帶搖臂整流葉片組件裝配鉆孔模塊化工裝設計

摘 要：帶搖臂的整流葉片組件裝配鉆孔夾具結構采用葉背上一個截面上兩點，葉片兩個軸頸，緣板側面的軸向定位，再用壓板分別壓緊兩個軸頸，夾具設計成可翻轉180°，可完成帶搖臂葉片組件的組裝定位、鉆孔、孔背向去毛刺和銷子裝配等一體組合加工，同時此工裝夾具結構可通過可更換定位主件模塊，加工系列類似帶搖臂的其他級葉片組件裝配和鉆孔加工。

關鍵詞：定位模塊；整流葉片；裝配及鉆孔

1 概述

在航空發動機，葉片類型繁多，各型別之間存在著大量結構類似，加工過程相仿的葉片零件，存在大量的重復性工作。浪費了大量的人力、物力，而且制約了葉片型號研制周期，現場工裝的存放、維護和管理造成巨大的壓力。為了緩解這些矛盾，工裝產品向低成本，高生產效率，可調整柔性設計和制造發展。帶搖臂的整流葉片組件，結構緊湊，葉片長度較短，在葉片組件裝配及鉆孔工藝中，我廠通常是采用分體加工兩個零件的裝配孔，然后在裝配夾具上進行裝配，保證裝配后尺寸和技術條件，這樣工藝流程方法簡單，加工方便，但每個零件上孔位置精度要求高，需要多套工裝保證，成本高。通過工藝專家研究后，決定改進工藝方法，組合裝配后加工孔和去除孔上毛刺，并裝配銷子一套工裝完成。保證質量和加工進度。

2 零件的結構和工藝精度分析

帶搖臂的整流葉片兩端軸頸，長分別為29mm和10.5mm。一端安裝板上，長軸上有襯套，長軸外端裝有搖臂，用銷軸連接，銷軸孔工藝要求位置度ф0.32mm，軸向到定位面尺寸為14.6±0.05，與葉片截面有夾角，公差為±7′，鉆孔到定位面距離為18.5mm。

3 夾具總體結構方案

設計制造一個集零件裝配、鉆孔、打磨孔毛刺于一體的工裝夾具，保證裝配設計圖紙技術要求。工裝夾具結構采用插銷翻轉180°式結構，工裝夾具由三個部分組成，第一個部分由葉身角向定位、葉片軸頸定位和壓緊、搖臂角向定位組成。第二個部分是分度旋轉機構、葉片組件后軸頸輔助定位壓緊機構、鉆模板結構組件。第三個部分是可移動擺放彈簧彈起支撐銷，并可鎖緊的輔助支撐座。這三個部分分別按照模塊設計，在使用中可換、可拆卸。在第一個部分模塊和第二個部分模塊聯結部分，用一個圓柱銷和一個菱形銷定位連接，并用3個螺釘鎖緊，組合后保證設計要求。在第二個部分模塊鉆模板結構設計上，采用鉸鏈翻轉結構設計，并用T型螺釘壓緊，方便葉片安裝、拆卸和180°翻轉。此結構設計解決了不拆卸葉片組件就可打磨孔反方向孔內毛刺，又可滿足在工裝夾具上定位組裝、鉆孔、銷子裝配，同時可通過工裝夾具模塊的換裝進行類似系列葉片組件裝配加工，并滿足工藝要求。

3.1 第一個部分V型定位塊設計

定位塊結構影響葉片在夾具中所處的加工位置，決定整個夾具的布局和大小，由于受空間限制，V型定位塊在設計時，讓它起到定位葉片中心作用，又起到葉片軸向的定位，還要定位搖臂的角向定位，把三個定位塊集中到一個定位塊上，節省了空間，又能保證葉片定位塊定位穩定和工藝性要求。具體結構如圖1所示。

3.2 第一個部分葉片的角度方向定位結構設計

由于葉片中心用V型塊和滑動套定位，葉片自由度只能繞葉片中心旋轉，在控制旋轉設計時，不能采用固定式定位，因葉片公差的限制和過定位的制約，使葉片安裝費事，并造成加工超差，綜合考慮下，采用彈簧浮動結構，自適輔助定位作用，即能在葉片盆向一截面玄向相切，起到葉片角向定位作用，不能破壞原有定位基準，作用到零件上的力盡量要小，考慮葉片成本，我們現階段選用彈簧彈力，把輔助支撐塊頂起，再把支撐塊鎖緊，與葉片零件形成剛性連接，由于此夾具空間所限，具體結構如圖2。

3.3 第二個部分分度和本體模塊設計

葉片組合鉆孔后，孔的出口處有毛刺，在原不翻轉夾具上受空間限制，不能去除毛刺，只能在裝配銷子后下邊打磨，易劃傷葉片，造成質量問題。現把夾具旋轉180°，把鉆孔的出口處旋到上面，便于用絞刀或手工去除毛刺，分度結構，本體模塊設計，為便于加工同系列類似產品設計，降低成本，減少重復設計相同的分度結構和鉆模板結構設計，結構采用一個圓柱銷，一個菱形銷定位本體，并用三個螺栓壓緊，實現可換的目的，本體承載葉片角向定位、葉片前軸頸中心定位、葉片組件軸向定位，搖臂角向定位等夾具組件。通過本體的更換，可加工同系列類似產品的孔加工和裝配，實現模塊設計功能。具體結構如圖3。

4 結束語

通過設計的專用夾具加工我廠帶搖臂整流葉片銷孔，并裝配后，質量滿足工藝要求，減少返修率30%，基本上降低工裝制造成本，縮短了其他級葉片工裝設計制造周期，工裝達到設計研究目的。為今后設計類似葉片鉆孔和裝配工裝模塊設計提供了寶貴經驗。

參考文獻

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