汽轮机叶片通用回转铣夹具设计

92汽轮机叶片通用回转铣夹具设计张国新无锡科技职业学院工具技术摘要根据叶片结构特性以及现生产叶片回转夹具存在不通用性以及不便于调试等问题，对现有叶片回转铣夹具进行改进，大大缩短了工装准备周期，减少了制造成本。通过生产实践验证，该通用回转铣夹具结构合理、加工稳定，完全满足生产使用要求。关键词汽轮机叶片；回转夹具；通用中图分类号TG7513；TH122文献标志码ADESIGNOFTURBINEBLADEGENERALROTATINGMILLINGFIXTUREZHANGGUOXINABSTRACTACCORDINGTOTHEUNGENERALITYANDINCONVENIENCEOFCURRENTBLADEROTATINGFIXTUREIMPROVEDTHEBLADEROTATINGFIXTURE，SHORTENTHEPREPECYCLEOFFIXTUREANDREDUCETHEMANUFACTURINGCOSTTHISROTATINGFTURECANBEPMVEDTOBEREASONABLEINITSSTRUCTUREANDSTABLEINMANUFACTURINGAFTEREXAMINATIONBYPRACTICE，ANDITCANSATISFYTHEMANUFACTURINGREQUESTSFULLYKEYWORDSSTEAMTURBINEBLADE；ROTATINGFIXTURE；GENERALITY1引言汽轮机叶片结构型面扭曲，采用三中心孔定位，如图1所示，利用回转夹具在四轴数控机床上实现叶片型面回转加工。由于叶片形状大小千差万别，叶根端面两中心孔位置随叶片结构、大小不同而不同，这样就要求叶片回转铣夹具定位两中心顶尖位置也随之变化。随着市场激烈的竞争，叶片型面加工回转铣夹具设计、加工、周期、精度以及叶片加工收稿日期2010年6月调试制约了叶片快节奏的加工。为了满足市场需求，急需对叶片回转夹具进行改进，实现其通用性且在生产调试时便于调整。墼皇图1汽轮机叶片450MMHG06KGCM2；S为吸盘吸附有效面积；K为密封系数08085，取K08；N为吸盘个数凡24；A为安全系数，取N12；D4FAPKNRR4X170X120608X24X31481636172256D475CM，取吸盘直径D50MM，能够满足吸附力需要。6结语通过以上分析计算，用一套工装，可以实现装夹一定范围不同形状、尺寸变化的多种零件。柔性夹具是柔性装配的一个重要组成部分，是柔性装配的前提条件，主要的关键技术有1柔性夹具系统集成控制技术柔性夹具的工作前提是蒙皮、夹具和装夹过程信息实现数字量传递，以及产品数模、夹具参数控制软件系统的集成。2自动控制检测技术柔性夹具吸盘点阵应具备按数模理论外形自动检测和自动调整控制执行功能。3柔性夹具控制系统、柔性夹具夹紧系统、柔性夹具检测系统等系统软件集成和硬件协调平稳运行技术。参考文献1陈昌伟，胡国清，张冬至飞机数字化柔性工装技术研究J中国制造业信息化，2009，3892NSK精机产品MF系列定位承载装置样本3杨黎明机电一体化系统设计手册M国防工业出版社，19974邹冀华，刘志存，范玉青大型飞机部件数字化对接装配技术研究J计算机集成制造系统，2007，1375NSK精机产品IJA系列直线导轨样本6路甬祥液压气动技术手册M北京机械工业出版社，2005作者刘建，工程师，中航工业成都飞机工业集团有限责任公司设备公司，610092成都市AUTHORLIUJIAN，ENGINEER，AVICCHENGDUAIRCRAFTINDUSTRIALGROUPCO，LTDCHENGDU610092，CHINA2011年第45卷NO22夹具类型21专用回转铣夹具叶片型面数控加工通常采用两种方法一是固定铣分别铣内弧与背弧型，生产效率低；二是回转铣采用专用回转铣夹具，可实现叶片回转加工，同时完成叶片内背弧型面的加工，生产效率较高，如图2所示。但每生产一个品种叶片，就要设计一套专用回转夹具，周期长、成本高而且叶根两中心孔顶尖位置固定，在生产时不便于调整，给加工调试带来一定困难。1顶尖2盖板3销钉4螺钉5螺栓6螺母7螺钉8垫块9螺钉LO销钉11，键12螺钉L3底板14中心销轴L5特制螺钉16中间板17支撑板18螺母19衬套图2专用回转铣夹具22通用回转铣夹具根据叶片结构分析，要实现叶片回转铣夹具通用性，需要让两中心孔顶尖的位置在轴、轴两个方向上实现可调。专用回转铣夹具两顶尖固定不动，不能满足此要求，经改进后的结构如图3所示。工作过程为9号件中问体底面中间凸起部分导滑在12号件底板上导滑槽中，可沿着Y轴作任意滑动；15号件侧向定位板底面具有齿形与12号件底板上齿形咬合定位，通过螺钉固定在底板上，采用L4号件定位螺钉在9号件中问体两侧顶紧，并采用】6号件锁紧螺母锁紧，便可实现顶尖在LY轴上作任意调整。3号件盖板底面凸起部分导滑在9号件中间体上的导滑槽中，可沿着轴作任意滑动；4号件侧向定位板工底面具有齿形与9号件中问体上齿形咬合定位，通过螺钉固定在中间体上，通过5号件螺93栓，一端拧人4号件侧向定位板I，另一端导人3号件盖板，采用两个锁紧螺母固定定位，便可实现顶尖在轴上作任意调整，满足两顶尖中心位置与中心距调整。在型面回转加工时，经常会出现内背弧余量不均匀、进出汽边余量不均匀、叶顶与叶根处型面余量不均匀等问题。1顶尖2衬套3盖板4侧向定位板I5螺栓6锁紧螺母7横梁8支撑球9中间体L0螺钉11T型块12底板L3回转销轴14定位螺钉15侧向定位板16锁紧螺母17螺钉18T型块19螺钉20T型块21螺钉22弹簧垫圈23螺母24T型块25螺钉图3通用回转铣夹具1内背弧余量不均匀内背弧余量不均匀，说明叶片实际的回转轴线与理论回转轴线不重合，且偏内弧或偏背弧，如图4所示。通过9号件中间体沿12号件底板上导滑槽移动调整，可沿着Z轴作任意滑动，根据检测数据，进行夹具顶尖位置的调整，实现叶片加工的实际回转轴线与理论回转轴线重合，从而解决该问题。图4回转轴偏移内背弧示意图ZZZFI一L一图5回转轴偏移进出汽边示意图2进出汽边余量不均匀进出汽边余量不均匀，说明叶片实际回转轴线与理论回转轴线不重合，且偏进汽边或偏出汽边，如图5所示。通过3号件盖板沿9号件中问体上的导滑槽中移动调整，可沿着轴作任意滑动，根据检测数据进行夹具顶尖位置的调整，实现叶片加工的实际回转轴线与理论回转轴线重合，从而可解决该问题。3叶顶与叶根处型面余量不均匀每Z、图6回转轴倾斜一角度示意图叶顶与叶根处型面余量不均匀，叶片实际回转工具技术轴线与理论回转轴线不重合，且倾斜一个角度，如图6所示。通过9号件中间体沿12号件底板上导滑槽移动调整，可沿着Z轴作任意滑动，根据检测数据0，进行夹具顶尖位置的调整，让叶片加工的实际回转轴线水平与理论回转轴线重合，从而可解决该问题。3结语通过对生产中存在的问题进行结构分析，进行现有夹具的改进，实现轴、Z轴可调，从而解决叶片加工通用性，且在生产调试时便于调整，经实践验证，该结构合理稳定可靠、降本增效，具有一定的推广应用价值。参考文献1许振兴两向旋转的铣床夹具J机械工人冷加工，1990832342徐浩翔气动夹具在车床上的应用J轻工机械，20021223刘守勇机械制造工艺与机床夹具M北京机械工业出版社，20054哈尔滨工业大学，上海工业大学机床夹具设计M上海上海科学技术出版社，