CN109531208A - 薄壁分片式零件的装夹工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁分片式零件的装夹工装，属于机械制造技术领域。该装夹工装包括：圆形底板以及沿圆形底板周向间隔布置的多个工装组件，工装组件的数量与薄壁分片式零件的数量相同，工装组件包括紧钉、支块、导向定位块、导块、限位块和压板组件；紧钉、支块和导向定位块沿着圆形底板的径向，从圆形底板的中心向外围依次设置；紧钉的一端穿过支块上的螺纹孔后与导向定位块可拆卸连接，且紧钉的长度方向与圆形底板的径向重合；导向定位块在远离圆形底板的中心的一面上设置有锥形安装弧面；导块用于限定导向定位块在圆形底板径向上的运动；限位块和压板组件用于在薄壁分片式零件安装到锥形安装弧面后，对薄壁分片式零件进行固定。

Description

薄壁分片式零件的装夹工装

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，特别涉及一种薄壁分片式零件的装夹工装。

背景技术

分片式结构是燃气轮机机匣类零件中必不可少的结构形式，对于机匣内外有穿透性结构或内部结构直径跨度大的部位，分片式结构具有不可替代的优势，但加工工艺比整环式差。

考虑到整环结构的稳定性优于分片式结构，通常采用先铣削外形槽再线切割分片的技术方案。

铣削时由于薄壁件自身刚性较差，而加工槽面积较大，装夹装置需避让铣削区域，必须在有限的夹紧位提供足够的夹紧力；且线切割加工时关键在于角向位的找正，线切割角向位与铣削时形成的角向位一致性越好，分片式零件的精度越高。而现有的先铣削外形槽再线切割分片的加工方式，通常是在两个加工平台上先后加工完成的，无法实现两道加工工序中角向位一致的需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种薄壁分片式零件的装夹工装，为了解决现有技术中铣削和线切割两道加工工序先后加工完成，导致角向位不一致的问题。所述技术方案如下：

本发明提供了一种薄壁分片式零件的装夹工装，所述薄壁分片式零件的装夹工装包括：

圆形底板以及沿所述圆形底板周向间隔布置的多个工装组件，所述工装组件的数量与所述薄壁分片式零件的数量相同，所述工装组件包括紧钉、支块、导向定位块、导块、限位块和压板组件；

所述紧钉、所述支块和所述导向定位块沿着所述圆形底板的径向，从所述圆形底板的中心向外围依次设置；所述紧钉的一端穿过所述支块上的螺纹孔后与所述导向定位块可拆卸连接，且所述紧钉的长度方向与所述圆形底板的径向重合；

所述导向定位块在远离所述圆形底板的中心的一面上设置有锥形安装弧面；

所述导块用于限定所述导向定位块在所述圆形底板径向上的运动；所述限位块和所述压板组件用于在薄壁分片式零件安装到所述锥形安装弧面后，对所述薄壁分片式零件进行固定。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述导向定位块包括设置在所述圆形底板上的滑块以及垂直于所述圆形底板的安装座，所述安装座连接在所述滑块的一端上，所述安装座上设置有锥形安装弧面。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述锥形安装弧面的中部设置有凹槽。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述滑块朝向所述支块的一端上开设有窄口通槽，所述窄口通槽与所述圆形底板垂直，所述窄口通槽用于容纳所述紧钉的尾部，所述窄口通槽的窄口部分用于供所述紧钉中部的环形槽通过。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述导向定位块朝向所述圆形底板的一面为台阶面。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述导块为一侧面开设有凹槽的长方体结构，所述滑块穿过所述凹槽，所述凹槽的两侧布置有多个垂直于所述圆形底板的安装通孔，所述凹槽的顶部设置有螺纹孔，所述螺纹孔内可设置压紧所述滑块的螺栓。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述限位块为L型支架零件，所述限位块与所述导向定位块可拆卸连接。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述压板组件为L型支架零件，所述压板组件与所述圆形底板可拆卸连接。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述圆形底板上设置有三层台阶面，所述导向定位块位于所述三层台阶面的最底层上，所述薄壁分片式零件的一端位于所述三层台阶面的最底层和中间层上，所述压板组件位于所述三层台阶面的中间层和最顶层上。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述圆形底板沿径向均匀间隔设置有多条开口槽，任意相邻的两条所述开口槽之间居中布置有一个所述工装组件。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果：

在本发明实施例中，圆形底板为多个工装组件提供支撑与固定作用。具体地，支块、导块和压板组件均与圆形底板可拆卸连接，导向定位块可在圆形底板上滑动。紧钉的一端穿过支块上的螺纹孔后与导向定位块可拆卸连接，实现紧钉对导向定位块的双向驱动。导向定位块在远离圆形底板的中心的一面上设置有与工件型面相配的锥形安装弧面，用于实现涨紧过程中对工件的径向装夹。导块用于限定导向定位块在圆形底板径向上的运动。限位块和压板组件用于在薄壁分片式零件安装到锥形安装弧面后，对薄壁分片式零件进行固定。通过导向定位块、限位块和压板组件，实现了薄壁分片式零件的径向装夹和轴向压紧，且一次装夹可满足铣削和线切割的要求，解决了现有技术中两道加工工序先后加工完成，导致角向位不一致的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是是本发明实施例提供的一种薄壁分片式零件的装夹工装的俯视图；

图2是是本发明实施例提供的一种薄壁分片式零件的装夹工装的剖视图；

图3是本发明实施例提供的一种导向定位块的剖视图；

图4是图3提供的一种导向定位块的俯视图；

图5是本发明实施例提供的一种紧钉的结构示意图；

图6是图3提供的一种导向定位块的侧视图；

图7是本发明实施例提供的一种导块的剖视图；

图8是图7提供的一种导块的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种薄壁分片式零件的装夹工装的俯视图。参见图1，该装夹工装包括：圆形底板11以及沿圆形底板11周向间隔布置的多个工装组件10(图1中仅示出了圆形底板11的部分以及其中一个工装组件10)，工装组件10的数量与薄壁分片式零件的数量相同。

图2是本发明实施例提供的一种薄壁分片式零件的装夹工装的剖视图。参见图1和图2，工装组件10包括紧钉12、支块13、导向定位块14、导块15、限位块16和压板组件17。

紧钉12、支块13和导向定位块14沿着圆形底板11的径向，从圆形底板11的中心向外围依次设置；紧钉12的一端穿过支块13上的螺纹孔132后与导向定位块14可拆卸连接，且紧钉12的长度方向与圆形底板11的径向重合；导向定位块14在远离圆形底板11的中心的一面上设置有锥形安装弧面；导块15用于限定导向定位块14在圆形底板11径向上的运动；限位块16和压板组件17用于在薄壁分片式零件安装到锥形安装弧面后，对薄壁分片式零件进行固定。

在本发明实施例中，圆形底板11为多个工装组件10提供支撑与固定作用。具体地，支块13、导块15和压板组件17均与圆形底板11可拆卸连接，导向定位块14可在圆形底板11上滑动。紧钉12的一端穿过支块13上的螺纹孔132后与导向定位块14可拆卸连接，实现紧钉12对导向定位块14的双向驱动。导向定位块14在远离圆形底板11的中心的一面上设置有与工件型面相配的锥形安装弧面，用于实现涨紧过程中对工件的径向装夹。导块15用于限定导向定位块14在圆形底板11径向上的运动。限位块16和压板组件17用于在薄壁分片式零件安装到锥形安装弧面后，对薄壁分片式零件进行固定。通过导向定位块14、限位块16和压板组件17，实现了薄壁分片式零件的径向装夹和轴向压紧，且一次装夹可满足铣削和线切割的要求，解决了现有技术中两道加工工序先后加工完成，导致角向位不一致的问题。

图3是本发明实施例提供的一种导向定位块14的剖视图。参见图3，导向定位块14包括设置在圆形底板11上的滑块141以及垂直于圆形底板11的安装座142，安装座142连接在滑块141的一端上，安装座142上设置有锥形安装弧面。

将导向定位块14设置为L型，L型的导向定位块14包括滑块141和安装座142两个部分，其中，滑块141的底面可以在圆形底板11上滑动，方便工件的安装压紧和拆卸；安装座142上设置的锥形安装弧面，用于实现涨紧过程中工件的径向装夹。

参见图3，锥形安装弧面的中部设置有凹槽1421。通过设置凹槽1421避免了工件与锥形安装弧面的中部接触，防止装夹过程中工件中部凸起，保证了安装座142与工件的有效接触部分分布在两侧，增大支撑的稳定性，同时减少了安装座142支撑面精加工区域。

进一步地，锥形安装弧面设置在安装座142背向滑块141的一面上。安装座142上背向锥形安装弧面的一面，也即朝向的滑块141的一面设置有朝向滑块141顶部的缺口，通过设置该缺口一方面保证了安装座142上侧有足够的厚度安装限位块16；另一方面，安装座142下侧厚度的减薄不仅降低了导向定位块14的整体重量，同时也在圆形底板11径向避让了导块15，增大了导向定位块14的行程。

图4是图3提供的一种导向定位块14的俯视图。参见图4，导向定位块14的滑块141朝向支块13的一端上开设有窄口通槽1411，窄口通槽1411与圆形底板11垂直，窄口通槽1411用于容纳紧钉12的尾部123，窄口通槽1411的窄口部分用于供紧钉12的中部的环形槽122通过。

图5是本发明实施例提供的一种紧钉12的结构示意图。参见图5，紧钉12的头部为螺帽121，中间的一部分设置螺纹与螺纹孔132配合，中间的另一部分设置有环形槽122与窄口通槽1411配合，环形槽122设置在设置有螺纹的部分和紧钉12的一端之间。由于在中部设置环形槽122，因此紧钉12的尾部123(也即前述紧钉12的一端)呈一凸起结构，该凸起设置有相对两端面，分别为尾部弧面1231和与环形槽122接触的平面1232。

紧钉12通过窄口通槽1411与导向定位块14可拆卸连接，实现紧钉12对导向定位块14的双向驱动。

具体地，本发明实施例提供的工装组件在安装时，先将紧钉12旋入支块13的螺纹孔132后，在未固定于底板11之前二者可同时移动，将紧钉12的尾部123从滑块141上端插入窄口通槽1411，卡入窄口通槽1411内，从而使得通过转动紧钉12可以带动导向定位块14沿着紧钉12的长度方向运动。

进一步地，该紧钉12的尾部123的凸起长度小于窄口通槽1411在圆形底板11径向上的宽度，因此紧钉12的尾部123的凸起可以在窄口通槽1411内沿着圆形底板11的径向左右移动。工作时，紧钉12在拧紧方向的转动转化为直线运动，紧钉12推动导向定位块14向圆形底板11外侧移动，此时尾部弧面1231的高点顶住窄口通槽1411朝向圆形底板11外沿的一侧；卸载时，紧钉12向圆形底板11圆心一侧移动，拉动导向定位块14向圆形底板11圆心一侧回缩，此时平面1232与窄口通槽1411的窄口部分槽面接触，以此实现紧钉12对导向定位块14的双向驱动。

图6是图3提供的一种导向定位块14的侧视图，参见图6，导向定位块14朝向圆形底板11的一面为台阶面143。

台阶面143缩小了导向定位块14与圆形底板11的接触面积，减少了导向定位块14定位面的精加工区域。

具体地，在朝向圆形底板11的一面上，导向定位块14为台阶形状。

图7是本发明实施例提供的一种导块15的剖视图。参见图7，导块15为一侧面开设有凹槽151的长方体结构，滑块141穿过凹槽151。图8是图7提供的一种导块15的俯视图。参见图8，凹槽151的两侧布置有多个垂直于圆形底板11的安装通孔152，凹槽151的顶部设置有螺纹孔154，螺纹孔154内可设置压紧滑块141的螺栓。

通过螺栓拧入多个安装通孔152将导块15固定在圆形底板11上，实现对导向定位块14的导向作用；导块15顶部设置的螺纹孔154，在导向定位块14调整好位置之后，可拧入螺栓，压紧导向定位块14，实现定位作用。

参见图8，该导块15可以包括4个安装通孔152和1个螺纹孔154，且4个安装通孔152均布于凹槽151的两侧。

进一步地，导块15两侧设有不对称分布的2个销孔153，可与圆形底板11可拆卸连接，实现导块15的精准定位，同时，防止涨紧过程中导块15出现角向位移。

参见图2，本发明实施例提供的一种限位块16为L型支架零件，限位块16与导向定位块14可拆卸连接。

限位块16设置于导向定位块14上端，用于防止工件在涨紧过程中向上窜动。

具体地，参见图2，限位块16的一端设置有安装通孔161，与安装座142顶部的盲孔1422通过螺栓实现可拆卸连接。

待加工工件为整环结构的薄壁分片式零件，工件两端设置有类似法兰盘的凸出结构，并在该凸出结构上设有凹槽，限位块16的另一端插入工件上端的凹槽内，压紧工件。参见图1，2个限位块16对称分布在安装座142上，确保径向装夹作用力均布于工件上端，减少工件形变量。

参见图2，本发明实施例提供的一种压板组件17为L型支架零件，压板组件17与圆形底板11可拆卸连接。

工作时，导向定位块14位于工件的一侧，用于实现涨紧过程中对工件的径向装夹，压板组件17位于工件另一侧，用于实现对工件的轴向装夹。

具体地，参见图2，压板组件17的一端设置有安装通孔171，与圆形底板11上设置的盲孔112通过螺栓实现可拆卸连接；压板组件17的另一端插入工件下端的凹槽内，压紧工件。

进一步地，由于装夹过程中L型支架零件的直角处可能接触到工件，不便于工件的安装操作，故压板组件17的转角处设置有坡面，参见图2。

参见图1，2个压板组件17沿圆周间隔设置在圆形底板11上，且同时压紧一个工件，确保轴向装夹作用力均布于工件下端，减少工件形变量。

参见图2，圆形底板11上设置有三层台阶面113，导向定位块14位于三层台阶面113的最底层上，薄壁分片式零件的一端位于所述三层台阶面113的最底层和中间层上，压板组件17位于三层台阶面113的中间层和最顶层上。

圆形底板11的3层台阶面113与导向定位块14、薄壁分片式零件和压板组件17配合安装，分别实现了薄壁分片式零件的径向压紧、定位和轴向压紧。

参见图1，圆形底板11沿径向均匀间隔设置有多条开口槽111，任意相邻的两条开口槽111之间居中布置有一个工装组件10。

沿圆形底板11周向间隔布置有多个工装组件10，每个工装组件10同时加工一个工件，故开口槽111的数量和角度根据薄壁分片式零件的分片数量和角度确定，且开口槽111为每个工装组件10进行定位。

本发明实施例的一种实施方式为：将导向定位块14放置在圆形底板11上，并于两道开口槽111的中部，紧钉12拧入支块13后，将紧钉12的尾部从上端穿入导向定位块14的窄口槽1411内；将导块15放置在圆形底板11上，找准位置后，安装通孔152和销孔153的螺栓和销钉，将导块15固定在圆形底板11上；检查导向定位块14滑动是否平稳，将其向靠近圆形底板11圆心一侧回缩到极限位置；旋转紧钉12以调整支块13的位置，保证支块13上的通孔131与圆形底板11上对应的螺纹孔对齐，进行螺栓连接；按此方法以此安装各组工装组件。

以上工装组件准备工作完成后，将工件放置在圆形底板11上，校正工件的回转中心与圆形底板11同心，确认工件的端面跳动和径向跳动满足工艺要求。安装压板组件17以压紧工件，然后依次旋转紧钉12直至导向定位块14与工件接触，再拧紧紧钉12以涨紧工件，注意此过程应分步对称进行，并安装百分表旋转圆形底板11以检测工件的圆周度，确认工件压紧是否良好；安装限位块16，从上方压紧工件，并在导块15的螺纹孔154中旋入螺栓，压紧导向定位块14，再次用百分表检查工件的圆周度，保证与涨紧前一致。

考虑到工件会阻挡视线、占据操作空间，给工装组件10的组装带来不便，故待工装组件10安装好后再放置工件。

待铣削加工完成后，各工装组件10与工件整体转运至线切割工序。

卸载时，先松夹限位块16和导块15的螺栓，旋转紧钉12直至导向定位块14与工件分离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述薄壁分片式零件的装夹工装包括：

圆形底板(11)以及沿所述圆形底板(11)周向间隔布置的多个工装组件(10)，所述工装组件(10)的数量与所述薄壁分片式零件的数量相同，所述工装组件(10)包括紧钉(12)、支块(13)、导向定位块(14)、导块(15)、限位块(16)和压板组件(17)；

所述紧钉(12)、所述支块(13)和所述导向定位块(14)沿着所述圆形底板(11)的径向，从所述圆形底板(11)的中心向外围依次设置；所述紧钉(12)的一端穿过所述支块(13)上的螺纹孔(132)后与所述导向定位块(14)可拆卸连接，且所述紧钉(12)的长度方向与所述圆形底板(11)的径向重合；

所述导向定位块(14)在远离所述圆形底板(11)的中心的一面上设置有锥形安装弧面；

所述导块(15)用于限定所述导向定位块(14)在所述圆形底板(11)径向上的运动；所述限位块(16)和所述压板组件(17)用于在薄壁分片式零件安装到所述锥形安装弧面后，对所述薄壁分片式零件进行固定。

2.根据权利要求1所述的薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述导向定位块(14)包括设置在所述圆形底板(11)上的滑块(141)以及垂直于所述圆形底板(11)的安装座(142)，所述安装座(142)连接在所述滑块(141)的一端上，所述安装座(142)上设置有锥形安装弧面。

3.根据权利要求1所述的薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述锥形安装弧面的中部设置有凹槽(1421)。

4.根据权利要求2所述的薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述滑块(141)朝向所述支块(13)的一端上开设有窄口通槽(1411)，所述窄口通槽(1411)与所述圆形底板(11)垂直，所述窄口通槽(1411)用于容纳所述紧钉(12)的尾部(123)，所述窄口通槽(1411)的窄口部分用于供所述紧钉(12)中部的环形槽(122)通过。

5.根据权利要求2所述的薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述导向定位块(14)朝向所述圆形底板(11)的一面为台阶面(143)。

6.根据权利要求1所述的薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述导块(15)为一侧面开设有凹槽(151)的长方体结构，所述滑块(141)穿过所述凹槽(151)，所述凹槽(151)的两侧布置有多个垂直于所述圆形底板(11)的安装通孔(152)，所述凹槽(151)的顶部设置有螺纹孔(154)，所述螺纹孔(154)内可设置压紧所述滑块(141)的螺栓。

7.根据权利要求1-6任一项所述的薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述限位块(16)为L型支架零件，所述限位块(16)与所述导向定位块(14)可拆卸连接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述压板组件(17)为L型支架零件，所述压板组件(17)与所述圆形底板(11)可拆卸连接。

9.根据权利要求1-6任一项所述的薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述圆形底板(11)上设置有三层台阶面(113)，所述导向定位块(14)位于所述三层台阶面(113)的最底层上，所述薄壁分片式零件的一端位于所述三层台阶面(113)的最底层和中间层上，所述压板组件(17)位于所述三层台阶面(113)的中间层和最顶层上。

10.根据权利要求1-6任一项所述的薄壁分片式零件的装夹工装，其特征在于，所述圆形底板(11)沿径向均匀间隔设置有多条开口槽(111)，任意相邻的两条所述开口槽(111)之间居中布置有一个所述工装组件(10)。