带摇臂整流叶片组件装配钻孔模块化工装策划.doc

带摇臂整流叶片组件装配钻孔模块化工装设计 　　摘 要：带摇臂的整流叶片组件装配钻孔夹具结构采用叶背上一个截面上两点，叶片两个轴颈，缘板侧面的轴向定位，再用压板分别压紧两个轴颈，夹具设计成可翻转180°，可完成带摇臂叶片组件的组装定位、钻孔、孔背向去毛刺和销子装配等一体组合加工，同时此工装夹具结构可通过可更换定位主件模块，加工系列类似带摇臂的其他级叶片组件装配和钻孔加工 关键词：定位模块；整流叶片；装配及钻孔 1 概述 在航空发动机，叶片类型繁多，各型别之间存在着大量结构类似，加工过程相仿的叶片零件，存在大量的重复性工作。浪费了大量的人力、物力，而且制约了叶片型号研制周期，现场工装的存放、维护和管理造成巨大的压力。为了缓解这些矛盾，工装产品向低成本，高生产效率，可调整柔性设计和制造发展。带摇臂的整流叶片组件，结构紧凑，叶片长度较短，在叶片组件装配及钻孔工艺中，我厂通常是采用分体加工两个零件的装配孔，然后在装配夹具上进行装配，保证装配后尺寸和技术条件，这样工艺流程方法简单，加工方便，但每个零件上孔位置精度要求高，需要多套工装保证，成本高。通过工艺专家研究后，决定改进工艺方法，组合装配后加工孔和去除孔上毛刺，并装配销子一套工装完成。保证质量和加工进度 2 零件的结构和工艺精度分析 带摇臂的整流叶片两端轴颈，长分别为29mm和10.5mm。一端安装板上，长轴上有衬套，长轴外端装有摇臂，用销轴连接，销轴孔工艺要求位置度ф0.32mm，轴向到定位面尺寸为14.6±0.05，与叶片截面有夹角，公差为±7′，钻孔到定位面距离为18.5mm 3 夹具总体结构方案 设计制造一个集零件装配、钻孔、打磨孔毛刺于一体的工装夹具，保证装配设计图纸技术要求。工装夹具结构采用插销翻转180°式结构，工装夹具由三个部分组成，第一个部分由叶身角向定位、叶片轴颈定位和压紧、摇臂角向定位组成。第二个部分是分度旋转机构、叶片组件后轴颈辅助定位压紧机构、钻模板结构组件。第三个部分是可移动摆放弹簧弹起支撑销，并可锁紧的辅助支撑座。这三个部分分别按照模块设计，在使用中可换、可拆卸。在第一个部分模块和第二个部分模块联结部分，用一个圆柱销和一个菱形销定位连接，并用3个螺钉锁紧，组合后保证设计要求。在第二个部分模块钻模板结构设计上，采用铰链翻转结构设计，并用T型螺钉压紧，方便叶片安装、拆卸和180°翻转。此结构设计解决了不拆卸叶片组件就可打磨孔反方向孔内毛刺，又可满足在工装夹具上定位组装、钻孔、销子装配，同时可通过工装夹具模块的换装进行类似系列叶片组件装配加工，并满足工艺要求 3.1 第一个部分V型定位块设计 定位块结构影响叶片在夹具中所处的加工位置，决定整个夹具的布局和大小，由于受空间限制，V型定位块在设计时，让它起到定位叶片中心作用，又起到叶片轴向的定位，还要定位摇臂的角向定位，把三个定位块集中到一个定位块上，节省了空间，又能保证叶片定位块定位稳定和工艺性要求。具体结构如图1所示 3.2 第一个部分叶片的角度方向定位结构设计 由于叶片中心用V型块和滑动套定位，叶片自由度只能绕叶片中心旋转，在控制旋转设计时，不能采用固定式定位，因叶片公差的限制和过定位的制约，使叶片安装费事，并造成加工超差，综合考虑下，采用弹簧浮动结构，自适辅助定位作用，即能在叶片盆向一截面玄向相切，起到叶片角向定位作用，不能破坏原有定位基准，作用到零件上的力尽量要小，考虑叶片成本，我们现阶段选用弹簧弹力，把辅助支撑块顶起，再把支撑块锁紧，与叶片零件形成刚性连接，由于此夹具空间所限，具体结构如图2 3.3 第二个部分分度和本体模块设计 叶片组合钻孔后，孔的出口处有毛刺，在原不翻转夹具上受空间限制，不能去除毛刺，只能在装配销子后下边打磨，易划伤叶片，造成质量问题。现把夹具旋转180°，把钻孔的出口处旋到上面，便于用绞刀或手工去除毛刺，分度结构，本体模块设计，为便于加工同系列类似产品设计，降低成本，减少重复设计相同的分度结构和钻模板结构设计，结构采用一个圆柱销，一个菱形销定位本体，并用三个螺栓压紧，实现可换的目的，本体承载叶片角向定位、叶片前轴颈中心定位、叶片组件轴向定位，摇臂角向定位等夹具组件。通过本体的更换，可加工同系列类似产品的孔加工和装配，实现模块设计功能。具体结构如图3 4 结束语 通过设计的专用夹具加工我厂带摇臂整流叶片销孔，并装配后，质量满足工艺要求，减少返修率30%，基本上降低工装制造成本，缩短了其他级叶片工装设计制造周期，工装达到设计研究目的。为今后设计类似叶片钻孔和装配工装模块设计提供了宝贵经验 参考文献 [1]《透平机械现代化制造技术丛书》编委会.叶片制造技术[M].北京：科学出版社，2002. [2]