專利名稱：用于航空發(fā)動機渦輪葉片精加工的夾持定位裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭加工，更為具體地說，是涉及一種用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置。
背景技術：
航空發(fā)動機中的渦輪葉片采用精鑄成型，其中葉身為一次成型，沒有精加工余量，不需進行機加工，但葉片的葉冠和榫頭還需通過機加工進行進一步的精加工，以滿足葉片的裝配要求。由于葉身表面為空間坐標點形成的自由曲面，常規(guī)的夾具方案難以實現(xiàn)對其定位夾緊。傳統(tǒng)的發(fā)動機渦輪葉片的精加工定位，是采用在方箱中澆注低熔點合金對葉片葉身進行固定，這種方式雖然能實現(xiàn)對葉片的定位，但定位精度及夾緊力方面存在問題與隱患。這是因為低熔點合金有較好的延展性，對葉片的定位精度保持性不好，所提供的夾緊 力較小，在精加工過程中受切削力影響容易變形，進而影響加工精度。此外，由于低熔點合金與葉身表面直接接觸，在精加工完成后熔退方箱，不可避免地會在葉身表面殘留低熔點合金，再就是有些型號發(fā)動機渦輪葉片為空心葉片，在方箱中澆注低熔點合金固定葉片和葉片精加工后熔退方箱的過程中，當操作不當熔融態(tài)合金會灌入葉片空腔內(nèi)部，對于殘留在葉身表面和灌入空腔內(nèi)部的低熔點合金去除過程是很困難的，而且對于灌入空腔內(nèi)部的合金根本沒有辦法完全去除掉，殘留下來的合金在渦輪運行過程中，在渦輪工作的高溫環(huán)境下會滲透到葉片晶相組織內(nèi)部，與葉片材料組成元素發(fā)生化學反應，導致葉片材料性能發(fā)生變化，直接影響到葉片工作性能與壽命。為了消除殘留在葉片表面上的低熔點合金和進入葉片空腔內(nèi)的低熔點合金對葉片的影響，傳統(tǒng)去除低熔點合金的方法，對于殘留在葉片表面的低熔點合金先采用高溫水浴溶化，但是這一措施不能保證完全去除掉殘留在葉身表面的低熔點合金，在高溫水浴之后通常還需要拋光葉身表面殘留的合金。拋光去除葉身表面殘留低熔點合金需要十分小心，稍不注意就會影響到葉身表面輪廓度，進而影響葉片流體力學性能，且十分費時費力。對于灌入葉身空腔內(nèi)部的低熔點合金，目前只有采用高溫水浴加酸洗工藝的方法來去除。對于高溫水浴去除空腔內(nèi)部殘留合金也是不能保證徹底去除，對于酸洗工藝，雖然酸洗工藝是針對去除殘留合金而進行的，但是也不能保證對葉片材料的組成基體不產(chǎn)生腐蝕影響。鑒于現(xiàn)有技術采用在方箱中澆注低熔點合金對葉片進行固定存在的問題太多，生產(chǎn)實踐急需找到一種不通過在方箱中澆注低熔點合金固定葉片的定位方式，以避免去除葉身表面殘留合金和葉身空腔內(nèi)的合金帶來的諸多問題。這種方式最好完全拋棄澆注低熔點合金工藝，來一個爸底抽薪、一勞永逸。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術采用在方箱中澆注低熔點合金對葉片進行固定存在的問題，本發(fā)明的目的旨在提供一種以機械夾緊式實現(xiàn)對葉片定位夾緊的裝置完成葉片榫頭的精加工，以實現(xiàn)從根本上解決去除葉身表面殘留合金和葉身空腔內(nèi)的合金存在的各種問題與煩惱。本發(fā)明提供的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，主要包括由前蓋板、后蓋板、左蓋板、右蓋板、上蓋板和下蓋板通過螺釘構(gòu)成的框架，位于框架內(nèi)與葉身背面型面相吻合的背面定位壓緊塊、與葉身盆面型面相吻合的盆面定位壓緊塊、與葉身進氣或排氣邊緣型面相吻合的定位壓緊塊和用于壓緊葉身另一邊緣的壓緊構(gòu)件，所述背面定位壓緊塊和盆面定位壓緊塊分別設置在構(gòu)成框架的相對兩蓋板上，且兩者至少之一在壓緊方向可調(diào)整地設置在蓋板上，與葉身進氣或排氣邊緣型面相吻合的定位壓緊塊和用于壓緊葉身另一邊緣的壓緊構(gòu)件分別設置在構(gòu)成框架的另一相對的兩蓋板上，在右蓋板或左蓋板上設計有使葉身置入框架內(nèi)的開口和軸向定位葉片的定位構(gòu)件。
為了更好地解決本發(fā)明所要解決的技術問題，本發(fā)明還可進一步采取以下技術措施。下述各項技術措施可單獨采取，也可組合采取，甚至一并采取。在上述技術方案中，所述背面定位壓緊塊和盆面定位壓緊塊優(yōu)先分別設置在相對的前后兩蓋板上，與葉身進氣或排氣邊緣型面相吻合的定位壓緊塊和用于壓緊葉身另一邊緣的壓緊構(gòu)件分別設置在相對的上下兩蓋板上。所述背面定位壓緊塊和盆面定位壓緊塊進一步優(yōu)選的設置方式，是兩者之一固定設置在前蓋板或后蓋板上，另一個在壓緊方向可調(diào)整地設置在后蓋板或前蓋板上。再進一步優(yōu)選的方式，盆面定位壓緊塊固定設置在后蓋板上，背面定位壓緊塊在壓緊方向可調(diào)整地設置在前蓋板上。背面定位壓緊塊可通過設置在前蓋板上的調(diào)節(jié)螺釘在壓緊方向調(diào)整。在上述技術方案中，所述背面定位壓緊塊與葉身背面型面相吻合的一側(cè)最好設計有用于減少與葉身相接觸面的凹槽；所述盆面定位壓緊塊與葉身盆面型面相吻合的一側(cè)最好也設計有用于減少與葉身相接觸面的凹槽，以提高夾持力，更好地夾持定位葉身。在上述技術方案中，所述設置在下蓋板與葉身邊緣型面相吻合的定位壓緊塊優(yōu)先考慮為定位葉身進氣前邊緣的定位塊。在上述技術方案中，所述設置在上蓋板上用于壓緊葉身邊緣的壓緊構(gòu)件為壓緊螺釘，所壓緊的葉身邊緣為排氣后邊緣。在上述技術方案中，所述設置在右蓋板或左蓋板上用于葉片軸向定位的構(gòu)件優(yōu)先選用定位銷，通過定位銷端頭抵頂葉片葉身與榫頭之間的緣板面實現(xiàn)葉片軸向定位。本發(fā)明提供的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，是基于發(fā)明人對發(fā)動機渦輪葉片的葉身和榫頭之間基準關系的深刻理解設計完成的。發(fā)動機渦輪葉片采用精鑄成型，其中葉身為一次成型，葉身表面是無余量，渦輪葉片的三基面設計基準均在榫頭上，榫頭坐標系與葉型坐標系有確定的換算關系，因此只需利用葉身精鑄表面定位夾緊將榫頭三個設計基準加工出來，之后的葉冠精加工基準便可以轉(zhuǎn)換到榫頭基準，也就是葉片的設計基準。本發(fā)明提供的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，夾持定位設計思路是利用葉身葉盆型面對盆背向定位，利用葉身進氣邊對進出氣方向定位，利用緣板上表面對葉片長度方向定位，葉身背面定位塊提供主夾緊力，葉身出氣邊通過螺釘壓緊止動。采用本發(fā)明提供夾持定位裝置對航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭進行精加工，由于夾持裝置為組合結(jié)構(gòu)，采用機械力加緊定位，因此在葉片榫頭精加工過程中可以實現(xiàn)重復定位、反復使用，無需每件葉片配備一個方箱，較之現(xiàn)有技術采用方箱澆注低熔點合金葉片定位方式，每件葉片都需要配一個方箱，大大降低了制造、使用、維修、保養(yǎng)成本。同時也從根本上避免了方箱澆注低熔點合金定位葉片所帶來的，在葉片精加工工序完成后，去除熔退方箱殘留在葉身表面低熔點合金，以及在熔退方箱過程中由于操作不慎造成熔融狀態(tài)低熔點合金灌入葉片空腔所帶來的煩惱與問題。同時也可服了由于采用澆注式，方箱的大部分精加工尺寸都是將設計圖尺寸轉(zhuǎn)換到方箱上面，在轉(zhuǎn)換設計圖尺寸時產(chǎn)生基準不重合，造成誤差累計，不利于合理嚴格控制設計圖尺寸，再加上澆注的低熔點合金在使用過程中容易變形松動，直接降低葉片加工精度等問題。采用本發(fā)明的夾持定位裝置，在使用過程中不易松動，有利于提高定位精度，利于控制葉片加工精度。


附圖I是本發(fā)明的夾持定位裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖2是本發(fā)明的夾持定位裝置的左視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是夾持定位裝置中的盆面壓緊塊正面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4是夾持定位裝置中的盆面壓緊塊側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖5是夾持定位裝置中的背面壓緊塊正面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖6是夾持定位裝置中的背面壓緊塊側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。在上述附圖中，各圖示標號表示的對象分別為1_調(diào)節(jié)壓緊螺釘；2_進氣前邊緣定位壓緊塊；3_左蓋板；4_聯(lián)接螺釘；5_右蓋板；6_葉片軸向定位銷；7_進氣前邊緣定位壓緊塊；8_下蓋板；9_后蓋板；10葉身盆面定位壓緊塊；11_排氣后邊緣壓緊螺釘；12_上蓋板；13-聯(lián)接定位銷；14-壓緊螺釘；15-前蓋板；16_葉身背面定位壓緊塊；17-聯(lián)接螺釘。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實施例，并結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步的描述，以便于人們對本發(fā)明的理解。本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)形式不限于下述實施例所描述的形式，本領域的技術人員可根據(jù)本發(fā)明揭示的思想在不付出創(chuàng)造性地勞動還可設計出其他具體實施方式
，但這些根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容設計出的具體實施方式
仍屬于本發(fā)明的保護范圍。實施例I本實施例的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其結(jié)構(gòu)如附圖I至4所示,構(gòu)成包括由前蓋板15、后蓋板9、左蓋板3、右蓋板5、上蓋板12和下蓋板8通過聯(lián)接螺釘17等和聯(lián)接定位銷13等構(gòu)成的框架，在右蓋板5上設計有使葉身置入框架內(nèi)的開口和軸向定位葉片的定位銷6，通過定位銷端頭抵頂葉片葉身與榫頭之間的緣板面實現(xiàn)葉片軸向定位。在框架內(nèi)與葉身背面型面相吻合的背面定位壓緊塊16通過設置在前蓋板上的調(diào)節(jié)壓緊螺釘14在壓緊方向可調(diào)整地設置在前蓋板15上，與葉身盆面型面相吻合的盆面定位壓緊塊10固定設置在后蓋板上9，與葉身進氣前緣型面相吻合的定位塊2、7通過調(diào)節(jié)壓緊螺釘I設置下蓋板上，用于壓緊葉身排氣后緣的壓緊螺釘11設置在上蓋板上12。所述背面定位壓緊塊16與葉身背面型面相吻合的一側(cè)，以及所述盆面定位壓緊塊10與葉身盆面型面相吻合的一側(cè)，均設計有用于減少與葉身相接觸面的縱橫凹槽，以提高夾持力實現(xiàn)更好地夾持定位。
因某型號航空發(fā)動機渦輪葉片為整體精鑄，葉片的葉身為一次精鑄成型，沒有加工余量。葉片的榫頭是葉片的裝配基準，葉片裝配的精度高，完全依靠榫頭的加工精度，榫頭的加工是葉片的重點，型面尺寸公差要求很嚴格。渦輪葉片榫齒為縱樹型榫齒，齒厚公差為0/-0. 06，工作面輪廓度公差為O. 015。錯齒度為O. 02，所有工作面上的直線度公差為O. 01，所有型面表面粗糙度I. 6，加工時較難保證。現(xiàn)采用本發(fā)明的定位夾持裝置對該型號 的渦輪葉片進行加工，已加工完成的300多件渦輪葉片，榫頭尺寸和表面粗糙度完全符合設計要求，榫頭加工合格率達到99%以上，從而降低了零件的廢品率，大大降低了葉片的加工成本。
權(quán)利要求
1.一種用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其特征在于主要包括由前蓋板、后蓋板、左蓋板、右蓋板、上蓋板和下蓋板通過螺釘構(gòu)成的框架，位于框架內(nèi)與葉身背面型面相吻合的背面定位壓緊塊、與葉身盆面型面相吻合的盆面定位壓緊塊、與葉身進氣或排氣邊緣型面相吻合的定位壓緊塊和用于壓緊葉身另一邊緣的壓緊構(gòu)件，所述背面定位壓緊塊和盆面定位壓緊塊分別設置在構(gòu)成框架的相對兩蓋板上，且兩者至少之一在壓緊方向可調(diào)整地設置在蓋板上，與葉身進氣或排氣邊緣型面相吻合的定位壓緊塊和用于壓緊葉身另一邊緣的壓緊構(gòu)件分別設置在構(gòu)成框架的另一相對的兩蓋板上，在右蓋板或左蓋板上設計有使葉身置入框架內(nèi)的開口和軸向定位葉片的定位構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的 夾持定位裝置，其特征在于所述背面定位壓緊塊和盆面定位壓緊塊分別設置在相對的前后兩蓋板上，與葉身進氣或排氣邊緣型面相吻合的定位壓緊塊和用于壓緊葉身另一邊緣的壓緊構(gòu)件分別設置在相對的上下兩蓋板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其特征在于所述背面定位壓緊塊和盆面定位壓緊塊中之一固定設置在前蓋板或后蓋板上，另一個在壓緊方向可調(diào)整地設置在后蓋板或前蓋板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其特征在于所述盆面定位壓緊塊固定設置在后蓋板上，背面定位壓緊塊在壓緊方向可調(diào)整地設置在前蓋板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其特征在于背面定位壓緊塊通過設置在前蓋板上的壓緊調(diào)節(jié)螺釘在壓緊方向調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其特征在于所述背面定位壓緊塊與葉身背面型面相吻合的一側(cè)設計有用于減少與葉身相接觸面的凹槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其特征在于所述盆面定位壓緊塊與葉身盆面型面相吻合的一側(cè)設計有用于減少與葉身相接觸面的凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其特征在于所述設置在下蓋板與葉身邊緣型面相吻合的定位壓緊塊為定位葉身進氣前邊緣的定位壓緊塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其特征在于設置在上蓋板上用于壓緊葉身邊緣的壓緊構(gòu)件為壓緊螺釘。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，其特征在于設置在右蓋板或左蓋板上用于葉片軸向定位的構(gòu)件為定位銷，通過定位銷端頭抵頂葉片葉身與榫頭之間的緣板面實現(xiàn)葉片軸向定位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于航空發(fā)動機渦輪葉片榫頭精加工的夾持定位裝置，包括由前蓋板、后蓋板、左蓋板、右蓋板、上蓋板和下蓋板通過螺釘構(gòu)成的框架，位于框架內(nèi)與葉身背面型面相吻合的背面定位壓緊塊、與葉身盆面型面相吻合的盆面定位壓緊塊、以及與葉身進氣或排氣邊緣型面相吻合的定位壓緊塊和用于壓緊葉身另一邊緣的壓緊構(gòu)件，所述背面定位壓緊塊和盆面定位壓緊塊兩者之一在壓緊方向可調(diào)整地設置在前蓋板或后蓋板上，在右蓋板或左蓋板上設計有葉身置入開口，在該蓋板上設計有葉片軸向定位構(gòu)件。本發(fā)明較之現(xiàn)有技術采用澆注低熔點合金定位葉片的固定方式，大大降低了葉片加工成本，避免了去除葉身上的低熔點合金帶來的諸多問題。
文檔編號B23Q3/00GK102962694SQ20121047440
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者夏艷, 鄧杰, 鄭娟 申請人:四川成發(fā)航空科技股份有限公司