[发明专利]提高大型复杂结构叶片加工精度的方法及工艺台精修夹具

说明书

本发明的提高大型复杂结构叶片加工精度的方法及工艺台精修夹具，采用榫头、叶身一体化加工工艺方法，采用两端精修工艺台定位，精修夹具包括：底板、设置在底板上的榫头压紧机构、叶身第一压紧机构、叶身第二压紧机构和叶尖压紧机构。精修后工艺台的精度大大提升，将榫头和复杂结构叶身一次加工到位，避免装夹定位误差，靠数控程序及高精度数控加工设备保证榫头和叶身的相对几何精度。

技术领域

本发明属于航天航空叶片加工技术领域，涉及提高大型复杂结构叶片加工精度的方法及工艺台精修夹具。

背景技术

大型复杂结构风扇转子叶片由燕尾形榫头及叶身组成，原有加工工艺采用工序分散的方式，即先加工燕尾形榫头，再用燕尾形榫头定位加工叶身型面。由于大型风扇转子叶片固有的“小基准、大尺寸”结构特点，榫头基准定位面有效宽度仅有10mm，且由两个成角度的度面组成。榫头自身加工时不可避免地存在加工误差，装夹定位夹具也存在加工误差，所以榫头在夹具中装夹定位时不可避免地存在装夹定位误差。大型叶片叶身长，榫头定位面的长度与叶身长度的比例为1：60，所以榫头的装夹定位误差会成60倍放大到叶身上，导致榫头与叶身的相对几何精度难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供提高大型复杂结构叶片加工精度的方法及工艺台精修夹具，通过采用两端工艺台定位，榫头、叶身一体化加工工艺方法，保证了榫头与叶身型面的几何精度，提高了叶片的加工质量和合格率。

本发明提供提高大型复杂结构叶片加工精度的方法，包括如下步骤：

步骤1：在毛坯状态下在榫头和叶尖部位分别加工出供夹具装夹定位用的工艺台，用两端工艺台定位粗加工榫头、叶身型面，为精加工留2mm余量；

步骤2：粗加工后进行消除应力热处理；

步骤3：热处理后用精修夹具固定叶身型面，采用高精度数控铣床精修两端工艺台，保证两端工艺台相对位置精度不超过0.05mm；

步骤4：用精修后的两端工艺台定位，采用高精度数控铣床将榫头及叶身型面一次精加工到位，保证榫头与叶身型面的相对位置精度。

在本发明的提高大型复杂结构叶片加工精度的方法中，所述步骤1中，榫头工艺台与榫头平行，叶尖工艺台与叶尖型面平行，加工的榫头工艺台和叶尖工艺台的夹角为59°。

在本发明的提高大型复杂结构叶片加工精度的方法中，所述步骤2中采用真空去应力退火，加热温度为650±10℃，保温2小时。

在本发明的提高大型复杂结构叶片加工精度的方法中，所述步骤3中的精修夹具包括：底板、设置在底板上的榫头压紧机构、叶身第一压紧机构、叶身第二压紧机构和叶尖压紧机构。

本发明还提供提高大型复杂结构叶片加工精度的工艺台精修夹具，包括：底板、设置在底板上的榫头压紧机构、叶身第一压紧机构、叶身第二压紧机构和叶尖压紧机构，所述榫头压紧机构设置在底板前端，叶身第一压紧机构和叶身第二压紧机构依次设置在底板中部，叶尖压紧机构设置在底板末端。

在本发明的提高大型复杂结构叶片加工精度的工艺台精修夹具中，所述榫头压紧机构包括：榫头侧面定位块、第一压板、第一调节支承、双头螺栓、第一六角螺母和第二调节支承；

所述第一调节支承安装在底座上用于支承第一压板的第一端；双头螺栓的下端固定在底板上，其上端穿过第一压板，六角螺母与双头螺栓的上端旋转连接；第二调节支承设置在第一压板的第二端的下方与第一压板配合，并通过旋转六角螺母压紧榫头；榫头侧面定位块用于榫头压紧时对榫头侧面进行定位。

在本发明的提高大型复杂结构叶片加工精度的工艺台精修夹具中，所述叶身第一压紧机构包括：第一叶身定位块、第一立座、第二立座、第二压板、第三压板、活节螺栓、第一圆柱销、第二圆柱销和第三圆柱销；