一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具的制作方法

本发明涉及航空发动机零件加工工装，具体为一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具。

背景技术：

1、航空发动机盘环件属于典型薄壁回转类构件，材料多选用高温合金，构件壁厚薄、径向尺寸大，刚性差，在高速切削加工过程中极易发生装夹变形、切削振动，直接影响零件尺寸精度与形位公差，是航空制造领域加工难点。

2、现有盘环件加工工装多采用刚性卡爪直接夹紧工件外圆或者内孔，装夹力大小难以进行控制，同时，刚性夹持容易在薄壁盘环件表面产生局部压痕、挤压变形；部分工装仅能够实现单一方向夹紧，径向夹持与轴向压紧需要两套独立驱动机构分别控制，装夹操作步骤繁琐，在高速加工工况下，不同夹紧机构存在动作不同步问题，容易造成工件受力不均，进一步加剧工件变形，不利于盘环件高效高速加工。

3、因此，本发明提供了一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具以解决上述提到的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，解决了上述背景技术中提到的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，包括支撑底座，所述支撑底座的顶部沿周向滑动装配有多根呈均匀分布的支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有用于对航空发动机盘环件实现径向支撑与周向限位的限制座，所述限制座朝向盘环件的内侧壁上固定设置有可充气膨胀的限位气囊；

3、所述支撑底座的内部装配有驱动机构，所述驱动机构可同步驱动多个支撑杆进行径向运动，进而带动各限制座整体同步朝向盘环件靠近或者远离盘环件；

4、所述限制座的外侧位置转动装配有用于对盘环件的上表面实施轴向压紧限位的限位辊；

5、还包括传动件，在限制座受支撑杆带动向盘环件方向进给移动的过程中，通过传动件驱动限位辊发生转动，使限位辊压靠至盘环件的上表面实现轴向压紧，并同步向限位气囊的内部充入压缩气体，使限位气囊膨胀实现对盘环件的柔性夹持。

6、优选的，所述限制座整体设置为l形弯折结构，其内侧壁用于布置限位气囊，外侧弯折部分用于实现限位辊的转动安装。

7、优选的，所述支撑杆的底部固定安装有滑动凸柱，所述滑动凸柱采用t形截面结构；所述支撑底座的上表面开设有与滑动凸柱相适配的滑动槽，所述滑动凸柱的外轮廓表面与滑动槽的槽体内壁相互贴合，二者之间形成可相对滑动的滑动配合副，以此实现支撑杆在支撑底座顶面的径向导向滑动。

8、优选的，所述支撑底座的顶部中心位置固定装配有安装座；

9、所述传动件包含延伸杆、活塞以及延伸筒，所述安装座的外圆周侧壁固定连接有多根沿径向向外伸出的延伸杆，所述延伸杆远离安装座的端部均固定装配活塞；所述支撑杆靠近中心安装座的内侧壁上固定设置延伸筒，所述延伸杆的端部连同活塞一同伸入延伸筒的内腔当中，活塞的外周侧壁与延伸筒的筒体内壁之间保持密封贴合，实现活塞与延伸筒之间的密封滑动配合。

10、优选的，所述支撑杆的内部以及限制座的内部共同开设有相互贯通的输气通道，所述输气通道的一端与延伸筒的内部密闭腔体相连通，输气通道的另一端贯通连通至限位气囊的内部腔室，以此构成由延伸筒至限位气囊的气体输送通路。

11、优选的，所述驱动机构包括驱动盘、驱动槽、驱动柱以及驱动电机，所述驱动盘可旋转地布置在支撑底座的内部腔体中，驱动盘盘体上开设有多个沿周向等角度均匀布置的驱动槽，所述滑动凸柱的下端面向下固定连接驱动柱，驱动柱的下端穿入对应驱动槽的槽内，并且驱动柱柱面与驱动槽的槽壁相贴合；所述支撑底座腔体内部固定安装驱动电机，驱动电机的输出轴与驱动盘的圆心位置固定相连，驱动电机输出扭矩能够带动驱动盘做回转运动，再通过驱动槽与驱动柱的配合，将旋转运动转化为支撑杆的径向直线运动。

12、优选的，所述限制座的外侧对称固定设置有安装块，两个安装块之间铰接装配有可摆动的连接架，所述限位辊转动安装在连接架靠近盘环件上端的一端部位；

13、所述活塞背离延伸杆的一侧端面固定连接传动杆，所述传动杆的端部贯穿支撑杆的侧壁向外伸出，并且传动杆伸出端的端面抵靠在连接架的侧壁表面，通过活塞的位移推动传动杆，进而驱使连接架发生摆动。

14、优选的，所述连接架与限制座的外侧壁之间固定装配有限位弹簧；当限位弹簧处于不受外力的自由状态时，在限位弹簧的弹力复位作用下，连接架维持在抬起位置，使得限位辊与盘环件的上表面相互分离，解除对工件的轴向压紧。

15、优选的，所述输气通道的内部通道孔径大于传动杆的杆体外径，保证传动杆能够在输气通道内部做往复滑动运动，同时不阻断输气通道内部的气体流通。

16、有益效果

17、本发明提供了一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具。与现有技术相比具备以下有益效果：

18、（1）、该航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，通过传动件实现径向柔性充气夹持与轴向辊压压紧联动执行，无需分别设置两套独立驱动源，装夹动作同步一致性高；限位气囊充气膨胀实现对盘环件周向柔性包络夹持，替代传统刚性卡爪硬夹紧，能够分散夹持应力，避免薄壁盘环件因局部集中夹紧力产生挤压变形，适配航空发动机薄壁盘环件高速加工的防变形装夹需求。

19、（2）、该航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，轴向压紧采用可转动的限位辊压紧工件上表面，限位辊可以随加工工况微量转动，高速切削过程中能够缓冲切削冲击，抑制工件振动退让；装夹释放时依靠限位弹簧实现连接架自动回弹抬起，限位辊自动脱离工件表面，工件取放便捷。

1.一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，包括支撑底座（1），其特征在于：所述支撑底座（1）的顶部沿周向滑动装配有多根呈均匀分布的支撑杆（2），所述支撑杆（2）的顶端固定连接有用于对航空发动机盘环件实现径向支撑与周向限位的限制座（3），所述限制座（3）朝向盘环件的内侧壁上固定设置有可充气膨胀的限位气囊（7）；

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，其特征在于：所述限制座（3）整体设置为l形弯折结构，其内侧壁用于布置限位气囊（7）。

3.根据权利要求1所述的一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，其特征在于：所述支撑杆（2）的底部固定安装有滑动凸柱（8），所述滑动凸柱（8）采用t形截面结构；所述支撑底座（1）的上表面开设有与滑动凸柱（8）相适配的滑动槽（9），所述滑动凸柱（8）的外轮廓表面与滑动槽（9）的槽体内壁相互贴合。

4.根据权利要求1所述的一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，其特征在于：所述支撑底座（1）的顶部中心位置固定装配有安装座（10）；

5.根据权利要求4所述的一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，其特征在于：所述支撑杆（2）的内部以及限制座（3）的内部共同开设有相互贯通的输气通道（604），所述输气通道（604）的一端与延伸筒（603）的内部密闭腔体相连通，输气通道（604）的另一端贯通连通至限位气囊（7）的内部腔室。

6.根据权利要求3所述的一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，其特征在于：所述驱动机构（4）包括驱动盘（401）、驱动槽（402）、驱动柱（403）以及驱动电机（404），所述驱动盘（401）可旋转地布置在支撑底座（1）的内部腔体中，驱动盘（401）盘体上开设有多个沿周向等角度均匀布置的驱动槽（402），所述滑动凸柱（8）的下端面向下固定连接驱动柱（403），驱动柱（403）的下端穿入对应驱动槽（402）的槽内，并且驱动柱（403）柱面与驱动槽（402）的槽壁相贴合；所述支撑底座（1）腔体内部固定安装驱动电机（404），驱动电机（404）的输出轴与驱动盘（401）的圆心位置固定相连。

7.根据权利要求5所述的一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，其特征在于：所述限制座（3）的外侧对称固定设置有安装块（11），两个安装块（11）之间铰接装配有可摆动的连接架（12），所述限位辊（5）转动安装在连接架（12）靠近盘环件上端的一端部位；

8.根据权利要求7所述的一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，其特征在于：所述连接架（12）与限制座（3）的外侧壁之间固定装配有限位弹簧（13）；当限位弹簧（13）处于不受外力的自由状态时，在限位弹簧（13）的弹力复位作用下，连接架（12）维持在抬起位置，使得限位辊（5）与盘环件的上表面相互分离。

9.根据权利要求8所述的一种航空发动机盘环件高速加工防变形装夹夹具，其特征在于：所述输气通道（604）的内部通道孔径大于传动杆（605）的杆体外径。