带有定滑轮的钢带压紧机构夹具设计

丁明月 洪量 陈思

摘 要：由于航空发动机叶片零件本身叶型相对复杂，在对叶片零件磨削加工过程中通常采用的是压板对钢带进行压紧的方式，压紧行程存在一定局限性，本文对带有定滑轮钢带压紧机构设计夹具的改进方案进行提出，并展开简单探析。

关键词：叶片夹具；钢带压紧机构；定滑轮

在对航空发动机叶片零件进行磨削加工的过程中经常会用到复杂叶身型面作为压紧面的情况，柔性压紧是普遍应用且最简单的方式，其操作过程就是通过弹性较好的钢带其受拉弹力对工件实施压紧，此种操作的关键环节是钢带受拉后需产生充分弹性变形才可以对复杂叶身型面对夹紧力的需求进行满足，从而使得压紧更加可靠。现阶段通常情况下采用螺钉压板结构的形式完成钢带压紧操作，但是由于钢带具有较大弹性使用此种方式对其进行压紧操作会造成压板施力方向与钢带受拉方向不统一的现象，从而造成钢带受拉行程的限制，使得对工件的压紧并不可靠，所以说对夹具弹性钢带压紧结构的夹紧可靠性进行提高十分有必要，也是对此项问题进行解决的关键。

1.夹具具体阐述

1.1概述

通常情况下我们所说的夹具是对各类机械制造过程中被加工对象的固定装置总称，使得加工对象可保持于正确位置以便于接受检测或施工，又被称之为卡具。再大范围的广义解释为任何工艺过程中的各个环节以及工序中根本作用是对安装工件速度以及操作便捷度和安全度进行保证的装置都可称之为夹具。

1.2结构分析

夹具由定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、分度装置、连接元件以及夹具体等共同组成。定位元件用来对夹具中正确位置进行确定，对刀引导元件对刀具与工件相对位置或者是导引刀具方向等進行具体确定，分度装置指的是工件在一次安装过程中对数个工位加工进行完成，可分为回转分度装置与直线移动分度装置俩个种类，夹具体则具体指的夹具底座部位。

1.3夹具分类

<1>万能通用夹具

万能类通用夹具主要包括卡盘、吸盘、虎钳、分度头以及回转工作台等，因具有较大通用性所以称之为万能通用夹具。

<2>专用性夹具

专门为某种产品的某种零件在特定工序上进行装夹的实际需求而制造的一种夹具，服务对象专一且具有较强的针对性是其根本特点，通常情况下是产品制造厂自行研发设计。

<3>可调夹具

可调夹具相比专用性夹具来说通过字面意思更加容易理解，即可进行调整元件或更换的专用夹具。

<4>组合夹具

组合夹具指的是不同规格、不同形状甚至是不同用途的各类标准化元件组合起来的夹具种类，经常用于新产品试制、产品经常更换的单件、小批量生产或临时任务的具体操作中。

2.夹具设计建议分析

通常情况下大多数夹具都是为了对某种焊接组合件转配焊接工艺进行满足而专门设计生产的，属于非标准的装置类，往往需要将产品结构特点、生产条件以及实际需求作为根本依据自行进行设计改造和生产。生产准备工作中十分关键的一项就是焊接工装的设计，同时也作为焊接生产工艺设计的根本任务而存在。在进行工艺设计之初对所需要的工装类型、结构草图以及简要说明进行认真提出，基于此项基础上对详细结构以及零件设计和全部图样进行完善。夹具设计质量水平的高低直接影响生产效率、加工成本以及产品质量等一系列活动，甚至于对生产安全也发生直接作用。

3..原结构现状问题分析

原结构为图1所示，15-顶紧螺钉对可转动带螺孔铰销4旋转作用时转动压板5饶转动销轴6进行顺时针的转动活动，从而使得压板头部对钢带8进行压紧操作，但螺钉15的旋转会对压板5造成转动倾斜然后又作用至螺钉15随之倾斜而倾斜，一旦螺钉15发生较大倾斜现象就会造成压紧不稳定的现象产生，对于钢带充分伸长的目的无法满足，从而造成压紧操作的不可靠。

4.带有定滑轮的钢带压紧机构夹具设计结构特点分析

改进后结构如上图2所示，滑动块支座10、支座4以及定位块14分别通过销子12、螺钉13将其于夹具底座1上进行固定。弹性钢带8上图2所示，其制作材料为65Mn通过淬火后采取中温回火制成，利用铆钉2对其与带孔钢带拉头9及滑动块5进行连接，从而将钢带8的工件压紧作用最大限度发挥。对带孔钢带拉头9利用插销11将其于支座10进行固定，从而达到对钢带一端进行稳固的目的；钢带另外一端的滑动块5在生产之初有外螺纹设置，经过上下相配的蝶形螺母3对钢带压紧工件进行调节作用，从而使得滑动块5可保持于支座4方孔范围内进行滑动，从而发挥对钢带8拉紧或放松的根本作用。通过定滑轮6将定滑轮7于滑块支座4进行固定操作，从而将钢带8一直限制于工件压紧最佳方向的固定位置，同时在钢带被伸长时定滑轮7又起到对其张拉方向限制的作用，从而使得钢带的摩擦现象有效降低，反之对有效夹紧力作用进行增加，而定位块14则对叶片零件进行有效定位。如上图2 所示叶片零件结构为双点划线，利用定位块14将叶片在夹具底座1进行定位操作。将钢带8其中一段的带孔刚打拉头9利用插销11对其上孔以及支座10孔进行穿入操作，从而达到钢带8一端的固定，此时钢带8与夹具定位块14之间的区域即为叶片所处位置，而此时位于钢带另一端的滑动块5会位于滑动块支架4的方孔范围内进行滑动，此种情况若无定滑轮7轮缘位置对钢带伸张方向进行控制，将会因滑动块在支座方孔内的滑动轨迹而发生变化，但是因定滑轮7对此造成了有效的控制，所以可使得钢带伸张方向始终保持不变状态。另外定滑轮位置的合理装置会使得钢带与叶片的叶背型面保持充分的面积接触。滑动块位于滑动块支座内方孔的长度限定尺寸空间内进行随意移动，从而可对钢带进行充分张拉作用，使得对工件压紧更大限度发挥，对工件夹紧所需充分夹紧力充分满足，保证工件夹紧的可靠性，从而对工件加工效率进行充分提高。

结束语

综合以上所述，添加了定滑轮装置的钢带压紧机构可对钢带的拉伸作用更加充分发挥，使得压紧操作更加可靠，从而对叶片复杂型面压紧问题进行充分解决。此种夹具设计相比之前传统夹具来说整体结构更加简单、紧凑且实用是其根本特点，也使得施工过程的夹紧操作更加可靠，操作也更为便捷，通常情况下对试验件进行加工可保证一次性合格，对人力、物力、材料以及其他成本进行了大幅度节省。有实践表明该种夹具对生产率以及合格率也进行大幅度提升，其后续保养维修也十分简便，使得该领域技术步入新阶段，对于我国此领域的整体发展起到积极的推动作用。

参考文献

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（作者单位：1中国航发哈尔滨东安发动机有限公司；

2 3中船重工第703研究所）