浇铸夹具设计

1.前言

叶片是航空发动机零件中非常重要的一类零件。叶片制造工作量占整机制造工作量的三分之一左右,加之叶片形状复杂不规则,与普通零件有很大差异,而我公司产品是各种精锻叶片,叶身无余量精锻,主要机加工作量集中于榫头上,那么,寻找出一种好的机加工艺,用以提高效率、稳定质量,就成了当务之急。采用叶身低熔点合金浇铸精密定位法就是其中一种行之有效的方法,利用低熔点合金定位块将叶片准确定位,从而使定位基准由叶片转移到定位体上。浇铸夹具就是实现这种方法关键工具。

2.叶身低熔点合金浇铸精密定位法工艺简介

经过叶身无余量精锻后得到叶片毛料,加工叶身进排气边,六点定位法夹持叶身进行浇铸,把复杂的叶身点定位转换成规则的面定位,得到浇铸块,用浇铸块定位进行后续加工。

2.1定位点的选择

叶片精密定位的定位方式为典型的六点定位(见图1)。它们是叶身上三个点,进气边两个点,缘板上一个点。一般情况下这些点都是毛料的设计基准。靠近叶根的一个截面上两个点决定了叶身的扭角；叶身上靠近叶尖的另一个点,保证叶片沿叶身方向的弯曲；进气边上的两个点,决定了叶片另一个方向的位置。这五个点同时也决定了叠合轴的位置,还有一点在叶片的缘板上,决定叶身各截面的位置。

图1

叶身上的三个点可能在叶背,也可能在叶盆,视锻造时基准面取在叶背还是叶盆。缘板上的定位点,随着叶身定位点的变化而改变,即可能在叶背面的缘板上,也可能在叶盆面的缘板上。前提是该缘板必须是在无余量的。

2.2低熔点合金浇铸精密定位法分类

按浇铸材料包容叶片的程度不同,浇铸式精密定位分为全包式精密定位和局部包容式精密定位(也称半包式精密定位),包容部位也各有不同；按浇铸定位体是否带定位壳体又可分为带定位壳体精密定位和无壳体精密定位,浇铸夹具各不相同。

2.3低熔点合金浇铸精密定位具有下列优点

A非规则的叶片型面基准转换为定位面。定位精确稳定,保证了加工精度。

B叶片较小时,直接装夹叶片比较困难,利用精密定位,定位体积大,形状规则,便于装夹。

C加工和测量使用的夹具和测具结构简化,从而降低费用。

D便于自动化生产。

E保护叶身型面不会压伤。

3浇铸夹具设计

现在以我公司自行研制生产的某航空发动机转子精锻叶片(见图1)为例,简要介绍低熔点合金精密定位浇铸夹具的设计过程。

3.1确定总体方案

我公司是专业生产精锻叶片的厂商,产品批量大,这就要求此夹具要易于操作、装卸快捷,再者,公司内类似的叶片多,本着节约成本,将这套夹具分为专用与通用两部分分别设计:通用部分为底座,完成夹具的开合,以后如有类似叶片要研制,均可以用同一个底座,降低开支,减少重复浪费；专用部分为本体,用于定位及夹持叶片,成型浇铸块,这部分又细分成叶盆(ID)--定位子装配、进气边(LE)--定位子装配、叶背(OD)--夹紧子装配三个相对独立的子装配,他们通过底座联系成一个整体,完成预定功能。

由于定位点多,为确保定位可靠,系统引入弱电检测系统。在夹具本体中加工出冷却水管道系统,使水循环流过,此系统为了加快合金块冷却速度,提高生产效率。

null

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。