阅读说明：本技术 一种整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置及加工方法 (Machining device and machining method for profile air inlet groove of integral impeller outer cover ) 是由 王道 黎先才 李玉婷 梁微子 梁聪 徐忠 黄如 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置,包括：定位夹具,定位分度盘和与分度盘同轴转动连接的装夹本体,分度盘用于与加工零件固定连接,且分度盘上对应加工零件的各进气槽分别对应设置有定位孔,装夹本体上具有与各定位孔配合的定位通孔,还包括用于插入定位通孔和定位孔以将分度盘与装夹本体限位的定位销及用于将分度盘和装夹本体固定的锁紧部件；成型电极,用于加工定位槽。本发明还公开了一种采用上述加工装置的加工方法。应用本发该加工装置及加工方法,能解决数铣不能加工到的整体叶轮外罩型面进进气槽。且加工过程由定位孔和分度盘对进气槽的角向位置进行控制,方便操作,准备时间短,提高了加工效率,且避免了加工误差。(The invention discloses a processing device of an integral impeller outer cover profile air inlet groove, which comprises: the positioning fixture comprises a positioning dividing plate, a clamping body coaxially and rotatably connected with the dividing plate, a positioning through hole, a positioning pin and a locking part, wherein the dividing plate is used for being fixedly connected with a machined part, the air inlet grooves of the dividing plate, which correspond to the machined part, are respectively and correspondingly provided with the positioning hole, the clamping body is provided with the positioning through hole matched with the positioning holes, the positioning through hole is used for being inserted into the positioning through hole and the positioning holes so as to limit the dividing plate and the clamping body, and the locking part is used for fixing the dividing plate and the clamping body; and the molded electrode is used for processing the positioning groove. The invention also discloses a processing method adopting the processing device. By applying the processing device and the processing method, the problem that the profile of the integral impeller outer cover which cannot be processed by a numerical milling machine enters the air inlet groove can be solved. And the angular position of the air inlet groove is controlled by the positioning hole and the index plate in the machining process, so that the operation is convenient, the preparation time is short, the machining efficiency is improved, and the machining error is avoided.)

一种整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置及加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，更具体地说，涉及一种整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置及加工方法。

背景技术

传统的叶轮外罩为各单件完成基础型面上孔和槽加工后钎焊组合而成，然后再进行型面轮廓和装配孔的加工。因此，叶轮外罩型面上的进气槽在单件加工过程中可通过数铣加工完成。

为了提升航空发动机整体性能的稳定性，由锻造毛坯进行整体叶轮外罩的加工应运而生。由锻造毛坯整体机加成形的叶轮外罩性能稳定，但是加工难度也大幅提升，如内型面上的进气槽，由于干涉无法采用数铣进行加工，只能进行电火花加工。特别是带涂层内型面上的进气槽，由于涂层部分的基体经数铣加工后，周围的涂层会出现脱落，所以无法采用数铣进行加工，只能进行电火花加工。目前电火花加工过程中，都是采用小电极往复加工，加工出来槽的质量较差，而且由于每个叶轮外罩有六个进气槽，每次更换加工位置需要更换零件位置，加工周期很长，效率较低。

综上所述，如何有效地解决整体叶轮外罩型面进气槽加工效率低等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置，该加工的结构设计可以有效地解决整体叶轮外罩型面进气槽加工效率低的问题，本发明的第二个目的是提供一种采用上述加工装置的加工方法。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置，包括：

定位夹具，定位分度盘和与所述分度盘同轴转动连接的装夹本体，所述分度盘用于与加工零件固定连接，且所述分度盘上对应所述加工零件的各进气槽分别对应设置有定位孔，所述装夹本体上具有与各所述定位孔配合的定位通孔，还包括用于***所述定位通孔和所述定位孔以将所述分度盘与所述装夹本体限位的定位销及用于将所述分度盘和所述装夹本体固定的锁紧部件；

成型电极，用于加工定位槽。

优选地，上述体叶轮外罩型面进气槽的加工装置中，所述定位夹具还包括定位盘，所述定位盘用于与加工零件固定连接，且所述定位盘与所述分度盘固定连接。

优选地，上述体叶轮外罩型面进气槽的加工装置中，所述定位盘通过圆柱销与所述分度盘固定连接。

优选地，上述体叶轮外罩型面进气槽的加工装置中，所述定位盘通过角向销和压紧螺钉与所述加工零件固定连接。

优选地，上述体叶轮外罩型面进气槽的加工装置中，所述锁紧部件为拧紧手柄，所述拧紧手柄转动使所述分度盘与所述装夹本体压紧固定。

优选地，上述体叶轮外罩型面进气槽的加工装置中，所述装夹本体的中心具有转轴，所述分度盘的中心具有安装孔，所述转轴***安装孔内，以使所述分度盘能够绕所述转轴转动，所述拧紧手柄包括手柄、与所述手柄固定连接的螺杆、与所述螺杆螺纹配合的拉紧盘和与所述拉紧盘配合的拉杆，所述拉紧盘位于所述装夹本体背离所述分度盘的一侧，所述拉杆穿过转轴上的通孔，且所述拉杆的一端具有凸缘并与所述分度盘相抵，另一端与所述拉紧盘配合，所述螺杆转动时带动所述拉紧盘拉紧所述拉杆，使所述分度盘和所述装夹本体锁紧。

优选地，上述体叶轮外罩型面进气槽的加工装置中，所述成型电极的尺寸与所述进气槽的尺寸一致，以一次成型出所述进气槽。

优选地，上述体叶轮外罩型面进气槽的加工装置中，所述整体叶轮外罩型面为整体叶轮外罩带涂层型面。

本发明提供的整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置包括定位夹具和成型电极。其中，定位夹具包括定位分度盘和与分度盘同轴转动连接的装夹本体，分度盘用于与加工零件固定连接，且分度盘上对应加工零件的各进气槽分别对应设置有定位孔，装夹本体上具有与各定位孔配合的定位通孔，还包括用于***定位通孔和定位孔以将分度盘与装夹本体限位的定位销及用于将分度盘和装夹本体固定的锁紧部件；成型电极用于加工定位槽。

应用本发明提供的整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置进行进气槽加工时，首先将加工零件安装于加工装置上；而后将分度盘连带加工零件转动至待加工的进气槽位置与成型电极位置对应后，将定位销***定位通孔和定位孔，再将分度盘与装夹本体固定；而后采用成型电极电火花加工成型出进气槽；再然后解除分度盘与装夹本体的固定，并将定位销拔出；重复上述步骤直至所有待加工的进气槽加工完成。采用上述加工装置，电火花加工能解决数铣不能加工到的整体叶轮外罩型面进进气槽。且加工过程由定位孔和分度盘对进气槽的角向位置进行控制，方便操作，准备时间短，提高了加工效率，且避免了加工误差。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种整体叶轮外罩型面进气槽的加工方法，该整体叶轮外罩型面进气槽的加工方法采用上述任一种加工装置，包括步骤：

S1：将所述加工零件安装于所述加工装置上；

S2：转动所述分度盘至待加工的进气槽位置与成型电极位置对应；

S3：将所述定位销***所述定位通孔和所述定位孔后将所述分度盘与所述装夹本体固定；

S4：采用成型电极电火花加工成型出所述进气槽；

S5：解除所述分度盘与所述装夹本体的固定，并将所述定位销拔出；

S6：重复步骤S2至步骤S5直至所有待加工的所述进气槽加工完成。

由于上述的加工装置具有上述技术效果，采用该加工装置的整体叶轮外罩型面进气槽的加工方法也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明一个具体实施例的加工装置的剖面结构示意图；

图2为图1的Ⅰ部位局部放大示意图；

图3为成型电极的示意图；

图4为进气槽加工部位示意图。

附图中标记如下：

装夹本体1，手柄2，把手3，分度盘4，定位盘5，加工零件6，拉紧盘7，圆柱销8，角向压紧块9，垫圈10，定位销本体11，导套12，压缩弹簧13，拉杆14，螺杆15。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置及加工方法，以提高整体叶轮外罩型面进气槽加工效率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，图1为本发明一个具体实施例的加工装置的剖面结构示意图；图2为图1的Ⅰ部位局部放大示意图；图3为成型电极的示意图；图4为进气槽加工部位示意图。

本发明提供的整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置包括定位夹具和成型电极。

其中，定位夹具包括定位分度盘4和与分度盘4同轴转动连接的装夹本体1。分度盘4用于与加工零件6固定连接，具体可以直接与加工零件6固定连接，也可以通过其他连接件与加工零件6间接连接。分度盘4与装夹本体1转动连接，具体可以通过套装结构、共用转动轴或者通过轴承等实现，此处不做具体限定。

分度盘4上对应加工零件6的各进气槽位置分别对应设置有定位孔，在进气槽设置为六个时，则分度盘4上根据6个进气槽对应的角向位置设置6个定位孔。由于分度盘4与加工零件6固定连接，故分度盘4相对装夹本体1转动时，带动加工零件6一并相对装夹本体1转动，以使得加工零件6转动至对应进气槽加工处。

装夹本体1上具有与各定位孔配合的定位通孔，也就是装夹本体1上设置有一个定位通孔，通过将分度盘4转动至对应的定位孔与定位通孔相对，以实现分度盘4与装夹本体1的定位，即实现加工零件6的角向定位。

定位销用于***定位通孔和定位孔以将分度盘4与装夹本体1限位，也就是将分度盘4转动至对应的定位孔与定位通孔相对时，通过***定位销，则分度盘4不能再相对装夹本体1转动，实现二者的限位，进而实现加工零件6的角向限位。

锁紧部件用于将分度盘4和装夹本体1固定，即在通过定位销将分度盘4与装夹本体1限位后，通过锁紧部件进一步将分度盘4和装夹本体1固定，从而实现加工零件6与装夹本体1的固定，以便于后续电火花加工。

成型电极，用于加工定位槽。成型电极用于电火花成型出进气槽，其具体结构及工作原理等请参考常规成型电极的设置，此处不再赘述。

应用本发明提供的整体叶轮外罩型面进气槽的加工装置进行进气槽加工时，首先将加工零件6安装于加工装置上；而后将分度盘4连带加工零件6转动至待加工的进气槽位置与成型电极位置对应后，将定位销***定位通孔和定位孔，再将分度盘4与装夹本体1固定；而后采用成型电极电火花加工成型出进气槽；再然后解除分度盘4与装夹本体1的固定，并将定位销拔出；重复上述步骤直至所有待加工的进气槽加工完成。采用上述加工装置，电火花加工能解决数铣不能加工到的整体叶轮外罩型面进进气槽。且加工过程由定位孔和分度盘4对进气槽的角向位置进行控制，方便操作，准备时间短，提高了加工效率，且避免了加工误差。

在一个实施例中，定位销具体为可旋紧的定位销。如图2所示，装夹本体1的定位通孔内设置有导套12，定位销包括定位销本体11，定位销本体11的一头嵌入把手3中，与定位销本体11配合的设置有压缩弹簧13，定位销本体11在压缩弹簧13的弹簧力的作用下落入分度盘4上的定位孔中，从而将分度盘4与装夹本体1的周向定位，即实现零件的角向定位。也就是定位销本体11通压缩弹簧13和导套12限制在装夹本体1上面。需要转动分度盘4时，将把手3向外拉出，使得定位销本体11低于分度盘4和装夹本体1的接触面，也就是定位销本体11退出分度盘4的定位孔，从而转动分度盘4至对应的加工位置。

把手3具体可以为滚花把手3，也就是把手3的表面具有滚花，以增大摩擦力便于加工人员操作。压缩弹簧13具体可以为圆柱螺旋压缩弹簧。

具体的，定位夹具还包括定位盘5，定位盘5用于与加工零件6固定连接，且定位盘5与分度盘4固定连接。也就是通过定位盘5实现定位夹具与加工零件6的固定连接。定位盘5的具体结构可根据加工零件6的形状相应设置，此处不做具体限定。具体的，定位盘5通过角向压紧块9固定在定位盘5上。

具体的，定位盘5通过圆柱销8与分度盘4固定连接。圆柱销8连接，结构简单，能够在维护及需要的情况下方便的拆卸。当然，定位盘5与分度盘4也并不局限于圆柱销8连接，也可以通过其他螺栓等常规的固定连接方式连接。

进一步地，定位盘5通过角向销和压紧螺钉与加工零件6固定连接。通过角向销和压紧螺钉能够方便地将加工零件6固定于定位盘5上，且连接可靠。加工完成后，能够方便的拆卸。当然，定位盘5与加工零件6的固定安装方式也并不局限于角向销和压紧螺钉，根据需要也可以采用其他常规的固定连接方式连接。

在上述实施例中，锁紧部件为拧紧手柄，拧紧手柄转动使分度盘4与装夹本体1压紧固定。也就是拧紧手柄的转动，会转换为将分度盘4与装夹本体1压紧的作用力，从而通过作用于拧紧手柄即可以实现对分度盘4和装夹本体1压紧的锁紧。

具体的，装夹本体1的中心具有转轴，分度盘4的中心具有安装孔，转轴***安装孔内，以使分度盘4能够绕转轴转动，拧紧手柄包括手柄2、与手柄2固定连接的螺杆15、与螺杆15螺纹配合的拉紧盘7和与拉紧盘7配合的拉杆14，拉紧盘7位于装夹本体1背离分度盘4的一侧，拉杆14穿过转轴上的通孔，且拉杆14的一端具有凸缘并与分度盘4相抵，另一端与拉紧盘7配合，螺杆15转动时带动拉紧盘7拉紧拉杆14，使分度盘4和装夹本体1锁紧，螺杆15反向转动时带动拉紧盘7松开拉杆14。具体的，拉杆14穿过装夹本体1，且端部具有凸台，螺杆15转动时带动拉紧盘7直线移动，从而与拉杆14的凸台相抵并将拉杆14拉紧，则拉杆14一端的凸缘将分度盘4压紧于装夹本体1上。

也就是转动手柄2时，与手柄2固定连接的螺杆15同步转动，螺杆15的转动带动与之螺纹配合的拉紧盘7直线移动，拉紧盘7与拉杆14配合，从而将分度盘4和装夹本体1夹紧或松开。且通过将拉杆14设置于装夹本体1的转轴上，在拧紧手柄松开时，不影响分度盘4相对装夹本体1的转动。

进一步地，拉杆14的凸缘与分度盘4之间设置有垫圈10，则在螺杆15转动带动拉紧盘7拉紧拉杆14时，拉杆14压紧垫圈10，垫圈10的压紧使分度盘4和装夹本体1锁紧。

根据需要，锁紧部件也可以采用锁扣等常规能够将装夹本体1与分度盘4可拆卸固定连接的组件。

在上述各实施例的基础上，成型电极的尺寸与进气槽的尺寸一致，以一次成型出进气槽。如图2和图3所示，采用尺寸与进气槽尺寸一致的成型电极，一次电火花加工即可成型出进气槽，无需左右进行往复加工，极大的缩短进气槽加工时间，确保加工质量。

基于上述实施例中提供的加工装置，本发明还提供了一种整体叶轮外罩型面进气槽的加工方法，该整体叶轮外罩型面进气槽的加工方法采用上述实施例中任意一种加工装置，该加工方法包括以下步骤：

S1：将加工零件安装于加工装置上；

S2：转动分度盘至待加工的进气槽位置与成型电极位置对应；

S3：将定位销***定位通孔和定位孔后将分度盘与装夹本体固定；

S4：采用成型电极电火花加工成型出进气槽；

S5：解除分度盘与装夹本体的固定，并将定位销拔出；

S6：重复步骤S2至步骤S5直至所有待加工的进气槽加工完成。

由于该整体叶轮外罩型面进气槽的加工方法采用了上述实施例中的加工装置，所以该整体叶轮外罩型面进气槽的加工方法的有益效果请参考上述实施例。

在定位夹具包括定位盘时，则步骤S1具体可以包括：加工零件通过角向销和压紧螺钉固定在定位盘上；定位盘与分度盘通过圆柱销进行固定。

在锁紧部件包括拧紧手柄时，则将分度盘与装夹本体固定具体包括：通过拧紧手柄将定好角向的加工零件固定到装夹本体上。步骤S5具体包括：将定位夹具中的拧紧手柄旋出，然后将定位销拔出。而后将分度盘连带着零件旋转至下一个进气槽加工处，再将取出的定位销重新***与该处进气槽对应的定位孔；最后拧紧拧紧手柄，固定化零件后进行加工。在具有六个进气槽时，则重复6次此步骤，即可完成一个整体叶轮外罩型面进气槽的全部加工。

在拧紧手柄采用上述包括手柄、拉紧盘等结构的情况下，在加工时，将把手拉出，使定位销本体低于分度盘和装夹本体的接触面，同时转动分度盘至第一处加工位置时，定位销本体在压缩弹簧的弹簧力的作用下落入分度盘上的定位孔中,实现零件的角向定位；最后旋紧手柄，通过螺杆带动拉紧盘往下拉紧拉杆，拉杆的另一头则压紧垫圈，垫圈的压紧使分度盘和装夹本体锁紧，最终实现零件的固定加工。

加工完一处进气槽后，松开手柄，让分度盘和装夹本体处于松开状态，同时将把手拉出，使定位销本体低于分度盘和装夹本体的接触面，转动分度盘至第二处加工位置，定位销本体在压缩弹簧的弹簧力的作用下落入分度盘上的第二处定位孔中，然后重新旋紧手柄，使分度盘和装夹本体锁紧，进行第二处进气槽的加工。重复6次此步骤，即可完成一个整体叶轮外罩带涂层型面进气槽的全部加工。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。