[发明专利]用于钛合金整体叶轮的随形磨粒流夹具

说明书

本发明公开了一种钛合金整体叶轮的随形磨粒流夹具，主要由上盖板、上垫块、上夹板、限制器、下垫块、下盖板、缸圈、定位螺钉和下夹板组成，通过在两叶片间设置随形限制器，形成均匀有效的跟随曲面叶片型面的磨料流道，引导磨料在叶片型面间进行反复循环加工，均匀去除高效铣削残留的变质层，减少了加工残余应力的同时得到较低的叶片的表面粗糙度。本发明有效地提高了磨粒流的加工效率和加工精度，保证了叶轮叶片型面的高质量和低应力。

技术领域

本发明属于精密加工技术领域，涉及一种用于钛合金整体叶轮的随形磨粒流夹具。

背景技术

整体叶轮作为航空航天业的关键零件，对产品的运行性能起着决定性的作用。整体叶轮的材料多为钛合金、高温合金等难加工材料，其叶片型面多为三维复杂曲面，需要在高速铣加工或电解加工后用磨粒流方法进行加工。本发明涉及的整体叶轮材料为钛合金，涉及的整体叶轮零件在圆周上均布几十个叶片，两相邻叶片在中心处的间隙是从渐变的。叶轮叶片之间空隙小，最窄处仅1.73mm，根部具有圆角R0.5-0.8mm。传统的加工整体叶轮零件的磨粒流夹具只是将磨料送到叶片流道部位进行加工，叶片间的间隙变化造成加工时磨料中的磨粒与叶片的接触速度和受力不一致，使得叶片的型面精度难以达到技术要求，表面微观余量去除不均匀。因此，常规夹具流道设计存在未考虑叶片间的间隙变化而造成叶片型面部位不能均匀磨粒流抛光的情况，传统方式加工精度及光整性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对钛合金整体叶轮的随形磨粒流夹具。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种钛合金整体叶轮的随形磨粒流夹具，主要由上盖板、上垫块、上夹板、限制器、下垫块、下盖板、缸圈、定位螺钉和下夹板组成；所述上盖板、下盖板结构相同，上垫块、下垫块结构相同；

所述上盖板为圆盘形，其端面与磨粒流机床的上磨料缸紧密接触，上有多个扇形孔，用于磨料的进出；上盖板上有台阶状的凸起，用于与缸圈的定位；

所述上垫块为阶梯圆锥形，与上盖板相连，底部压在上夹板上，用于夹紧固定和密封；上垫块中间有圆柱沉头孔，用于放置整体叶轮盘的轴端；

所述上夹板为圆盘形，其上有一个扇形孔，与整体叶轮的叶型面相对应，磨料从此扇形孔挤入，进入到叶轮型面的加工部位；在下行程中，磨料此扇形孔挤出；

所述限制块为曲面不规则形状，位于叶轮叶片、上夹板和下夹板之间；限制器用于引导介质流向，保证变截面叶片流道曲面在磨粒流加工时的流道尺寸的一致；多个限制器沿圆周排列；

所述上夹板、下夹板、多个限制器通过定位螺钉连接；

所述缸圈为圆筒形，缸圈直径与上夹板和下夹板、零件及限制器在圆周紧密配合，高度与上垫块、上夹板、零件、下垫块、下盖板协调，从而形成上腔和下腔；

所述下盖板端面与磨粒流机床的下磨料缸紧密接触。

进一步的，所述限制块有多个随型齿片，保持与叶片型面的间隙为0.5-0.7mm；限制器侧边缘平面上设有圆孔，用于和上夹、下夹板确定固定位置并安装定位螺钉。

进一步的，所述限制块的两端设计成相互配合的圆弧凹凸面。

进一步的，所述上盖板材料为45钢，上有4个扇形孔，用于磨料的进出。

进一步的，所述上盖板上有多个螺纹孔用于与上垫块螺纹紧固连接。

进一步的，所述上垫块的顶部直径和底部直径分别小于上盖板的扇形孔内直径和上压板的扇形孔内直径。

进一步的，所述上夹板的扇形孔角度占圆周的一半。

进一步的，所述上夹板上有多个螺纹孔，且孔上有倒角，作为定位螺钉旋入的始端。