專(zhuān)利名稱(chēng)：一種重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及夾具的設(shè)計(jì)，特別提供一種重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具。
背景技術(shù)：
根據(jù)輪盤(pán)或轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、榫槽的設(shè)計(jì)要求和使用條件的不同、生產(chǎn)批量和現(xiàn)有生產(chǎn)條件的不同，榫槽加工可采用銑削加工、電火花線切割加工、拉削加工等工藝方法。 目前，國(guó)內(nèi)大型發(fā)動(dòng)機(jī)中大尺寸、超大尺寸輪盤(pán)榫槽的加工多采用銑削加工個(gè)電火花線切割加工，銑削加工和電火花線切割加工的特點(diǎn)如下所述1、銑削加工利用五軸聯(lián)動(dòng)臥式加工中心或雙柱多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)子榫槽專(zhuān)用銑床可以對(duì)盤(pán)類(lèi)件或轉(zhuǎn)子類(lèi)件各種槽型的榫槽進(jìn)行銑加工，銑刀需專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造，一個(gè)榫槽通常需要經(jīng)粗開(kāi)槽、粗銑齒形和精銑齒形等多次加工方可成型，一般粗銑刀由國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造，而精銑刀普遍采用國(guó)外設(shè)計(jì)制造，榫槽銑加工方法廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外氣輪機(jī)廠。2、電火花線切割加工采用高精度慢走絲電火花線切割機(jī)可以實(shí)行榫槽加工，但由于該工藝會(huì)在被加工零件表面形成重熔層再鑄層而產(chǎn)生微裂紋，現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的盤(pán)、軸類(lèi)關(guān)鍵零件以及一些受力較大的重要零件上不允許重熔層的存在，雖然有不同的工藝方法腐蝕或拋光等可以去除重熔層，但徹底去除和可靠檢測(cè)也存在技術(shù)難點(diǎn)。在內(nèi)燃機(jī)等增壓器渦輪盤(pán)榫槽加工及葉片榫頭加工中，國(guó)內(nèi)尚有一些廠家采用普通快走絲電火花線切割加工工藝的，這種工藝方法操作簡(jiǎn)單、設(shè)備和工裝投資少、技術(shù)含量不高，但總體質(zhì)量水平也不高。重型燃機(jī)中，帶有不同槽型的盤(pán)類(lèi)零件普遍都是在高溫、高轉(zhuǎn)速和高應(yīng)力的工作條件下工作的，因此輪盤(pán)材料根據(jù)需要大多采用不銹鋼、鈦合金或高溫合金制成，不銹鋼、 鈦合金或高溫合金均屬于難加工材料，由于榫槽要承擔(dān)葉片在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的巨大離心力負(fù)荷，所以榫槽槽型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精度要求高、粗糙度要求高、技術(shù)條件項(xiàng)目多、質(zhì)量要求嚴(yán)格等成為榫槽加工要面對(duì)的技術(shù)難點(diǎn)。與銑削加工和電火花線切割加工相比，拉削加工是一項(xiàng)可高精度、高效率成型加工的工藝技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)輪盤(pán)類(lèi)零件的榫槽加工中，針對(duì)直徑 2米左右大型盤(pán)環(huán)件榫槽的拉削加工來(lái)說(shuō)，確實(shí)存在許多裝備上瓶頸和工藝技術(shù)上的難點(diǎn)， 為確保國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目的順利實(shí)施以及該項(xiàng)目盤(pán)件的精度要求，本實(shí)用新型特別提供一種重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型特別提供一種重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具， 應(yīng)用于大型航空工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)氣輪機(jī)、渦輪增壓器中，以及難加工材料不銹鋼、鈦合金或高溫合金的大尺寸、超大尺寸盤(pán)件高精度榫槽拉削加工中；可以克服拉床夾具分度系統(tǒng)的巨大摩擦力，實(shí)現(xiàn)手工分度，克服了分度夾具前端下沉、拉削時(shí)振動(dòng)過(guò)大、拉刀爬行、 分度夾具與母盤(pán)間隙不均勻等技術(shù)難題，使用本實(shí)用新型提供的夾具可使拉削加工的加工精度及工作效率更高。本實(shí)用新型所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述夾具主要由拉具座、分度夾具、導(dǎo)向槽組合體、輔助支撐、千斤頂組成，其中，輔助支撐置于導(dǎo)向槽組件上，導(dǎo)向槽組件置于千斤頂上，分度夾具與拉具座連接、并置于導(dǎo)向槽組件上方。本實(shí)用新型所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述分度夾具主要由分度盤(pán)和分度夾具座組成，其中分度盤(pán)和分度夾具座之間設(shè)置有鋼球和彈性元件；可減少分度盤(pán)與分度夾具座之間的摩擦力從而實(shí)現(xiàn)手工分度。本實(shí)用新型所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述分度盤(pán)外徑上設(shè)置有徑向孔，徑向孔內(nèi)設(shè)置有助力手柄；用于手動(dòng)分度時(shí)助力。本實(shí)用新型所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述導(dǎo)向槽組合體的鑄件上設(shè)置有加強(qiáng)筋；可增加導(dǎo)向槽組合體上懸臂的剛性。本實(shí)用新型所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述分度夾具與拉具座前端面配合面的下部設(shè)置有墊片。本實(shí)用新型所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述導(dǎo)向槽組合體的鑄件上加強(qiáng)筋的數(shù)量為6 50。本實(shí)用新型所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述輔助支撐的前端用螺栓固定在分度夾具座的后端面下部、后端的螺栓旋出支撐在分度夾具座的前端板上。本實(shí)用新型所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述墊片為0. 7 0. 8mm厚的銅皮。在正常情況下拉刀設(shè)計(jì)時(shí)不讓第一把拉刀的前幾個(gè)齒參加切削，后續(xù)拉刀第一齒高度原則上與前一把拉刀最后一齒等高，這種設(shè)計(jì)一方面安全，另一方面可以去除上一把拉刀拉削后工件的讓刀回彈；而重燃盤(pán)榫槽拉削時(shí)用的夾具由于分度夾具與工件及壓蓋重量都很大，而呈現(xiàn)下沉現(xiàn)象，使第一把拉刀最前面刀齒與工件之間出現(xiàn)負(fù)間隙，經(jīng)分析，認(rèn)為出現(xiàn)負(fù)間隙的原因主要有兩個(gè)，第一個(gè)是夾具采用類(lèi)似“箱體”的結(jié)構(gòu)支撐分度夾具，基本上沒(méi)有加強(qiáng)筋，第二個(gè)是從側(cè)面看采取上下對(duì)稱(chēng)的支撐方式，支撐點(diǎn)距離導(dǎo)向槽的高度較大，不足以克服總重量達(dá)5 6噸的分度夾具、工件、壓蓋形成的下沉力矩.。因此，為了將分度夾具“恢復(fù)”到正確位置，使所拉榫槽與工件中心線平行，采取在分度夾具座與拉具座前端面配合面的下部設(shè)置墊片的方法。在試?yán)队氨P(pán)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)槽底面存在明顯橫紋，橫紋極為規(guī)則，目視縱向間隔約為1. 2 1. 5mm，深度為0. 05 0. Imm,拉削是一種斷續(xù)切削，在拉床-分度夾具_(dá)工件_拉刀系統(tǒng)中焊接而形成的箱體結(jié)構(gòu)床身剛性較差，液壓運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)精度低，拉刀細(xì)而長(zhǎng)，不僅必須與導(dǎo)向槽之間存在必須的間隙，且拉刀近乎懸臂狀態(tài)下工作，因而極易產(chǎn)生振動(dòng)，在一定拉削速度下，脈動(dòng)拉削力產(chǎn)生的振動(dòng)頻率與系統(tǒng)固有頻率相近時(shí)極易產(chǎn)生共振，不僅拉削噪聲明顯加大，甚至系統(tǒng)某一環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生目視可見(jiàn)的振幅，在這種情況下不僅破壞了拉刀正常切削，急劇加速拉刀的磨損，也導(dǎo)致工件榫槽表面粗糙度的下降或者產(chǎn)生的振動(dòng)波紋；為了解決這一問(wèn)題，我們?cè)趯?duì)夾具做了以下3個(gè)方面的調(diào)整1調(diào)整分度盤(pán)與分度盤(pán)底座間隙使之均勻，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)分度夾具垂直方向左側(cè)分度盤(pán)與分度盤(pán)底座貼合緊密，塞尺檢查最大間隙不超過(guò)0. 03mm，而分度夾具右側(cè)，分度盤(pán)與分度盤(pán)底座間有明顯透光，塞尺檢查間隙在0. 30 0. 50mm范圍內(nèi)，將分度夾具分解，發(fā)現(xiàn)用于減少分度摩擦的鋼球?qū)L道研損，致使分度盤(pán)底座出現(xiàn)凹陷和凸起，我們將分度盤(pán)底座與分度盤(pán)配合表面修平后重新安裝，測(cè)量分度盤(pán)與分度盤(pán)底座間隙在圓周范圍內(nèi)不大于 0. 03mm ；2提高分度夾具剛性，增加輔助支撐，將輔助支撐的前端用螺栓固定在分度夾具座的后端面下部、后端的螺栓旋出支撐在分度夾具座的前端板上，相當(dāng)于給出一個(gè)預(yù)應(yīng)力，用以抵消脈動(dòng)拉削引起的振動(dòng)應(yīng)力；3降低拉削速度，由于拉削系統(tǒng)剛性差，在一定工作條件下，如脈動(dòng)的拉削力的大小，不適宜的拉削速度等都有肯能及其系統(tǒng)共振，從而破壞了拉刀正常切削，加劇拉刀磨損，降低榫槽表面質(zhì)量等，因此，選擇一個(gè)與整個(gè)系統(tǒng)匹配的拉削速度是很重要的，我們將拉削速度一次降至3米/分、1. 7米/分，振動(dòng)現(xiàn)象完全消失，切削平穩(wěn)，無(wú)噪聲，所拉榫槽底面沒(méi)有波紋。

圖1為拉削加工車(chē)床示意圖；圖2為拉削加工用夾具剖面圖；圖3為分度夾具示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述夾具主要由拉具座1、分度夾具2、導(dǎo)向槽組合體3、輔助支撐4、千斤頂5組成，其中，輔助支撐4置于導(dǎo)向槽組件3上方，導(dǎo)向槽組件3置于千斤頂5上，分度夾具2與拉具座1連接、 并置于導(dǎo)向槽組件3上方。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述分度夾具2主要由分度盤(pán)20和分度夾具座21組成，其中分度盤(pán)20和分度夾具座21之間設(shè)置有鋼球22和彈簧23 ；可減少分度盤(pán)與分度夾具座之間的摩擦力從而實(shí)現(xiàn)手工分度。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述分度盤(pán)20外徑上設(shè)置有徑向孔，徑向孔內(nèi)設(shè)置有助力手柄M ；用于手動(dòng)分度時(shí)助力。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述導(dǎo)向槽組合體3的鑄件沈上設(shè)置有加強(qiáng)筋；可增加導(dǎo)向槽組合體上懸臂的剛性。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述分度夾具2與拉具座1前端面配合面的下部設(shè)置有墊片。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述導(dǎo)向槽組合體3的鑄件沈上加強(qiáng)筋的數(shù)量為6 50。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述輔助支撐的前端用螺栓固定在分度夾具座21的后端面下部、后端的螺栓旋出支撐在分度夾具座21的前端板上。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，所述墊片為0. 75mm厚的銅皮，克服夾具及工件下沉現(xiàn)象，使所拉榫槽與工件中心線平行。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，為了使切削平穩(wěn)，調(diào)整分度盤(pán)20與分度盤(pán)底座間隙使之均勻，測(cè)量分度盤(pán)20與分度盤(pán)底座間隙在圓周范圍內(nèi)不大于0. 03mm。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其中，增加輔助支撐4，用以提高分度夾具2剛性，將輔助支撐4的前端用螺栓固定在分度夾具座21的后端面下部、后端的螺栓旋出支撐在分度夾具座21的前端板上，相當(dāng)于給出一個(gè)預(yù)應(yīng)力， 用以抵消脈動(dòng)拉削引起的振動(dòng)應(yīng)力。本實(shí)施例所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，降低了拉削速度，由于拉削系統(tǒng)剛性差，在一定工作條件下，如脈動(dòng)的拉削力的大小，不適宜的拉削速度等都有肯能及其系統(tǒng)共振，從而破壞了拉刀正常切削，加劇拉刀磨損，降低榫槽表面質(zhì)量等，因此，選擇一個(gè)與整個(gè)系統(tǒng)匹配的拉削速度是很重要的，我們將拉削速度一次降至3米 /分、1. 7米/分，振動(dòng)現(xiàn)象完全消失，切削平穩(wěn)，無(wú)噪聲，所拉榫槽底面沒(méi)有波紋。
權(quán)利要求1.一種重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其特征在于所述夾具主要由拉具座(1)、分度夾具(2)、導(dǎo)向槽組合體(3)、輔助支撐(4)、千斤頂(5)組成，其中， 輔助支撐(4)置于導(dǎo)向槽組件(3)上方，導(dǎo)向槽組件(3)置于千斤頂(5)上，分度夾具(2)與拉具座(1)連接、并置于導(dǎo)向槽組件(3)上方。
2.按照權(quán)利要求1所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其特征在于所述分度夾具(2 )主要由分度盤(pán)(20 )和分度夾具座(21)組成，其中分度盤(pán)(20 )和分度夾具座(21)之間設(shè)置有鋼球(22)和彈性元件(23)。
3.按照權(quán)利要求2所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其特征在于所述分度盤(pán)(20)外徑上設(shè)置有徑向孔，徑向孔內(nèi)設(shè)置有助力手柄(24)。
4.按照權(quán)利要求1所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其特征在于所述導(dǎo)向槽組合體(3)的鑄件(26)上設(shè)置有加強(qiáng)筋。
5.按照權(quán)利要求1所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其特征在于所述分度夾具(2)與拉具座(1)前端面配合面的下部設(shè)置有墊片。
6.按照權(quán)利要求4所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其特征在于所述導(dǎo)向槽組合體(3)的鑄件(26)上加強(qiáng)筋的數(shù)量為6 50。
7.按照權(quán)利要求4所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其特征在于所述輔助支撐的前端用螺栓固定在分度夾具座(21)的后端面下部、后端的螺栓旋出支撐在分度夾具座(21)的前端板上。
8.按照權(quán)利要求5所述重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，其特征在于所述墊片為0. 7 0. 8mm厚的銅皮。
專(zhuān)利摘要一種重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，主要由拉具座、分度夾具、導(dǎo)向槽組合體、輔助支撐、千斤頂組成，其中，輔助支撐置于導(dǎo)向槽組件上，導(dǎo)向槽組件置于千斤頂上，分度夾具與拉具座連接、并置于導(dǎo)向槽組件上方；本實(shí)用新型提供的重型燃機(jī)壓氣機(jī)超大尺寸燕尾型榫槽拉削加工用夾具，應(yīng)用于大型航空工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、渦輪增壓器中，以及難加工材料的大尺寸、超大尺寸盤(pán)件高精度榫槽拉削加工中；可以克服拉床夾具分度系統(tǒng)的巨大摩擦力，實(shí)現(xiàn)手工分度，克服了分度夾具前端下沉、拉削時(shí)振動(dòng)過(guò)大、拉刀爬行、分度盤(pán)與分度盤(pán)底座間隙不均勻等技術(shù)難題，使用本實(shí)用新型提供的夾具可使拉削加工的加工精度及工作效率更高。
文檔編號(hào)B23Q3/00GK201979303SQ20102068250
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者姜瑩, 王仁梁, 鄧昶 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司