CN104400521A - 一种角向精密定位定心夹紧机构 - Google Patents

Abstract

一种角向精密定位定心夹紧机构，属于航空发动机零部件制造技术领域。本发明的楔块位于锥柄通槽内由夹紧螺栓驱动，锥体与楔块接触配合，锥套内端与锥体背侧固连，外套套装在锥套外端，外套通过基座与锥柄固连；夹头与卡座相连，锥套与夹头配合，夹头整体采用多瓣式结构，且两瓣之间采用弹性橡胶连接；夹头内表面安装有弹性定位块，弹性定位块与叶片方扁配合，夹头内表面直径与叶片大轴颈的尺寸配合范围为±0.2mm。本发明的弹性定位块压紧叶片方扁实现角向定位，通过夹头抱紧叶片轴颈实现无间隙定心定位，对叶片方扁角向定位不会与夹头抱紧叶片轴颈发生干涉，并实现了轴颈和方扁的同时定位，定位定心精度高，能够满足叶片的加工精度要求。

Description

一种角向精密定位定心夹紧机构

技术领域

本发明属于航空发动机零部件制造技术领域，特别是涉及一种角向精密定位定心夹紧机构。

背景技术

叶片作为航空发动机的核心组成部件，其加工精度要求高，但是受到叶片自身结构的限制，其加工定位难度大，以一种可调角度叶片为例，在加工该种叶片时，要求叶片型面的角度与大轴颈端的方扁有较高的相对精度，加工叶身时以方扁定角度，以轴颈定中心。

目前采用传统的叶片定心定位夹紧方式，通过圆套定位保证轴颈的中心，方扁位于圆套的里面，在圆套上方扁所在位置开一方口，并放入角向定位块，再通过压紧定位块实现角向定位。

但是传统的叶片定心定位夹紧方式存在着以下几点问题：

①采用圆套定位，受到叶片和圆套的加工公差的影响，两者再装配时存在一定的定位间隙，当角向定位块压紧时，会造成定位轴的偏斜。

②当角向定位块在圆套方口中滑动时，会存在一定的滑动间隙，由于定位面较小，这对角向定位影响较大，且角向定位块的加工误差也会对角向定位精度造成影响。

③在对叶片轴颈进行抱紧后，就无法再进行叶片的角向调整了，且一旦角向定好后，进行轴颈抱紧时又会使定好的角向再次变化，因此很难保证叶片的角向定位要求。

因此，采用上述方法只能满足精度要求不高的叶片，而对于精度要求高的叶片，这种传统的定位方式已经无法满足叶片的精度要求了。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种角向精密定位定心夹紧机构，在可调角度叶片的加工过程中，能够保证叶片型面中心对轴颈中心的位置一致，保证叶片型面的角度与方扁有较高的相对精度，轴颈抱紧时无定位间隙，实现轴颈和方扁同时定位，且定位精度高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种角向精密定位定心夹紧机构，包括锥柄、楔块、锥体、基座、卡座、锥套、外套及夹头，在所述锥柄上沿径向开有一通槽，在锥柄中心沿轴向开有一圆孔，所述楔块位于锥柄的通槽内，楔块数量为两个，两个楔块相对设置，且两个楔块通过夹紧螺栓连接在一起；所述锥体位于锥柄的圆孔内，锥体的圆锥面同时与两个楔块相接触；

所述锥套内端与锥体背侧相固连，锥体与锥柄的圆孔滑动配合，所述外套套装在锥套外端，且锥套与外套滑动配合，外套固接于与基座上，基座与锥柄相固连；

所述卡座位于外套内侧并固接于与基座上，夹头通过卡槽与卡座相连，且夹头与锥套相配合。

所述锥套外端内表面采用内锥面结构，夹头外表面采用外锥面结构，夹头整体采用多瓣式结构，且两瓣之间采用弹性橡胶连接；所述夹头内表面为圆柱面，并与叶片大轴颈相配合。

所述夹头内表面直径与叶片大轴颈的尺寸配合范围为±0.2mm。

在所述夹头内表面安装有弹性定位块，弹性定位块与叶片方扁相配合。

所述弹性定位块的夹持面与夹头的定位基准面的平行度不大于0.005mm。

在所述锥套与锥体之间安装有复位弹簧。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，可通过弹性定位块压紧叶片方扁实现角向定位，通过夹头抱紧叶片轴颈实现无间隙定心定位，且弹性定位块对叶片方扁的角向定位，完全不会与夹头抱紧叶片轴颈发生干涉，成功实现了轴颈和方扁的同时定位，且定位定心精度高，在叶片加工过程中，能够保证叶片型面中心对轴颈中心的位置一致，从而满足叶片的加工精度要求。

附图说明

图1为本发明的一种角向精密定位定心夹紧机构结构示意图；

图2为本发明的夹头部分结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为一种可调角度叶片示意图；

图中，1—锥柄，2—楔块，3—锥体，4—基座，5—卡座，6—锥套，7—外套，8—夹头，9—弹性定位块，10—夹紧螺栓，11—复位弹簧，12—叶片方扁，13—叶片大轴颈，14—叶片小轴颈，15—弹性定位块夹持面，16—夹头定位基准面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2、3所示，一种角向精密定位定心夹紧机构，包括锥柄1、楔块2、锥体3、基座4、卡座5、锥套6、外套7及夹头8，在所述锥柄1上沿径向开有一通槽，在锥柄1中心沿轴向开有一圆孔，所述楔块2位于锥柄1的通槽内，楔块2数量为两个，两个楔块2相对设置，且两个楔块2通过夹紧螺栓10连接在一起；所述锥体3位于锥柄1的圆孔内，锥体3的圆锥面同时与两个楔块2相接触；

所述锥套6内端与锥体3背侧相固连，锥体3与锥柄1的圆孔滑动配合，所述外套7套装在锥套6外端，且锥套6与外套7滑动配合，外套7固接于与基座4上，基座4与锥柄1相固连；

所述卡座5位于外套7内侧并固接于与基座4上，夹头8通过卡槽与卡座5相连，且夹头8与锥套6相配合。

所述锥套6外端内表面采用内锥面结构，夹头8外表面采用外锥面结构，夹头8整体采用三瓣式结构，且两瓣之间采用弹性橡胶连接；所述夹头8内表面为圆柱面，并与叶片大轴颈13相配合。

所述夹头8内表面直径与叶片大轴颈13的尺寸配合范围为±0.2mm。

在所述夹头8内表面安装有弹性定位块9，弹性定位块9与叶片方扁12相配合。

所述弹性定位块9夹持面15与夹头8定位基准面16的平行度不大于0.005mm。

在所述锥套6与锥体3之间安装有复位弹簧11。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

本实施例中，通过五坐标数控叶片铣床对图4所示的一种可调角度叶片进行叶片型面铣加工，加工前需要对叶片大轴颈13和叶片小轴颈14进行抱紧，并通过叶片大轴颈14端的叶片方扁12控制叶片角度。

首先，通过锥柄1将本发明连接到铣床的主轴上，选取一根检验芯棒，其中检验芯棒的直径与叶片大轴颈13的直径一致，将检验芯棒插入夹头8内，利用扳手旋紧夹紧螺栓10，使两个楔块2沿着通槽相互靠近，通过楔块2推动锥体3在锥柄1圆孔内移动，进而带动锥套6在外套7内移动，并通过锥套6的移动使夹头8向内收紧，从而实现夹头8抱紧检验芯棒。

然后，通过检验芯棒及夹头8定位基准面16建立加工原点和坐标系。利用扳手松开夹紧螺栓10，使两个楔块2沿着通槽相互远离，在复位弹簧11作用下，锥体3退回，进而带动锥套6退回，通过锥套6退回使夹头8从收紧状态恢复到自由状态，此时夹头8松开，将检验芯棒卸下。

最后，将待加工的可调角度叶片的叶片大轴颈13插入夹头8内，叶片方扁12在接触弹性定位块9的一瞬间会感受到一定的阻力，然后用力向内推使弹性定位块9的夹持面15完全贴合到叶片方扁12上，从而实现叶片的角向定位，再参照检验芯棒的抱紧方式，对叶片大轴颈13进行抱紧，最后利用标准刀夹对叶片小轴颈14进行抱紧，此时便可开始叶片型面铣加工。

为了能够适应不同叶片及其轴颈尺寸，夹头8数量若干，若干夹头8的内表面直径也各不相同，根据相应叶片的轴颈尺寸，可选择对应尺寸的夹头8，并在本发明上进行快速更换，从而实现了对不同叶片的定位定心夹紧，满足了不同叶片的加工要求。

本发明的锥柄1还可采用法兰型等结构形式，以满足不同加工机床的连接要求。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种角向精密定位定心夹紧机构，其特征在于：包括锥柄、楔块、锥体、基座、卡座、锥套、外套及夹头，在所述锥柄上沿径向开有一通槽，在锥柄中心沿轴向开有一圆孔，所述楔块位于锥柄的通槽内，楔块数量为两个，两个楔块相对设置，且两个楔块通过夹紧螺栓连接在一起；所述锥体位于锥柄的圆孔内，锥体的圆锥面同时与两个楔块相接触；

所述锥套内端与锥体背侧相固连，锥体与锥柄的圆孔滑动配合，所述外套套装在锥套外端，且锥套与外套滑动配合，外套固接于与基座上，基座与锥柄相固连；

所述卡座位于外套内侧并固接于与基座上，夹头通过卡槽与卡座相连，且夹头与锥套相配合。

2.根据权利要求1所述的一种角向精密定位定心夹紧机构，其特征在于：所述锥套外端内表面采用内锥面结构，夹头外表面采用外锥面结构，夹头整体采用多瓣式结构，且两瓣之间采用弹性橡胶连接；所述夹头内表面为圆柱面，并与叶片大轴颈相配合。

3.根据权利要求2所述的一种角向精密定位定心夹紧机构，其特征在于：所述夹头内表面直径与叶片大轴颈的尺寸配合范围为±0.2mm。

4.根据权利要求2所述的一种角向精密定位定心夹紧机构，其特征在于：在所述夹头内表面安装有弹性定位块，弹性定位块与叶片方扁相配合。

5.根据权利要求4所述的一种角向精密定位定心夹紧机构，其特征在于：所述弹性定位块的夹持面与夹头的定位基准面的平行度不大于0.005mm。

6.根据权利要求1所述的一种角向精密定位定心夹紧机构，其特征在于：在所述锥套与锥体之间安装有复位弹簧。