3 浇铸夹具设计
现在以我公司自行研制生产的某航空发动机转子精锻叶片(见图1)为例,简要介绍低熔点合金精密定位浇铸夹具的设计过程。
3.1 确定总体方案
我公司是专业生产精锻叶片的厂商,产品批量大,这就要求此夹具要易于操作、装卸快捷,再者,公司内类似的叶片多,本着节约成本,将这套夹具分为专用与通用两部分分别设计:通用部分为底座,完成夹具的开合,以后如有类似叶片要研制,均可以用同一个底座,降低开支,减少重复浪费;专用部分为本体,用于定位及夹持叶片,成型浇铸块,这部分又细分成叶盆(ID)--定位子装配、进气边(LE)--定位子装配、叶背(OD)--夹紧子装配三个相对独立的子装配,他们通过底座联系成一个整体,完成预定功能,见图2。

图2
由于定位点多,为确保定位可靠,系统引入弱电检测系统。在夹具本体中加工出冷却水管道系统,使水循环流过,此系统为了加快合金块冷却速度,提高生产效率。
3.2 确定浇铸块外型尺寸
浇铸块是后续加工中的基准,所以,它本身的精度及结构就显得格外重要。在这次设计中,将本公司转子叶片浇铸块尺寸分为三类,尺寸分别为:30MMx45MM、50MMx70MM、70MMx100MM,这样对于使用同一尺寸浇铸块的不同叶片,在后续加工,就可以共用相同的夹具和测具,或者稍作改动即可使用,大大降低生产研制成本。
对于本叶片外形尺寸及后续加工要求,同时考虑到还有三个相类似的待研制的家族叶片,我决定选用30MMx45MM这一系列浇铸块,长度定为130MM,叶身采用全包,榫头裸露,这样既保证叶片在后续加工中的定位可靠度要求,又避免榫头全包后,低熔点合金浪费及降低回收成本。外形尺寸确定后,考虑到我公司尚无自动生产线,所有操作均靠工人手动完成,所以增加了必要的减重部件。见图3。

图3