壓氣機轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪大都一起分級和前后用在渦輪發(fā)動機上，由葉片和葉盤組成，是渦輪發(fā)動機的重要組成部分，如圖1所示。材料大都為航空鋁合金和航空鈦合金，工作原理和電風扇、螺旋槳等葉片旋轉(zhuǎn)撥動空氣產(chǎn)生氣流一樣，將空氣推進氣缸進行壓縮產(chǎn)生高壓氣體。為了生成高壓空氣，壓氣機里面安裝有多級葉輪，即不同的轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪，轉(zhuǎn)子葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的氣流，再通過靜子葉輪對空氣整流，對空氣正常壓氣產(chǎn)生高壓氣體。
壓氣機轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪精度要求和工藝要求是非常高的，在生產(chǎn)加工中，有著復(fù)雜的車削和銑削加工過程，毛坯料先經(jīng)多刀位的數(shù)控車床分別用外圓車刀、端面車刀、端面R刀、內(nèi)孔刀等進行留量粗加工，之后按工藝要求半精加工，半精加工后再由四軸或五軸數(shù)控銑床進行葉型粗加工，再返回數(shù)控車床進行端面、外圓、端面型線、內(nèi)孔等精車加工，最后用五軸數(shù)控銑床進行葉片型線的半精加工和精加工。中間有著嚴格的加工要求，來保證轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪的質(zhì)量。
圖1 壓氣機葉輪
圖2 原工裝結(jié)構(gòu)
以往，在銑削加工中都是每一級別準備一套工裝夾具，并且加工轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪之間的工裝夾具不能通用，這樣加工效率就比較低，更換頻率比較高。大多數(shù)工裝都是由螺母加壓蓋壓緊，在旋轉(zhuǎn)螺母壓緊的時候容易帶動壓蓋移動，這樣就容易產(chǎn)生表面劃痕，工件的圓跳動也容易走位，對于找正工件比較麻煩，穩(wěn)定性不夠，如圖2所示。這些因素對于批量生產(chǎn)來說，無法提高效率，保證不了質(zhì)量和穩(wěn)定性。
為此，經(jīng)過我們仔細研究，想到了最佳的胎具工裝改進方案，就是采用胎具工裝底座加活動胎芯組合工裝的方式。這里的胎具工裝底座可以一直固定在機床工作臺上，通過更換轉(zhuǎn)子胎芯和靜子胎芯的方式來實現(xiàn)不同級別的轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪的加工，如圖3。并且夾緊方式更改為沉頭螺栓的方式，螺栓與壓盤接觸面采用圓弧接觸面設(shè)計，這樣就保證了壓盤不會在旋轉(zhuǎn)夾緊力的作用下旋轉(zhuǎn)移位，也就不會產(chǎn)生工件表面的劃傷、壓痕等現(xiàn)象。
壓氣機轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪銑削加工通用工裝夾具結(jié)構(gòu)如圖3所示。由螺栓、壓盤、胎芯、墊圈、內(nèi)六角螺釘、胎具底座等組成，胎芯通過內(nèi)六角螺釘與胎具底座連接方式固定，工件垂直裝入胎芯，螺旋旋緊壓盤，找正，就可以進行工件加工。
圖3 葉輪通用工裝夾具結(jié)構(gòu)
1.螺栓 2.壓盤 3.胎芯 4.墊圈 5.內(nèi)六角螺釘 6.胎具底座
改進型的葉輪工裝夾具，既滿足了工件的裝夾要求，也簡化了工裝夾具的制造工藝及更換胎芯的方式，使得轉(zhuǎn)子葉輪和靜子葉輪銑削加工可以在簡單的操作下，得以很快地轉(zhuǎn)換，大大降低了廢品率，減少了工裝夾具拆裝找正的繁瑣步驟，裝夾工件方式上得以改進，簡單方便，節(jié)省時間，大幅度提高了生產(chǎn)效率。