俸躍偉　方　軍　楊　易　周成武（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

某發(fā)動機多個機匣零件通用銑槽夾具設計與應用

俸躍偉方軍楊易周成武
（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

本文針對一組結構類似的發(fā)動機機匣零件，對零件的結構和尺寸和裝夾特點進行分析，設計了一套5個機匣零件通用的型槽銑加工夾具，滿足各不同尺寸零件的裝夾和定位要求，通過零件的加工試驗，驗證了該夾具結構方案的可行性。

機匣；通用夾具；裝夾定位

航空發(fā)動機機匣類零件在加工過程中通常需要使用夾具進行裝夾定位，為提高裝夾可靠性，直徑尺寸較大的機匣零件一般都單獨設計和制造夾具。某發(fā)動機上具有一組逐級相連、結構類似的機匣零件，該組機匣零件共有5級，其直徑尺寸從φ870～φ1010不等，而銑槽加工使用相同的加工設備。因為5級零件同屬于一臺發(fā)動機，因此在生產過程中會經(jīng)常出現(xiàn)交叉進行加工的情況，如果5級零件單獨設計夾具，則需要來回調換夾具，加工輔助時間較長，而且因為零件直徑較大，夾具也相應比較笨重，多次裝卸夾具的勞動強度也較大。

1 零件結構分析

該系列零件最終為焊接零件，各級零件上銑加工80～130片不等的葉片型槽后，將加工完成的葉片安裝到機匣零件上進行焊接，焊接之后再繼續(xù)加工，因此在銑加工葉片型槽時零件還有加工余量，其銑加工葉片型槽時的結構如圖1所示。

由于這5級零件在發(fā)動機上各級逐級相連，從前往后各零件間的止口相互配合，從前往后相連零件間的直徑尺寸相近，而且如圖1所示為零件在銑加工工序中的裝夾定位狀態(tài)，用作銑加工工序的定位直徑尺寸分別為：一級φ1007.2；二級φ1039.4；三級φ1039.4；四級φ1022.6；五級φ992。其中二級和三級止口尺寸相同，可以共用一個夾具止口；一級零件是臺階型止口，與其余四級零件的止口都不能共用，因此定位結構必須單獨設計；而四級和五級零件的直徑尺寸較小，因此裝夾定位也需要特殊設計?？紤]到加工該工序的夾具是粗定位，零件在夾具上還需要進行找正的過程，因此夾具止口對零件徑向不會起到實際定位的效果，主要依靠端面定位和找正零件之后的壓緊定位。從零件槽距離底部定位面的距離分析，其中一級、三級、四級和五級零件槽與安裝邊的距離較大，可以使用壓板壓緊下面的安裝邊，而二級零件槽與下面安裝邊的距離很小，根本沒有壓緊空間，因此必須從上面壓緊。該組零件的型槽部分壁厚僅2mm，屬于薄壁零件，且零件直徑較大，因此加工中易產生振動。綜合考慮以上結構因素，將該夾具設計為下面使用壓板壓緊，頂部壓蓋壓緊的結構，既能達到裝夾定位的效果，又可增加零件加工剛性，防止零件加工振動。

圖1 一～五級零件銑槽加工工序圖

2 夾具結構設計

通過以上對零件結構的分析，零件在夾具上主要依靠平面定位，夾具設計一個內止口，用于零件的粗定位并可防止零件從夾具上掉落，在平面上加工環(huán)形槽的結構用于一級零件的定位，設計一個壓蓋，用于二級零件的壓緊，并可對其它級別的零件進行輔助壓緊，在圓周上均布設計兩層壓板壓緊的位置，外層用于一級、三級和四級零件的壓緊，內層用于壓緊直徑較小的五級零件；根據(jù)刀柄直徑，設計12處專用Z型壓板，并將壓板厚度減小至5mm放置干涉；由于加工設備對加工位置的最小高度為150mm，因此將夾具設計位雙層結構，增加夾具高度，滿足設備加工要求。設計的夾具結構。

3 夾具使用驗證

在使用該夾具之前，加共零件使用6處墊鐵墊高零件，并在墊鐵對應處使用壓板壓緊零件頂部。6處墊鐵使零件大部分定位面懸空，零件剛性較差，且由于零件壁厚較薄，而頂部壓板對零件是點式壓緊，壓緊處零件變形較為嚴重，導致松開壓板后，零件在自由狀態(tài)下型槽尺寸超差，尤其是在壓緊部位，零件變形非常嚴重，基本無合格型槽。使用該夾具后，零件底部與定位平面全面接觸，定為狀態(tài)良好，零件加工剛性提高；一級零件使用壓蓋壓緊，壓緊力均勻，消除了壓板對零件頂部點狀壓緊產生的局部嚴重變形；12處專用Z型壓板既保證了壓緊的均勻性和足夠的壓緊力，又保證不會干涉刀具的正常加工。經(jīng)過實際加工驗證，加工出的零件型槽尺寸完全滿足設計要求，沒有出現(xiàn)葉片型槽超差的情況，證明該夾具對加工該系列零件具有較好的可靠性。

結語

機匣零件是航空發(fā)動機上尺寸較大的薄壁零件，在加工過程中需要考慮裝夾定位方式以減小零件的裝夾變形并提高零件的加工剛性；在加工結構相似的零組件時，為減少夾具轉換時間和提高輔助加工效率，應對類似零件結構進行綜合分析，從而設計系列零件通用的工裝夾具，既能提高加工效率又能節(jié)約工裝制造成本。

[1]機械加工手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990.

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