一种叶片定位键端面加工装夹装置及方法与流程

1.本发明涉及某型号燃气轮机导向叶片外缘板凹槽内定位键端面铣加工装夹技术领域，具体涉及一种叶片定位键端面加工装夹装置及方法。


背景技术：

2.涡轮导向叶片是燃气轮机、航空发动机等装置的核心部件之一，在燃气轮机及航空发动机等组配零件中占有非常重要的位置；燃气轮机、航空发动机叶片的装配环节是其涡轮部件整个制造过程的最后环节，也是最为重要的环节之一，涡轮部件零件的装配精度决定了其装配质量，对于其性能、以及生产效率等有非常重要的影响，而叶片的加工质量及精度对最终装配起着很重要的作用。某型号燃气轮机涡轮导向叶片定位键由于零件结构设计，使得定位键端面加工难度较大，操作者使用打光刀等工具加工定位键端面，而定位键尺寸往往不易保证，解决定位键端面加工迫在眉睫。为提高叶片定位键端面加工质量，结合叶片结构特点，有必要改进叶片加工工艺，设计并制造定位键端面加工装夹装置，以提高叶片定位键加工合格率，解决发动机装配过程中存在的装配质量问题，保证涡扇发动机的装配质量。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种叶片定位键端面加工装夹装置及方法，以解决叶片加工过程中装夹定位问题，提高叶片加工质量。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.一种叶片定位键端面加工装夹装置，包括底板，底板上设置有能够对叶片内缘板进气侧端面以及外缘板进气侧端面进行支撑和定位的支撑块、能够对叶片内缘板叶盆侧楔面以及叶片外缘板叶盆侧楔面进行定位的定位块、能够对叶片流道表面进行定位的定位销、能够压住叶片内缘板支板以及外缘板支板的压板。
6.优选的，所述支撑块采用硬质合金块。
7.优选的，定位块与底板设置有第一定位销和连接螺栓，定位块与底板通过第一定位销定位、通过连接螺栓固定连接。
8.优选的，定位块包括第一定位块和第二定位块，第一定位块和第二定位块分别对叶片内缘板叶盆侧楔面以及叶片外缘板叶盆侧楔面进行定位。
9.优选的，定位块设置有斜面定位面，定位块通过斜面定位面与叶片内缘板叶盆侧楔面或叶片外缘板叶盆侧楔面进行接触定位。
10.优选的，底板上安装有支座，定位销安装于支座上，定位销上与叶片流道表面接触的部位设为光滑弧面。
11.优选的，压板通过调节支撑和双头螺柱安装于底板上，调节支撑的一端与底板螺纹连接，调节支撑的另一端与压板一端的下表面相抵，双头螺柱的一端与底板螺纹连接，双头螺柱的另一端贯穿压板的另一端，双头螺柱上在压板的上方连接有螺母。
12.优选的，压板的下表面开设有供调节支撑上端嵌入的滑槽，调节支撑的上端与滑槽的底面相抵，压板上开设有供双头螺柱穿过的通孔，该通孔设为长孔，长孔的长度方向与滑槽的方向相同。
13.优选的，调节支撑的上端面设置为凸起的光滑曲面，调节支撑的上端设置有供扳手旋拧的平面以及供杆件伸入的调节孔。
14.本发明还提供了一种叶片定位键端面加工方法，该方法采用本发明如上所述的叶片定位键端面加工装夹装置对叶片进行定位装夹，包括如下过程：
15.将叶片内缘板进气侧端面和外缘板进气侧端面与对应的支撑块表面相抵，使叶片轴向安装稳定；
16.将叶片内缘板叶盆侧楔面以及外缘板叶盆侧楔面与定位块上对应的定位面相贴合、进行定位；
17.将叶片的流道表面与定位销接触，通过定位销进行定位；
18.通过压板稳定压住叶片内缘板支板和外缘板支板；
19.当叶片被稳定装夹后，对叶片定位键端面进行加工。
20.本发明具有如下有益效果：
21.本发明叶片定位键端面加工装夹装置利用支撑块能够对叶片内缘板进气侧端面以及外缘板进气侧端面进行支撑和定位，这样能够保证叶片轴向安装稳定；利用定位块以及定位销能够保证叶片的安装方位，利用压板能够将叶片向下压住、与支撑块共同将整个叶片夹紧，保证了叶片定位键端面在加工过程中位置的稳定性。本发明叶片定位键端面加工装夹装置结合叶片的结构特点进行设计，其装置结构简单，定位设置合理，加工时方便装夹，可优化叶片加工过程操作。
附图说明
22.图1是本发明装置结构主视图；
23.图2是本发明装置结构左视图；
24.图3是本发明装置底板主视图；
25.图4是本发明装置底板左视图；
26.图5是本发明装置定位块主视图；
27.图6是本发明装置定位块左视图；
28.图7是本发明装置压板主视图；
29.图8是本发明装置压板俯视图；
30.图9是本发明装置定位销主视图；
31.图10是本发明装置球面带肩螺母主视图；
32.图11是本发明装置球面带肩螺母左视图；
33.图12是本发明装置调节支撑主视图；
34.图13是本发明装置调节支撑俯视图；
35.其中，1
‑
底板，1
‑1‑
调节支撑安装孔，1
‑2‑
双头螺柱安装孔，1
‑3‑
第一定位销孔，1
‑4‑
第一螺纹孔，2
‑
定位块，2
‑1‑
斜面定位面，3
‑
支座，3
‑1‑
第二定位销孔，3
‑2‑
通孔，4
‑
压板，4
‑1‑
滑槽，4
‑2‑
长孔，5
‑
定位销，5
‑1‑
光滑弧面，6
‑
硬质合金块，7
‑
内六角圆柱头螺钉，8
‑
球
面带肩螺母，9
‑
六角薄螺母，10
‑
调节支撑，10
‑1‑
平面，10
‑2‑
光滑曲面，10
‑3‑
调节孔，10
‑4‑
螺纹段，11
‑
双头螺柱，12
‑
第一定位销，13
‑
锥面垫圈。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。
37.参照图1和图2，本发明叶片定位键端面加工装夹装置，该装置主要用于燃气轮机涡轮导向叶片外缘板凹槽内定位键端面铣加工时定位装夹，包括底板1，底板1上设置有能够对叶片内缘板进气侧端面以及外缘板进气侧端面进行支撑和定位的支撑块、能够对叶片内缘板叶盆侧楔面以及叶片外缘板叶盆侧楔面进行定位的定位块2、能够对叶片流道表面进行定位的定位销5、能够压住叶片内缘板支板以及外缘板支板的压板4。
38.作为本发明优选的实施方案，参照图1
‑
图4，所述支撑块采用硬质合金块6，具有耐磨、变形量小的特点，能够保证叶片轴向安装时位置的精度。
39.作为本发明优选的实施方案，参照图1、图3，定位块2与底板1设置有第一定位销12和连接螺栓，定位块2与底板1通过第一定位销12定位、通过连接螺栓固定连接，底板1上设置有用于安装第一定位销12的第一定位销孔1
‑
3以及安装该连接螺栓的第一螺纹孔1
‑
4。
40.作为本发明优选的实施方案，参照图1和图2，定位块2包括第一定位块和第二定位块，第一定位块和第二定位块分别对叶片内缘板叶盆侧楔面以及叶片外缘板叶盆侧楔面进行定位。
41.作为本发明优选的实施方案，参照图1和图2，定位块2设置有斜面定位面2
‑
1，定位块2通过斜面定位面2
‑
1与叶片内缘板叶盆侧楔面或叶片外缘板叶盆侧楔面进行接触定位。
42.作为本发明优选的实施方案，参照图1、图2、图5和图6，底板1上安装有支座3，定位销5安装于支座3上，定位销5上与叶片流道表面接触的部位设为光滑弧面5
‑
1。支座3与底板1之间通过销钉定位连接以及通过螺栓紧固连接，底板1上设置有对应的定位孔和螺纹孔。支座3上供所述销钉以及螺栓穿过的孔均为光孔。
43.作为本发明优选的实施方案，参照图1、图2、图3、图7和图8，压板4通过调节支撑10和双头螺柱11安装于底板1上，调节支撑10的一端与底板1螺纹连接，调节支撑10的另一端与压板4一端的下表面相抵，双头螺柱11的一端与底板1螺纹连接，双头螺柱11的另一端贯穿压板4的另一端，双头螺柱11上在压板4的上方连接有螺母。底板1上开设有与调节支撑10螺纹连接的调节支撑安装孔1
‑
1(螺纹孔)和与双头螺柱11连接的双头螺柱安装孔1
‑
2(螺纹孔)。
44.作为本发明优选的实施方案，参照图7，压板4的下表面开设有供调节支撑10上端嵌入的滑槽4
‑
1，调节支撑10的上端与滑槽4
‑
1的底面相抵，压板4上开设有供双头螺柱11穿过的通孔，该通孔设为长孔，长孔的长度方向与滑槽4
‑
1的方向相同(以图2所示方位为例，均为左右方向)。
45.作为本发明优选的实施方案，参照图12和图13，调节支撑10的上端面设置为凸起的光滑曲面10
‑
1，调节支撑10的上端设置有供扳手旋拧的平面10
‑
1以及供杆件伸入的调节孔10
‑
3。
46.本发明还提供了一种叶片定位键端面加工方法，该方法采用本发明如上所述的叶片定位键端面加工装夹装置对叶片进行定位装夹，包括如下过程：
47.将叶片内缘板进气侧端面和外缘板进气侧端面与对应的支撑块表面相抵，使叶片轴向安装稳定；
48.将叶片内缘板叶盆侧楔面以及外缘板叶盆侧楔面与定位块上对应的定位面相贴合、进行定位；
49.将叶片的流道表面与定位销接触，通过定位销进行定位；
50.通过压板稳定压住叶片内缘板支板和外缘板支板；
51.当叶片被稳定装夹后，对叶片定位键端面进行加工。
52.从上述可以看出，
53.实施例
54.如图1
‑
图13所示，本实施例叶片定位键端面加工装夹装置包括底板1、两处定位块2、支座3、压板4、定位销5、三处硬质合金块6，定位块2与底板1设置有第一定位销12和连接螺栓，定位块2与底板1通过第一定位销12定位、通过连接螺栓固定连接，底板1上设置有用于安装第一定位销12的第一定位销孔1
‑
3以及安装该连接螺栓的第一螺纹孔1
‑
4。两块定位块分别用于对叶片内缘板叶盆侧楔面以及叶片外缘板叶盆侧楔面进行定位。定位块2设置有斜面定位面2
‑
1，定位块2通过斜面定位面2
‑
1与叶片内缘板叶盆侧楔面或叶片外缘板叶盆侧楔面进行接触定位。定位销5安装于支座3上，定位销5上与叶片流道表面接触的部位设为光滑弧面5
‑
1。支座3与底板1之间通过销钉定位连接以及通过螺栓紧固连接，底板1上设置有对应的定位孔和螺纹孔。支座3上供所述销钉以及螺栓穿过的孔均为光孔。压板4通过调节支撑10和双头螺柱11安装于底板1上，调节支撑10的一端与底板1螺纹连接，调节支撑10的另一端与压板4一端的下表面相抵，双头螺柱11的一端与底板1螺纹连接，双头螺柱11的另一端贯穿压板4的另一端，双头螺柱11上在压板4的上方连接有螺母。底板1上开设有与调节支撑10螺纹连接的调节支撑安装孔1
‑
1和与双头螺柱11连接的双头螺柱安装孔1
‑
2。压板4的下表面开设有供调节支撑10上端嵌入的滑槽4
‑
1，调节支撑10的上端与滑槽4
‑
1的底面相抵，压板4上开设有供双头螺柱11穿过的通孔，该通孔设为长孔，长孔的长度方向与滑槽4
‑
1的方向相同。调节支撑10的上端面设置为凸起的光滑曲面10
‑
1，调节支撑10的上端设置有供扳手旋拧的平面10
‑
1以及供杆件伸入的调节孔10
‑
3。
55.利用本实施例的叶片定位键端面加工装夹装置对叶片外缘板定位键端面加工时，将叶片内缘板进气侧端面安装到底板上1处硬质合金定位面定位面、外缘板进气侧端面安装到底板上2处硬质合金定位面定位面，保证叶片轴向安装稳定；将叶片内外缘板叶盆侧楔面贴合定位块斜面定位面上，并将流道表面与定位销接触进行定位，保证所有定位面0.03mm塞尺不过；使用压板压住叶片内外缘板支板，拧紧球面带肩螺母，即可实现定位键端面加工装夹。
56.具体的：某型号燃气轮机涡轮高压导向叶片外缘板定位键端面需进行铣加工，保证定位键端面与外缘板排气侧外端面台阶差，将叶片装夹在叶片定位键端面加工装夹装置上，装夹步骤如下：把底板1平稳摆放在平台上，六角薄螺母9预先安装到底板1调节支撑10上，把底板1调节支撑10安装到底板1上，调整底板1调节支撑10到适宜高度，反向拧紧六角薄螺母9，保证底板1调节支撑10在底板1上被固定；用同样的方式使用六角薄螺母9锁紧等长的双头螺柱11。将叶片内外缘板排气侧定位端面装置硬质合金块6(3处)上，且叶片内外缘板叶盆侧楔面均紧靠在定位块2(2处)定位斜面(即斜面定位面2
‑
1)上，叶片流道面以定
位销5进行定位装夹；再把压板4通过中间槽套在双头螺柱11上，
57.底板1调节支撑10顶在压板4凹槽结构一端，另一端压在叶片内外缘板支板上；把底板13、球面带肩螺母8依次安装到双头螺柱11上，拧紧球面带肩螺母8，即保证叶片装夹稳定。
58.其中硬质合金块6(3处)以焊接方式固定在底板1上，定位销5安装到支座3上的第二定位销孔3
‑
1内，定位块2、支座3均由第一定位销12(圆柱销)、内六角圆柱头螺钉7固定在底板1上。
59.从上述可以看出，本发明具有以下优点：该定位装置结合叶片的结构特点进行设计，其装置结构简单，定位设置合理，加工时方便装夹，可优化叶片加工过程操作。叶片内外缘板叶盆侧楔面与定位块接触面积大，保证叶片定位稳定；拆卸时使用扳手松开球面带肩螺母，将压板向后抽出，即可完成叶片拆卸，拆卸过程方便，减少了叶片辅助工作；且该定位装置结构紧凑，制造成本低，且该定位装置可用于其他类似结构涡轮叶片的定位键端面加工。