CN106392505A - 一种导向叶片组件的装配方法 - Google Patents

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Abstract

一种导向叶片组件的装配方法，属于航空发动机导向叶片加工技术制造领域。方法：对叶身进行机加工；将叶身固定在夹具上；对叶身的安装头型面的特征点进行测量；对第一安装板和第二安装板进行机加工；对第一安装板的第一型孔和第二安装板的第二型孔进行打磨；将打磨完成后的第一安装板固定在夹具上；将第一安装板与叶身进行试装配；将打磨完成后的第二安装板固定在夹具上；将第二安装板与叶身进行试装配；对叶身的第一安装头和第一型孔进行非牢固点焊定位；第二安装头和第二型孔进行非牢固点焊定位；测量预装配导向叶片组件的喉道排气面积，若小于设计要求，旋转多个叶身直至满足设计要求。本方法能快速准确判断抛修位置，对喉道面积进行快速调节。

Description

一种导向叶片组件的装配方法
技术领域
本发明涉及航空发动机导向叶片加工技术领域，特别涉及一种导向叶片组件的装配方法。
背景技术
导向叶片装配技术是一种先进的叶片加工方法，随着发动机制造技术的发展，各个组件的结构越来越复杂，导向叶片组件的结构为多联叶片，导向叶片组件包括上安装板、下安装板以及多个叶身，每个叶身包括上安装头和下安装头，上安装板上设有多个与叶身的上安装头相配合的型孔，下安装板上设有多个与叶身的下安装头对应的型孔，导向叶片组件装配完成时，多个叶身位于上安装板和下安装板之间，每个叶片的上安装头位于上安装板的一个型孔内，下安装头位于下安装板的一个型孔内。
由于导向叶片组件工作环境的特殊性，需要在导向叶片组件的叶身、上安装板以及下安装板上加工出多个气膜孔，使导向叶片组件在工作过程中形成冷却气膜，在通过铸造工艺形成了叶身、上安装板和下安装板后、通过钎焊将叶身与上安装板以及下安装板焊接成一体，在实际加工过程中发现，由于通过铸造形成的单件匹配性较差，使得装配很难达到装配要求，同时，装配完成后，还需要对导向叶片组件的喉道排气面积进行测量，即使每个单件的所有定位点全部定位合格，仍会出现导向叶片的喉道排气面积较小，不符合要求的问题，若喉道排气面积不符合要求，则会影响排气效果，进而影响发动机的工作性能，因此，喉道排气面积不符合要求的导向叶片组件为加工废品，目前，若对安装完成后的导向叶片组件进行喉道排气面积测量时发现其小于所需值，会直接将其作为加工废品，使得由于喉道排气面积不符合要求的废品数量较多，浪费了材料。
发明内容
为了解决现有技术中存在的导向叶片组件装配过程困难、装配完成后喉道排气面积不符合要求即直接将其作为加工废品而导致的浪费材料的问题，本发明提供一种导向叶片组件的装配方法，所述方法包括：
步骤1、分别对多个铸造完成的叶身进行机加工，得到每个叶身的安装头径向定位基准X向叶背定位基准以及每个叶身的排气边角向定位基准和排气边角向定位基准
步骤2、将多个叶身固定在机床的夹具上，对每个叶身的安装头径向定位基准X向叶背定位基准排气边角向定位基准和排气边角向定位基准与夹具上的定位点进行定位，其中，每个叶身的各个定位基准与夹角上的定位点的间隙小于或等于0.03mm；
步骤3、使用标准样板分别对每个叶身的第一安装头的型面上的特征点以及第二安装头的型面上的特征点进行测量，并分别对每个叶身的第一安装头和第二安装头进行抛修，直至每个叶身的第一安装头的型面上的特征点以及第二安装头的型面上的特征点的特征点均符合装配要求，其中，在抛修的过程中同时使用壁厚卡钳对叶身的腔体厚度进行监测，使每个叶身的腔体厚度符合设计要求；
步骤4、分别对铸造完成的第一安装板和第二安装板进行机加工，得到第一安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面，以及第二安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面；
步骤5、分别对第一安装板的多个第一型孔和第二安装板的多个第二型孔进行打磨，去除多个第一型孔和多个第二型孔内的铸造多余物；
步骤6、将打磨完成后的第一安装板固定在所述机床的夹具上，对第一安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面进行定位，其中，定位间隙小于或等于0.03mm；
步骤7、将第一安装板与多个叶身进行试装配，对多个第一型孔进行抛修打磨，使步骤3中的每个叶身的第一安装头均能装入与其对应的第一型孔内；
步骤8、将打磨完成后的第二安装板固定在所述机床的夹具上，对第二安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面进行定位，其中，定位间隙小于或等于0.03mm；
步骤9、将第二安装板与多个叶身进行试装配，对多个第二型孔进行抛修打磨，使步骤3中的每个叶身的第二安装头均能装入与其对应的第二型孔内；
步骤10、对每个叶身的第一安装头和与其对应的第一型孔进行非牢固点焊定位，以及对每个叶身的第二安装头和与其对应的第二型孔进行非牢固点焊定位，形成预装配导向叶片组件；
步骤11、测量预装配导向叶片组件的喉道排气面积，若喉道排气面积小于设计要求，将预装配导向叶片组件拆开，在多个叶身的盆向朝上且面向多个叶身的第一安装头的方向，同时顺时针旋转多个叶身，旋转角度为α，0°＜α≤0.5°，且旋转的过程中，保证每个叶身的排气边角向定位基准和排气边角向定位基准始终靠严，所述第一安装头为上安装头；
步骤12、对旋转后的每个叶身的第一安装头和与其对应的第一型孔进行非牢固点焊定位，以及对每个叶身的第二安装头和与其对应的第二型孔进行非牢固点焊定位，再次形成预装配导向叶片组件；
步骤13、测量步骤12中形成的预装配导向叶片组件的喉道排气面积，若喉道排气面积满足设计要求，则对每个叶身的第一安装头和与其对应的第一型孔进行全部点焊定位，以及对每个叶身的第二安装头和与其对应的第二型孔进行全部点焊定位；若喉道排气面积仍然小于设计要求，则重复步骤11至步骤13。
在步骤10中，非牢固点焊过程中的焊点数量为3。
在步骤12中，非牢固点焊过程中的焊点数量为3。
通过本发明中的方法，可以快速准确的判断第一安装板以及第二安装板的抛修调整位置，且对于调整好安装位置的叶身、第一安装板和第二安装板进行非牢固点焊定位，再进行喉道排气面积的测量，若喉道排气面积小于图纸要求，则可以通过本发明中的方法对喉道排气面积进行快速调节，使得喉道排气面积符合图纸要求一方面解决了由于喉道排气面积小于图纸要求而导致的不合格产品数量增加的问题，另一方面，大大节约了装配时间，提高了作业效率。
附图说明
图1是本发明提供的导向叶片组件的装配方法流程图；
图2是本发明提供的叶身定位基准示意图；
图3是本发明提供的图2中S处的局部放大图；
图4是本发明提供的叶身的结构示意图；
图5是本发明提供的第一安装板的结构示意图；
图6是本发明提供的两个相邻的叶身的结构示意图；
图7是本发明提供的其中一个叶身的旋转方式示意图。
其中，
1叶身；2第一安装头；3第一安装头；4第一安装板；5第一型孔。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的导向叶片组件装配过程困难、装配完成后若喉道面积不符合要求即直接将其作为加工废品而导致的浪费材料的问题，如图1所示，本发明提供了一种导向叶片组件的装配方法，该方法包括：
步骤1、如图2和图3所示，分别对多个铸造完成的叶身1进行机加工，去除多余的余量，得到每个叶身1的安装头径向定位基准X向叶背定位基准以及每个叶身1的排气边角向定位基准和排气边角向定位基准
步骤2、将多个叶身1固定在机床的夹具上，对每个叶身1的安装头径向定位基准X向叶背定位基准排气边角向定位基准和排气边角向定位基准与夹具上的定位点进行定位，其中，每个叶身1的各个定位基准与夹角上的定位点的间隙小于或等于0.03mm；
步骤3、如图4所示，使用标准样板分别对每个叶身1的第一安装头2的型面上的特征点以及第二安装头3的型面上的特征点进行测量，并分别对每个叶身1的第一安装头2和第二安装头3进行抛修，直至每个叶身1的第一安装头2的型面上的特征点以及第二安装头3的型面上的特征点均符合装配要求，其中第一安装头2的型面上的特征点以及第二安装头3的型面上的特征点为已知点，直接使用标准样板进行测量，其中，在抛修的过程中同时使用壁厚卡钳对叶身1的腔体厚度进行监测，使每个叶身1的腔体厚度符合设计要求；在本发明中，第一安装头2为叶身1的上安装头，第二安装头3为叶身1的下安装头；
步骤4、如图5所示，为铸造完成的第一安装板4，第一安装板4和第二安装板的结构相同，第一安装板4为上安装板、第二安装板为下安装板，分别对铸造完成的第一安装板4和第二安装板进行机加工，得到第一安装板4的X向排气边定位面和叶片角向定位面，以及第二安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面；
步骤5、分别对第一安装板4的多个第一型孔5和第二安装板的多个第二型孔进行打磨，去除多个第一型孔5和多个第二型孔内的铸造多余物；
其中，第一安装板4的第一型孔5用于与叶身1的第一安装头2配合，在本发明中，第一安装板4的第一型孔5用于与叶身1的上安装头配合，第二安装板的第二型孔用于与叶身1的下安装头配合，第一型孔5的数量和第二型孔的数量与叶身1的数量相同，本实施例中的导向叶片组件包括两个叶身1，则第一安装板4和第二安装板上的型孔数量均为两个。
步骤6、将打磨完成后的第一安装板4固定在机床的夹具上，对第一安装板4的X向排气边定位面和叶片角向定位面进行定位，其中，定位间隙小于或等于0.03mm；
步骤7、将第一安装板4与多个叶身1进行试装配，对多个第一型孔5进行抛修打磨，使每个叶身1的第一安装头2均能装入与其对应的第一型孔5内，且第一安装头2与第一型孔5之间的间隙符合图纸要求；
步骤8、将打磨完成后的第二安装板固定在机床的夹具上，对第二安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面进行定位，其中，定位间隙小于或等于0.03mm；
步骤9、将第二安装板与多个叶身1进行试装配，对多个第二型孔进行抛修打磨，使每个叶身1的第二安装头3均能装入与其对应的第二型孔内，且第二安装头3与第二型孔之间的间隙符合图纸要求；
步骤10、对每个叶身1的第一安装头2和与其对应的第一型孔5进行非牢固点焊定位，以及对每个叶身1的第二安装头3和与其对应的第二型孔进行非牢固点焊定位，形成预装配导向叶片组件；其中，在将每个第一安装头2焊接在第一型孔5内时，可以设定三个焊接点，通过点焊对设定的三个焊接点进行焊接，同理，在将每个第二安装头3焊接在第二型孔内时，也设定三个焊接点，也通过点焊对设定的三个焊点进行焊接，而其余的部分则先不进行焊接，如此来实现非牢固点焊定位，形成预装配导向叶片组件。
步骤11、测量预装配导向叶片组件的喉道排气面积，喉道排气面积的测量方法为现有技术，若喉道排气面积小于设计要求，将预装配导向叶片组件拆开，如图6所示，在多个叶身1的盆向朝上且操作人员面向多个叶身1的第一安装头2的方向，同时顺时针旋转多个叶身1，旋转角度为α，0°＜α≤0.5°，且旋转的过程中，保证每个叶身1的排气边角向定位基准和排气边角向定位基准始终靠严，第一安装头2为上安装头；
其中，如图6所示，在同时旋转多个叶身1的过程中，一个叶身1的盆向测量点和与其相邻的叶身1的背向定位点之间的距离TW会增大，其中每个叶身1的盆向测量点和背向定位点均为已知点，图7为将其中一个叶身由位置M旋转至位置N，在旋转的角度α在0°＜α≤0.5°的范围内时，TW的增大量ΔTW的范围为0＜ΔTW≤0.2mm，在旋转的过程中，一个叶身1的盆向测量点和与其相邻的叶身1的背向定位点之间的距离TW增大，喉道排气面积也会相应的增大。
步骤12、对旋转后的每个叶身1的第一安装头2和与其对应的第一型孔5进行非牢固点焊定位，以及对每个叶身1的第二安装头3和与其对应的第二型孔进行非牢固点焊定位，再次形成预装配导向叶片组件；
旋转了角度α后，再次对多个叶身1和第一安装板4以及第二安装板进行非牢固点点焊定位，设定三个焊点进行焊接，再次形成预装配导向叶片组件。
步骤13、测量步骤12中形成的预装配导向叶片组件的喉道排气面积，若喉道排气面积满足设计要求，则对每个叶身1的第一安装头2和与其对应的第一型孔5进行全部点焊定位，以及对每个叶身1的第二安装头3和与其对应的第二型孔进行全部点焊定位；若喉道排气面积仍然小于设计要求，则再次将预装配导向叶片组件拆开，在多个叶身1的盆向朝上且操作人员面向多个叶身1的第一安装头2的方向，同时顺时针旋转多个叶身1，旋转角度为α，并对旋转后的每个叶身1的第二安装头3和与其对应的第二型孔进行非牢固点焊定位，再次进行喉道排气面积的测量，一般情况下，在使用本发明中的方法对喉道排气面积较小的导向叶片组件进行调整时，对多个叶身1旋转一次或者两次即可以使喉道排气面积满足图纸要求，本发明中的方法适用于对喉道排气面积小于图纸要求的导向叶片组件进行调整装配，若喉道排气面积超出了图纸的要求，则无法进行调整。
通过本发明中的方法，可以快速准确的判断第一安装板4以及第二安装板的抛修调整位置，且对于调整好安装位置的叶身1、第一安装板4和第二安装板进行非牢固点焊定位，再进行喉道排气面积的测量，若喉道排气面积小于图纸要求，则可以通过本发明中的方法对喉道排气面积进行快速调节，使得喉道排气面积符合图纸要求，一方面解决了由于喉道排气面积小于图纸要求而导致的不合格产品数量增加的问题，另一方面，大大节约了装配时间，提高了作业效率。

Claims (3)

1.一种导向叶片组件的装配方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、分别对多个铸造完成的叶身进行机加工，得到每个叶身的安装头径向定位基准X向叶背定位基准以及每个叶身的排气边角向定位基准和排气边角向定位基准
步骤2、将多个叶身固定在机床的夹具上，对每个叶身的安装头径向定位基准X向叶背定位基准排气边角向定位基准和排气边角向定位基准与夹具上的定位点进行定位，其中，每个叶身的各个定位基准与夹角上的定位点的间隙小于或等于0.03mm；
步骤3、使用标准样板分别对每个叶身的第一安装头的型面上的特征点以及第二安装头的型面上的特征点进行测量，并分别对每个叶身的第一安装头和第二安装头进行抛修，直至每个叶身的第一安装头的型面上的特征点以及第二安装头的型面上的特征点均符合装配要求，其中，在抛修的过程中同时使用壁厚卡钳对叶身的腔体厚度进行监测，使每个叶身的腔体厚度符合设计要求；
步骤4、分别对铸造完成的第一安装板和第二安装板进行机加工，得到第一安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面，以及第二安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面；
步骤5、分别对第一安装板的多个第一型孔和第二安装板的多个第二型孔进行打磨，去除多个第一型孔和多个第二型孔内的铸造多余物；
步骤6、将打磨完成后的第一安装板固定在所述机床的夹具上，对第一安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面进行定位，其中，定位间隙小于或等于0.03mm；
步骤7、将第一安装板与多个叶身进行试装配，对多个第一型孔进行抛修打磨，使每个叶身的第一安装头均能装入与其对应的第一型孔内；
步骤8、将打磨完成后的第二安装板固定在所述机床的夹具上，对第二安装板的X向排气边定位面和叶片角向定位面进行定位，其中，定位间隙小于或等于0.03mm；
步骤9、将第二安装板与多个叶身进行试装配，对多个第二型孔进行抛修打磨，使每个叶身的第二安装头均能装入与其对应的第二型孔内；
步骤10、对每个叶身的第一安装头和与其对应的第一型孔进行非牢固点焊定位，以及对每个叶身的第二安装头和与其对应的第二型孔进行非牢固点焊定位，形成预装配导向叶片组件；
步骤11、测量预装配导向叶片组件的喉道排气面积，若喉道排气面积小于设计要求，将预装配导向叶片组件拆开，在多个叶身的盆向朝上且面向多个叶身的第一安装头的方向，同时顺时针旋转多个叶身，旋转角度为α，0°＜α≤0.5°，且旋转的过程中，保证每个叶身的排气边角向定位基准和排气边角向定位基准始终靠严，所述第一安装头为上安装头；
步骤12、对旋转后的每个叶身的第一安装头和与其对应的第一型孔进行非牢固点焊定位，以及对每个叶身的第二安装头和与其对应的第二型孔进行非牢固点焊定位，再次形成预装配导向叶片组件；
步骤13、测量步骤12中形成的预装配导向叶片组件的喉道排气面积，若喉道排气面积满足设计要求，则对每个叶身的第一安装头和与其对应的第一型孔进行全部点焊定位，以及对每个叶身的第二安装头和与其对应的第二型孔进行全部点焊定位；若喉道排气面积仍然小于设计要求，则重复步骤11至步骤13。
2.根据权利要求1所述的导向叶片组件的装配方法，其特征在于，在步骤10中，非牢固点焊过程中的焊点数量为3。
3.根据权利要求1所述的导向叶片组件的装配方法，其特征在于，在步骤12中，非牢固点焊过程中的焊点数量为3。
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