全剖視圖)。
[0011]圖2為圖1的俯視圖。
[0012]圖3為本發(fā)明頭座體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明尾座體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5為本發(fā)明實施過程夾具第一次澆鑄相變材料截面示意圖。
[0015]圖6為本發(fā)明實施過程夾具完成上半部分加工后截面示意圖。
[0016]圖7為本發(fā)明實施過程夾具第二次澆鑄相變材料截面示意圖。
[0017]圖8為本發(fā)明實施過程夾具完成下半部分加工后截面示意圖。
[0018]其中:1、頭座體；2、緊固螺釘；3、上箱體；4、工件毛坯；5、相變材料；6、尾座體；7、頂端鎖緊螺釘；8、下箱體；9、左側(cè)蓋板；10、圓錐定位銷；11、箱體安裝螺釘；12、尾座對刀平面；13、右側(cè)蓋板；14、頭座對刀平面；15、側(cè)蓋板安裝螺釘；16、中心孔；17、定位塊；18、頭座體螺釘孔；19、頭座體圓柱型凹腔；20、尾座體螺釘孔；21、尾座體圓柱型凹腔；22、銑削分型面；23、零件。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0020]如圖1和圖2所示，本實施例的低剛度透平葉片銑削夾具，包括下箱體8，下箱體8的頭部通過定位銷連接有頭座體1，下箱體8的尾部通過定位銷和螺釘連接有尾座體6，工件毛坯4安裝于頭座體1、下箱體8和尾座體6圍成的凹倉內(nèi)，并通過緊固螺釘2、定位塊17和頂端鎖緊螺釘7鎖緊，同時工件毛坯4由多個緊固螺釘2固定在頭座體I和尾座體6上；還包括與下箱體8對稱設(shè)置的上箱體3，上箱體3的兩端分別通過圓錐定位銷10和箱體安裝螺釘11固定在頭座體I和尾座體6上，頭座體I和尾座體6的兩側(cè)分別通過側(cè)蓋板安裝螺釘15固定有左側(cè)蓋板9和右側(cè)蓋板13，還包括相變材料5，相變材料5經(jīng)箱體的澆鑄孔澆入箱體內(nèi)。
[0021]相變材料5為低熔點錫鉍鉛合金，熔點在80-90度，膨脹率為0.01%。
[0022]如圖3所示，頭座體I的結(jié)構(gòu)為:頭座體I 一端為機床配備夾具接口形式，并在其端部開有中心孔16，另一端開有頭座體圓柱型凹腔19，便于毛還旋轉(zhuǎn)定位在任意位置，并在頭座體圓柱型凹腔19的內(nèi)壁加工梯形螺紋，提高相變材料5和頭座體I的連接強度。位于頭座體圓柱型凹腔19處開有頭座體螺釘孔18，頭座體I上加工有頭座對刀平面14。
[0023]如圖4所示，尾座體6的結(jié)構(gòu)為:尾座體6 —端為機床配備夾具接口形式(如圓柱圓錐或壓痕式)，并安裝有頂端鎖緊螺釘7，另一端為尾座體圓柱型凹腔21，便于毛坯旋轉(zhuǎn)定位在任意位置，并在尾座體圓柱型凹腔21的內(nèi)壁加工梯形螺紋，提高相變材料5和尾座體6的連接強度。位于尾座體圓柱型凹腔21處開有尾座體螺釘孔20，尾座體6上加工有尾座對刀平面12。
[0024]上箱體3和下箱體8采用為對稱結(jié)構(gòu)，上箱體3和下箱體8的內(nèi)表面均加工有間隔排列的圓柱凹坑。根據(jù)裝夾零件設(shè)計成系列尺寸，與頭座體I和尾座體6成套配備。為保證重復安裝精度，上下箱體和頭座體I及尾座體6通過圓錐銷定位連接。圓柱凹坑的設(shè)計，提高相變材料5和上下箱體的連接強度，增強了支撐剛性。
[0025]緊固螺釘2的頭部銑有凹槽。加鑄相變材料5后，使螺釘處在自鎖狀態(tài)。
[0026]本發(fā)明以對刀面為基準加工頭座體I和尾座體6，保證兩件基準相同；在專用夾具上保證頭座體I和尾座體6同軸安裝的前提下安裝上箱體3和下箱體8，并配裝定位圓錐銷。實現(xiàn)重復安裝精度在0.0lmm以內(nèi)。
[0027]本實施例的低剛