[发明专利]整体叶盘磨粒流抛光用夹具

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机关键零部件抛光技术领域，具体为一种整体叶盘磨粒流抛光用夹具。

背景技术

在航空发动机中，作为关键性零件的整体叶盘由内外轮毂及若干个叶片组成，其叶片型面多为复杂自由曲面，叶身具有弯、宽、掠、扭、薄的特点。随着航空工业的发展，航空发动机所装用的整体叶盘中叶片数量越来越多，工作条件越来越恶劣，随着气体动力性能要求提高，叶片空间曲面越来越复杂，诸多因素决定了在铣削加工后，叶片表面必须进行抛光加工，以满足越来越高的叶片型面加工要求。

当前国内叶片型面抛光主要采用的传统机械专用加工设备，由工人手工完成。这种加工方式不稳定，加工精度不高，叶片质量的一致性和移植性也都难以保证，人工抛光由于是一次加工到位，磨削余量大，加工残余应力也大，还容易造成叶片烧伤而破坏叶片材质的组织结构。而一般的数控抛光设备不能适应整体叶盘的复杂结构，无法克服叶片间通道开敞性差，抛光机构在抛光过程中无法实时根据叶片型面的变化调整姿态，通过机械结构控制抛光力变化以适应加工精度需要困难等问题，不能满足航空发动机整体叶盘对抛光工序的加工要求。

采用磨粒流抛光技术是叶盘和叶片抛光技术的一个重要发展方向。但我国对该技术的研究尚处于起步阶段，针对诸如整体叶盘这样的航空发动机关键性零部件的磨粒流设备、磨料、工艺技术方案都处于技术空白的状态。而磨粒流夹具作为磨粒流抛光体系中至关重要的环节，起着保护零部件不被挤压变形、引导磨料按预先设计的方向和部位流动、保持抛光过程中零部件始终处于密闭的工作环境等作用，直接决定磨料与零部件的接触状态，对抛光效果的影响权数极大。现存的整体叶盘夹具设计简单，并没有充分考虑到磨料在夹具中实际的流动状态，导致使用磨粒流技术抛光后，整体叶盘的叶片前后缘型面毁损严重。因此迫切需要一种既能保护整体叶盘叶片前后缘型面，又便于制造与保养的磨粒流夹具。

发明内容

要解决的技术问题

本发明要解决的问题是针对航空发动机的整体叶盘设计专用的磨粒流夹具，通过该夹具实现正确引导磨料流动；避免磨料在抛光过程中损毁叶片前后缘型面；避免整体叶盘在抛光过程中因上下汽缸高压推动活塞挤压磨料导致叶盘因受力过大而产生的变形；提高夹具的气密性，防止磨料外泄造成的对工作环境的污染和可能发生的人身伤害事故。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种整体叶盘磨粒流抛光用夹具，其特征在于：由上盘匣、下盘匣、外轮毂密封圈、内轮毂密封圈、叶片前缘密封垫、叶片后缘密封垫组成；上盘匣由内外两个同心回转体组成，在上盘匣内外两个同心回转体之间固定有上密封垫基座，上密封垫基座个数等于待抛光整体叶盘中的叶片个数，且上密封垫基座位置与叶片位置对应，在上密封垫基座内固定有叶片前缘密封垫；下盘匣也由内外两个同心回转体组成，在下盘匣内外两个同心回转体之间固定有下密封垫基座，下密封垫基座个数等于待抛光整体叶盘中的叶片个数，且下密封垫基座位置与叶片位置对应，在下密封垫基座内固定有叶片后缘密封垫；叶片前缘密封垫的顶部贴合面与叶片前缘型面贴合，叶片后缘密封垫的顶部贴合面与叶片后缘型面贴合；外轮毂密封圈和内轮毂密封圈均为环型结构，外轮毂密封圈和内轮毂密封圈填充上盘匣及下盘匣与待抛光整体叶盘内轮毂及外轮毂之间的间隙。

所述一种整体叶盘磨粒流抛光用夹具，其特征在于：上盘匣、下盘匣采用高速钢材料；外轮毂密封圈、内轮毂密封圈、叶片前缘密封垫、叶片后缘密封垫采用氢化丁腈橡胶材料。

有益效果

本发明通过盘匣内的密封垫基座和密封垫，实现了正确引导磨料流动，避免磨料在抛光过程中损毁叶片前后缘型面；通过设置盘匣避免整体叶盘在抛光过程中因上下汽缸高压推动活塞挤压磨料导致叶盘因受力过大而产生的变形；通过采用外轮毂密封圈和内轮毂密封圈，提高夹具的气密性，防止磨料外泄造成的对工作环境的污染和可能发生的人身伤害事故。

附图说明

图1：整体叶盘的叶片示意图；

图2：整体叶盘结构示意图；

图3：本发明整体结构图

图4：叶片、前后缘密封垫、密封垫基座装夹示意图；

图5：内、外轮毂密封环与内、外轮毂装夹示意图；

图6：整体叶盘磨粒流专用夹具拆分示意图；