[发明专利]用于航空发动机涡轮叶片精加工的夹持定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机涡轮叶片榫头加工，更为具体地说，是涉及一种用于航空发动机涡轮叶片榫头精加工的夹持定位装置。 

背景技术

航空发动机中的涡轮叶片采用精铸成型，其中叶身为一次成型，没有精加工余量，不需进行机加工，但叶片的叶冠和榫头还需通过机加工进行进一步的精加工，以满足叶片的装配要求。由于叶身表面为空间坐标点形成的自由曲面，常规的夹具方案难以实现对其定位夹紧。传统的发动机涡轮叶片的精加工定位，是采用在方箱中浇注低熔点合金对叶片叶身进行固定，这种方式虽然能实现对叶片的定位，但定位精度及夹紧力方面存在问题与隐患。这是因为低熔点合金有较好的延展性，对叶片的定位精度保持性不好，所提供的夹紧力较小，在精加工过程中受切削力影响容易变形，进而影响加工精度。此外，由于低熔点合金与叶身表面直接接触，在精加工完成后熔退方箱，不可避免地会在叶身表面残留低熔点合金，再就是有些型号发动机涡轮叶片为空心叶片，在方箱中浇注低熔点合金固定叶片和叶片精加工后熔退方箱的过程中，当操作不当熔融态合金会灌入叶片空腔内部，对于残留在叶身表面和灌入空腔内部的低熔点合金去除过程是很困难的，而且对于灌入空腔内部的合金根本没有办法完全去除掉，残留下来的合金在涡轮运行过程中，在涡轮工作的高温环境下会渗透到叶片晶相组织内部，与叶片材料组成元素发生化学反应，导致叶片材料性能发生变化，直接影响到叶片工作性能与寿命。 

为了消除残留在叶片表面上的低熔点合金和进入叶片空腔内的低熔点合金对叶片的影响，传统去除低熔点合金的方法，对于残留在叶片表面的低熔点合金先采用高温水浴溶化，但是这一措施不能保证完全去除掉残留在叶身表面的低熔点合金，在高温水浴之后通常还需要抛光叶身表面残留的合金。抛光去除叶身表 面残留低熔点合金需要十分小心，稍不注意就会影响到叶身表面轮廓度，进而影响叶片流体力学性能，且十分费时费力。对于灌入叶身空腔内部的低熔点合金，目前只有采用高温水浴加酸洗工艺的方法来去除。对于高温水浴去除空腔内部残留合金也是不能保证彻底去除，对于酸洗工艺，虽然酸洗工艺是针对去除残留合金而进行的，但是也不能保证对叶片材料的组成基体不产生腐蚀影响。 

鉴于现有技术采用在方箱中浇注低熔点合金对叶片进行固定存在的问题太多，生产实践急需找到一种不通过在方箱中浇注低熔点合金固定叶片的定位方式，以避免去除叶身表面残留合金和叶身空腔内的合金带来的诸多问题。这种方式最好完全抛弃浇注低熔点合金工艺，来一个釜底抽薪、一劳永逸。 

发明内容

针对现有技术采用在方箱中浇注低熔点合金对叶片进行固定存在的问题，本发明的目的旨在提供一种以机械夹紧式实现对叶片定位夹紧的装置完成叶片榫头的精加工，以实现从根本上解决去除叶身表面残留合金和叶身空腔内的合金存在的各种问题与烦恼。 

本发明提供的用于航空发动机涡轮叶片榫头精加工的夹持定位装置，主要包括：由前盖板、后盖板、左盖板、右盖板、上盖板和下盖板通过螺钉构成的框架，位于框架内与叶身背面型面相吻合的背面定位压紧块、与叶身盆面型面相吻合的盆面定位压紧块、与叶身进气或排气边缘型面相吻合的定位压紧块和用于压紧叶身另一边缘的压紧构件，所述背面定位压紧块和盆面定位压紧块分别设置在构成框架的相对两盖板上，且两者至少之一在压紧方向可调整地设置在盖板上，与叶身进气或排气边缘型面相吻合的定位压紧块和用于压紧叶身另一边缘的压紧构件分别设置在构成框架的另一相对的两盖板上，在右盖板或左盖板上设计有使叶身置入框架内的开口和轴向定位叶片的定位构件。 

为了更好地解决本发明所要解决的技术问题，本发明还可进一步采取以下技术措施。下述各项技术措施可单独采取，也可组合采取，甚至一并采取。 

在上述技术方案中，所述背面定位压紧块和盆面定位压紧块优先分别设置在相对的前后两盖板上，与叶身进气或排气边缘型面相吻合的定位压紧块和用于压紧叶身另一边缘的压紧构件分别设置在相对的上下两盖板上。所述背面定位压紧块和盆面定位压紧块进一步优选的设置方式，是两者之一固定设置在前盖板或后 盖板上，另一个在压紧方向可调整地设置在后盖板或前盖板上。再进一步优选的方式，盆面定位压紧块固定设置在后盖板上，背面定位压紧块在压紧方向可调整地设置在前盖板上。背面定位压紧块可通过设置在前盖板上的调节螺钉在压紧方向调整。 

在上述技术方案中，所述背面定位压紧块与叶身背面型面相吻合的一侧最好设计有用于减少与叶身相接触面的凹槽；所述盆面定位压紧块与叶身盆面型面相吻合的一侧最好也设计有用于减少与叶身相接触面的凹槽，以提高夹持力，更好地夹持定位叶身。