叶片型面数控加工变形控制夹具分析

　　航空发动机叶片型面因其薄壁弱刚性结构、复杂空间曲面形状、材料切削性能差、轮廓与位置精度要求严格等特点，使得其加工即使采用先进的多轴加工设备和较好的刀具材料来进行加工，如果工艺措施不得当，依然不易获得满意的加工效率和加工质量。其中加工所用夹具结构在保证获得满意的精密加工效果方面也起到至关重要的作用。

　　某种双轴颈叶片的加工因最初夹具结构上考虑的欠缺，使得叶片型面加工质量既存在装夹变形造成的影响，也存在由于叶片刚性不足而受到切削力作用的变形影响，其中后一种情况的变形影响，会因为叶片材料切削加工性差，刀具易磨损现象的存在而更加不易控制，其不仅使叶片型面的加工难以稳定地获得加工精度的保证，也限制了切削参数改变所带来的加工效率提高。为此，我们通过对叶片型面结构特点、几何精度要求和加工方式特点的综合分析，设计了合理的夹具结构，使叶片型面的加工既获得了满意的加工精度质量，同时也扫除了通过改变切削参数进行效率提升所存在的潜在障碍。

　　一、夹具结构因素产生问题分析

　　1. 产生的问题

　　某种双轴颈叶片结构如图1所示，由两端轴颈和缘板及中间型面三个主要部分组成，要加工的叶片型面结构具有三维空间曲面形状，型面的几何尺寸精度要求是保证自身的形状精度和相对于叶片规定基准面的位置精度。

　　由于叶片型面结构为空间三维曲面形式，其成形加工选择五轴联动数控加工中心设备，叶片型面最初的加工定位方式是，使用与设备前端回转　　轴联接的专用夹具，对叶片前端轴颈外圆表面A、角向平面D、前端缘板端面B进行定位和相关的压紧，使用设备后端回转轴上的顶尖对叶片后端端面顶尖孔进行顶紧。

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