發動機葉片為典型的薄壁結構零件，具有壁薄、剛性差和精度要求高等特點，加工工藝性差，在切削力、夾緊力和切削熱等影響下，易發生加工變形。
而對薄壁件變形控制的研究，一般會從調整切削參數、修正刀具軌跡、優選刀具、改進裝夾方案、改進毛坯的結構工藝性等方面入手，改進裝夾方案是其中的重要一項。
Part.1 工藝需求與夾具結構實現
此次的夾具結構應用6點定位原理，分別在前端榫頭、中間葉身和尾部鋸齒冠采用3-2-1定位方式精密定位，進行空間點定位，保證定位精準性。夾緊則在在前端緣板位置用鉗式四面夾緊來固定工件；在后端通過雙側同步夾緊方式緊固工件，消除額外裝夾應力的產生。
圖1
1、工藝需求分析
A1、A2與A3點限制葉片Y軸移動，X、Z軸轉動三個自由度；B1、B2點限制葉片Z軸移動和Y軸轉動；F1點限制葉片X軸移動，葉片零件實現了完全定位。壓緊固定時，因為葉片榫頭上的A2、A3點距加工位置很近，夾具定位件與加工砂輪干涉，同時由于是點定位，還會壓傷葉片型面，因此在夾具結構上要兼顧定位與夾緊的協調統一。
2、夾具結構研究及設計
改進加工方式方法，6點定位快換夾具（見圖2），主要分為4部分。
2a.夾具整體結構圖
第1部分為定位與壓緊的安裝主體夾具體；第2部分分為前、中及后三部分，對葉片實現精密6點定位；第3部分為夾緊機構，有緣板四面夾緊、鋸齒冠雙側夾緊機構，固定葉片位置。
2b.夾具整體結構俯視圖
1.側面定位件 2.底座 3.前定位頂尖
4.下夾板 5.支承 6.左夾板
7.中夾板 8.上夾板 9.壓釘
10.導柱 11.右夾板 12.13.17.18.21.螺釘
14.中間定位件 15.尾部定位頂尖 16.尾頂尖
19.左尾夾板 20.右尾夾板
2c.A-A剖視圖
2d.B-B剖視圖
第4部分為快換機構，可實現離線裝夾與在線加工的快速轉換，換裝方便快捷。
2e.C-C剖視圖
2f.D-D剖視圖
葉片位置準確后，還需要進行固定，以抵抗加工切削力的影響。前端緣板位置剛度好且靠近加工區域，需要在此處嚴格夾緊以抗拒切削力，所以采用上、下、左、右4面同步鉗式夾緊方式。
圖3 緣板四面同步夾緊方式
鉗式夾緊方式是采用類似卡鉗的工作原理，兩個壓緊板通過導桿或轉軸進行相對運動，在此過程中夾緊基體是浮動的，無外力干涉，消除了裝夾應力的產生。尾部鋸齒冠位置固定作為前端緣板夾緊的輔助，可增強葉片整體的剛性，提升加工穩定性，同樣也采用同步夾緊的方式實現葉片水平方向的固定。
圖4 鋸齒冠同步夾緊結構
Part.2 夾具裝夾過程與應用
夾具由離線裝夾定位座（見圖5）和葉片夾具體（見圖6）兩部分實現高效裝夾。
圖5 離線裝夾定位座
離線裝夾定位座上裝有一個零點定位器，根據葉片夾具定位要求，把兩個定位點和預壓緊機構設計在離線裝夾定位座上，其余設計在葉片夾具體上，通過零點定位接頭和定向鍵保證離線裝夾與在線加工的空間位置的相對一致性。裝夾葉片時，夾具體通過零點定位器與離線裝夾定位座精密連接成為離線裝夾夾具。然后，葉片連同夾具體從離線裝夾定位座上卸下，再安裝到加工設備上的零點定位基座上，不用調整即可進行零件加工，兩者定位誤差小于0.005mm。
圖6 葉片夾具體
葉片裝夾后， 由于加工時定位點已不再受力，不會對葉片造成損傷，A2、A3兩個定位點不在夾具體上，加工時不會有干涉現象。
因此，總結一下此類加工難題時的夾具設計要點，可以發現包括了：
?6點定位快換夾具實現了葉片加工的精密定位與快換，在零件加工中充分體現了它的優勢，減小了由于裝夾受力不均而引起的變形，避免了零件定位點的壓傷。
?離線裝夾方式解決了設備空間小、操作不便等問題，更是保證了加工的連續性，提升了設備利用率。
?改變了之前對葉片葉身進行合金澆鑄輔助工藝臺進行定位夾緊的方式，對優化工藝路線、提升加工制造水平、減少費用和縮短研制周期有重要意義。
