CN107866685A - 用于处理燃气涡轮发动机的构件的工具夹具组件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于处理燃气涡轮发动机(10)的构件(70)的工具夹具组件(150)。工具夹具组件(150)包括构件嵌套夹具(160)，其用于使用多个基准定位器(162)将构件(70)精确地定位在夹具(160)内。转移块(152)还定位在相对于构件(70)的已知位置和定向，且粘合剂用于固定构件(70)和转移块(152)的相对定位。构件(70)和转移块(152)然后从构件嵌套夹具(160)移除且安装在机器上，以用于钻、加工或另外处理构件(70)。在完成加工之后，可移除粘合剂，使得构件(70)可与转移块(152)脱离。

Description

用于处理燃气涡轮发动机的构件的工具夹具组件
技术领域
本主题大体上涉及燃气涡轮发动机，且更具体而言，涉及一种用于在处理燃气涡轮发动机的构件(诸如加工涡轮叶片)时使用的工具夹具组件。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流连通的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括成串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段以及排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，其中一个或多个轴向压缩机逐步地压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合且在燃烧区段内焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，且然后传送穿过排气区段，例如至大气。
燃气涡轮发动机的许多构件必须在安装在发动机中之前处理。 例如，可需要施加涂层，可需要执行检查，可需要切割槽，且可需要钻孔。例如，涡轮叶片可需要具有多个孔，其在叶片中加工，以允许冷却空气流过叶片且流到其表面上。此外，燃气涡轮发动机的使用过的构件可出于维修或维护的目的而需要处理。常规的加工过程涉及将涡轮叶片小心地定位在嵌套夹具中，使得其接触从六个基准定位器臂延伸的六个基准定位器。在涡轮叶片适当地定位之后，夹紧件将其装固就位，且夹具移动至机器以用于钻。
然而，常规嵌套夹具的基准定位器、基准定位器臂以及夹紧臂经常干扰涡轮叶片或其他发动机构件的加工。更具体而言，这些特征阻挡了构件和切割器具(例如，钻头)之间所需的视线。结果，必须利用多个嵌套夹具重复该过程，该多个嵌套夹具具有基准定位器、基准定位器臂以及夹紧臂的略微不同的定位，以便确保加工所有孔。额外嵌套夹具非常昂贵，且显著地增加了工具成本。此外，将涡轮叶片定位在嵌套夹具中且设置加工工具的过程与各个额外工具夹具对应地增加。因此，总体设置和加工时间相当大地增加。
因此，将期望具有用于更快速和高效地处理燃气涡轮发动机的构件的特征的工具夹具组件。更具体而言，允许加工涡轮叶片而不需要使用多个嵌套夹具的工具夹具组件将为特别有益的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述显而易见，或可通过实践本发明而学习到。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于处理燃气涡轮发动机的构件的工具夹具组件。工具夹具组件包括构件嵌套夹具，其构造成用于接收转移块和燃气涡轮发动机的构件。多个基准定位器从构件嵌套夹具延伸，且构造成在构件处于构件嵌套夹具内的期望定位和定向时在期望的位置处接触构件。夹紧臂从构件嵌套夹具延伸，夹紧臂构造成用于防止构件的移动。转移块支架从构件嵌套夹具延伸，转移块支架构造成用于接收转移块。
在本公开的另一示例性实施例中，提供了一种用于处理燃气涡轮发动机的构件的方法。该方法包括，以期望的定位和定向将构件定位在构件嵌套夹具中，以及在相对于构件的已知位置处将转移块定位在构件嵌套夹具中。该方法还包括，固定构件和转移块的相对定位，将转移块和构件加载到处理机器上，以及处理构件。
本发明的这些及其他的特征、方面和优点参照以下描述和所附权利要求将变得更好理解。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述用于论述本发明的原理。
技术方案1. 一种用于处理燃气涡轮发动机(10)的构件(70)的工具夹具组件(150)，所述工具夹具组件(150)包括：
构件嵌套夹具(160)，其构造成用于接收所述燃气涡轮发动机(10)的构件(70)；
多个基准定位器(162)，其从所述构件嵌套夹具(160)延伸且构造成在期望的位置处接触所述构件(70)；
夹紧臂(168)，其从所述构件嵌套夹具(160)延伸；
转移块(152)；以及
转移块支架(170)，其附接于所述构件嵌套夹具(160)或与所述构件嵌套夹具(160)整体结合形成，所述转移块支架(170)构造成用于接收所述转移块(152)，且在所述构件(70)接收在所述构件嵌套夹具(160)内时将所述转移块(152)定位在所述构件(70)附近。
技术方案2. 根据技术方案1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述工具夹具组件(150)还包括偏压部件(182,184)，所述偏压部件(182,184)构造成用于朝所述转移块支架(170)的转角(178)推所述转移块(152)。
技术方案3. 根据技术方案1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述工具夹具组件(150)还包括指示器对接站(190)，所述指示器对接站(190)构造成用于接收所述构件嵌套夹具(160)且与所述多个基准定位器(162)中的一者或多者建立电连接，所述指示器对接站(190)还包括与所述多个基准定位器(162)中的相应基准定位器(162)相关联的一个或多个指示器(194)，所述一个或多个指示器(194)构造成用于在所述多个基准定位器(162)中的相应一者接触所述构件(70)时提供指示。
技术方案4. 根据技术方案3所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，电连接部件(168)构造成在所述电连接部件(168)接触所述构件(70)时向所述构件(70)提供电荷，从而将电流从所述电连接部件(168)驱动穿过所述构件至接触所述构件(70)的多个基准定位器(162)。
技术方案5. 根据技术方案1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述多个基准定位器(162)包括六个基准定位器(162)。
技术方案6. 根据技术方案1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，当所述多个基准定位器(162)中的每一个接触所述构件(70)时，间隙限定在所述构件(70)和所述转移块(152)之间。
技术方案7. 根据技术方案1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述工具夹具组件(150)还包括用于连结所述构件(70)和所述转移块(152)的粘合剂。
技术方案8. 根据技术方案7所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述粘合剂为使用UV光来硬化的紫外(UV)粘合剂。
技术方案9. 根据技术方案1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述构件(70)为涡轮叶片。
技术方案10. 一种用于处理燃气涡轮发动机的构件的方法(300)，所述方法(300)包括：
以期望的定位和定向将所述构件定位在构件嵌套夹具中(310)；
在相对于所述构件的已知位置处将转移块定位在所述构件嵌套夹具中(320)；
将所述构件固定于所述转移块(330)；
将所述转移块和所述构件加载到处理机器上(340)；以及
处理所述构件(350)。
技术方案11. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，定位所述构件的步骤(310)包括，将所述构件定位成使得所述构件接触从所述构件嵌套夹具延伸的多个基准定位器中的每一个。
技术方案12. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，定位所述转移块的步骤(320)包括，将所述转移块定位在转移块支架内。
技术方案13. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述构件嵌套夹具接收在指示器对接站中，所述指示器对接站包括与所述多个基准定位器中的相应基准定位器相关联的多个指示器，且
其中所述方法还包括，所述多个指示器中的每一个在所述多个基准定位器中的相应一者接触所述构件时照亮。
技术方案14. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，使用夹紧臂将所述构件装固在所述构件嵌套夹具内。
技术方案15. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，固定所述构件和所述转移块的相对定位的步骤(330)包括，施加紫外(UV)粘合剂且利用UV光来硬化所述UV粘合剂。
实施方案1. 一种用于处理燃气涡轮发动机的构件的工具夹具组件，所述工具夹具组件包括：
构件嵌套夹具，其构造成用于接收所述燃气涡轮发动机的构件；
多个基准定位器，其从所述构件嵌套夹具延伸且构造成在期望的位置处接触所述构件；
夹紧臂，其从所述构件嵌套夹具延伸；
转移块；以及
转移块支架，其附接于所述构件嵌套夹具或与所述构件嵌套夹具整体结合形成，所述转移块支架构造成用于接收所述转移块，且在所述构件接收在所述构件嵌套夹具内时将所述转移块定位在所述构件附近。
实施方案2. 根据实施方案1所述的工具夹具组件，其特征在于，所述工具夹具组件还包括偏压部件，所述偏压部件构造成用于朝所述转移块支架的转角推所述转移块。
实施方案3. 根据实施方案1所述的工具夹具组件，其特征在于，所述工具夹具组件还包括指示器对接站，所述指示器对接站构造成用于接收所述构件嵌套夹具且与所述多个基准定位器中的一者或多者建立电连接，所述指示器对接站还包括与所述多个基准定位器中的相应基准定位器相关联的一个或多个指示器，所述一个或多个指示器构造成用于在所述多个基准定位器中的相应一者接触所述构件时提供指示。
实施方案4. 根据实施方案3所述的工具夹具组件，其特征在于，电连接部件构造成在所述电连接部件接触所述构件时向所述构件提供电荷，从而将电流从所述电连接部件驱动穿过所述构件至接触所述构件的多个基准定位器。
实施方案5. 根据实施方案1所述的工具夹具组件，其特征在于，所述多个基准定位器包括六个基准定位器。
实施方案6. 根据实施方案1所述的工具夹具组件，其特征在于，当所述多个基准定位器中的每一个接触所述构件时，间隙限定在所述构件和所述转移块之间。
实施方案7. 根据实施方案1所述的工具夹具组件，其特征在于，所述工具夹具组件还包括用于连结所述构件和所述转移块的粘合剂。
实施方案8. 根据实施方案7所述的工具夹具组件，其特征在于，所述粘合剂为使用UV光来硬化的紫外(UV)粘合剂。
实施方案9. 根据实施方案1所述的工具夹具组件，其特征在于，所述构件为涡轮叶片。
实施方案10. 一种用于处理燃气涡轮发动机的构件的方法，所述方法包括：
以期望的定位和定向将所述构件定位在构件嵌套夹具中；
在相对于所述构件的已知位置处将转移块定位在所述构件嵌套夹具中；
将所述构件固定于所述转移块；
将所述转移块和所述构件加载到处理机器上；以及
处理所述构件。
实施方案11. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，定位所述构件的步骤包括，将所述构件定位成使得所述构件接触从所述构件嵌套夹具延伸的多个基准定位器中的每一个。
实施方案12. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，定位所述转移块的步骤包括，将所述转移块定位在转移块支架内。
实施方案13. 根据实施方案12所述的方法，其特征在于，所述转移块支架还包括偏压部件，所述偏压部件构造成用于朝所述转移块支架的转角推所述转移块。
实施方案14. 根据实施方案11所述的方法，其特征在于，所述构件嵌套夹具接收在指示器对接站中，所述指示器对接站包括与所述多个基准定位器中的相应基准定位器相关联的多个指示器，且
其中所述方法还包括，所述多个指示器中的每一个在所述多个基准定位器中的相应一者接触所述构件时照亮。
实施方案15. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，使用夹紧臂将所述构件装固在所述构件嵌套夹具内。
实施方案16. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，固定所述构件和所述转移块的相对定位的步骤包括，施加紫外(UV)粘合剂且利用UV光来硬化所述UV粘合剂。
实施方案17. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在完成处理所述构件之后，使所述构件和所述转移块分离。
实施方案18. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，处理所述构件的步骤包括，放电加工(EDM)或激光加工所述构件。
实施方案19. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，所述构件为新制造的构件。
实施方案20. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，所述构件为使用过的构件，且其中处理所述构件的步骤包括维修所述构件。
附图说明
针对本领域普通技术人员的本发明的完整且开放的公开(包括其最佳模式)在参照附图的说明书中阐述。
图1为根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面视图。
图2提供了可在图1的示例性燃气涡轮发动机中使用的涡轮叶片的透视图。
图3提供了用于加工涡轮叶片的现有技术的工具夹具。
图4提供了根据本主题的示例性实施例的可用于处理图2的示例性涡轮叶片的工具夹具组件的透视图。
图5提供了根据本主题的示例性实施例的可与图4的示例性工具夹具组件一起使用的构件嵌套夹具的透视图。
图6提供了图4的示例性工具夹具组件的另一透视图。
图7提供了图5的示例性构件嵌套夹具的另一透视图。
图8提供了根据本主题的示例性实施例的安置在图5的示例性构件嵌套夹具的转移块支架中的转移块的顶视图。
图9提供了在加工之后且在与转移块脱离之前的图2的示例性涡轮叶片的透视图。
图10提供了根据本主题的示例性实施例的用于处理燃气涡轮发动机的构件(诸如图2的示例性涡轮叶片)的加工夹具。
图11提供了根据本主题的示例性实施例的用于处理燃气涡轮发动机的构件(诸如图2的示例性涡轮叶片)的方法。
构件清单
参照标号 构件
10 涡扇喷气发动机
12 纵向或轴向中心线
14 风扇区段
16 核心涡轮发动机
18 外壳
20 入口
22 低压压缩机
24 高压压缩机
26 燃烧区段
28 高压涡轮
30 低压涡轮
32 喷气排气区段
34 高压轴/转轴
36 低压轴/转轴
38 风扇
40 叶片
42 盘
44 桨距变化机构
46 动力齿轮箱
48 机舱
50 风扇壳或机舱
52 出口导向导叶
54 下游区段
56 旁通空气流通道
58 空气
60 入口
62 空气的第一部分
64 空气的第二部分
66 燃烧气体
68 定子导叶
70 涡轮转子叶片
72 定子导叶
74 涡轮转子叶片
76 风扇喷嘴排气区段
78 热气体通路
A 轴向方向
R 径向方向
P 桨距轴线(风扇叶片)
80 翼型件
82 压力侧
84 吸力侧
86 根部
88 末梢
90 前缘
92 后缘
94 突起
96 气室
98 冷却孔
99 外表面
S 叶片翼展
C 叶片翼弦
100 现有技术的加工夹具
102 基部
104 基准定位器臂
106 基准定位器
108 夹紧件
150 工具夹具组件
152 转移块
154 叶片-块组件
160 构件嵌套夹具
162 基准定位器
164 平台
166 基准定位器臂
168 夹紧臂
170 转移块支架
172 平台
174 后壁
176 侧壁
178 参照转角
180 转角(转移块)
182 块磁体
184 支架磁体
190 LED对接站
192 图形显示器
194 LED指示器
196 控制板
198 电引线
210 钻机器夹具
212 工具支架
300 方法
310-360 步骤。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用标号和字母指定来表示附图中的特征。附图和描述中相似或类似的指定用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文中使用的用语"第一"、"第二"和"第三"可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示独立构件的位置或重要性。用语"上游"和"下游"表示关于流体路径中的流体流的相对方向。例如，"上游"表示流体流自的方向，且"下游"表示流体流至的方向。
现在参照附图，其中同样的标号贯穿图指示相同元件，图1为根据本公开的示例性实施例的涡轮机的示意性截面视图。更具体而言，对于图1的实施例而言，涡轮机构造为燃气涡轮发动机，更确切地说构造为高旁通涡扇喷气发动机10，其在本文中称为“涡扇发动机10”。如图1中所示，涡扇发动机10限定轴向方向A(平行于提供成用于参照的纵向中心线12延伸)和径向方向R，以及围绕轴向方向A延伸的周向方向(未示出)。大体上，涡扇10包括风扇区段14以及设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。
绘出的示例性核心涡轮发动机16大体上包括大致管状的外壳18，其限定环形入口20。外壳18包围且核心涡轮发动机16包括(成串流关系)：包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24的压缩机区段；燃烧区段26；包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28传动地连接于HP压缩机24。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30传动地连接于LP压缩机22。因此，LP轴36和HP轴34各自为旋转构件，其在涡扇发动机10的操作期间围绕轴向方向A旋转。
仍参照图1的实施例，风扇区段14包括可变桨距风扇38，其具有以间隔开的方式联接于盘42的多个风扇叶片40。如绘出的那样，风扇叶片40大体上沿径向方向R从盘42向外延伸。各个风扇叶片40可借助于风扇叶片40(其可操作地联接于适合的桨距变化机构44)围绕桨距轴线P相对于盘42旋转，适合的桨距变化机构44一致地构造成共同地改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42以及桨距变化机构44可通过跨过动力齿轮箱46的LP轴36围绕纵向轴线12一起旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，以用于将风扇38相对于LP轴36的旋转速度调节成更高效的旋转风扇速度。更具体而言，风扇区段包括可由跨过动力齿轮箱46的LP轴36旋转的风扇轴。因此，风扇轴也可认为是旋转构件，且类似地由一个或多个轴承支撑。
仍参照图1的示例性实施例，盘42由空气动力学地定轮廓的可旋转前毂48覆盖，以促进空气流穿过该多个风扇叶片40。此外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳或外机舱50，其周向地包绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。示例性机舱50相对于核心涡轮发动机16由多个周向间隔开的出口导向导叶52支撑。此外，机舱50的下游区段54在核心涡轮发动机16的外部分上延伸，以便限定旁通空气流通道56。
在涡扇发动机10的操作期间，一定量空气58穿过机舱50的相关联的入口60和/或风扇区段14进入涡扇10。在一定量空气58穿越风扇叶片40时，如由箭头62指示的空气58的第一部分引导或传送到旁通空气流通道56中，且如由箭头64指示的空气58的第二部分引导或传送到核心空气流路中，或更具体而言，到LP压缩机22中。空气的第一部分62和空气的第二部分64之间的比率通常被称为旁通比。空气的第二部分64的压力然后在其传送穿过高压(HP)压缩机24且到燃烧区段26中时增加，在那里其与燃料混合且焚烧以提供燃烧气体66。
燃烧气体66传送穿过HP涡轮28，在那里来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分经由HP涡轮定子导叶68(其联接于外壳18)和HP涡轮转子叶片70(其联接于HP轴或转轴34)的连续级取得，因此引起HP轴或转轴34旋转，从而支撑HP压缩机24的操作。燃烧气体66然后传送穿过LP涡轮30，在那里热能和动能的第二部分经由LP涡轮定子导叶72(其联接于外壳18)和LP涡轮转子叶片74(其联接于LP轴或转轴36)的连续级从燃烧气体66取得，因此引起LP轴或转轴36旋转，从而支撑LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。
燃烧气体66随后传送穿过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32，以提供推进推力。同时，空气的第一部分62的压力在空气的第一部分62传送穿过旁通空气流通道56时在其从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排出之前显著地增加，也提供推进推力。HP涡轮28、LP涡轮30以及喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定用于将燃烧气体66传送穿过核心涡轮发动机16的热气体通路78。
然而，应了解的是，图1中绘出的示例性涡扇发动机10仅作为示例提供，且在其他示例性实施例中，涡扇发动机10可具有任何其他适合的构造。还应了解的是，在还有其他示例性实施例中，本公开的方面可并入到任何其他适合的燃气涡轮发动机中。例如，在其他示例性实施例中，本公开的方面可并入到例如涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机或涡轮喷气发动机中。此外，在还有其他实施例中，本公开的方面可并入到包括但不限于蒸汽涡轮、离心式压缩机和/或涡轮增压器的任何其他适合的涡轮机中。
参照图2，根据本主题的示例性实施例，提供了可与涡扇发动机10一起使用的涡轮叶片70的透视图。以下描述的系统和方法可例如用于处理涡轮叶片70。尽管以下论述涉及涡轮叶片70的加工，但应了解的是，描述的系统和方法可同样地应用于燃气涡轮发动机10的其他构件，例如，涡轮导叶、压缩机叶片、风扇叶片等。
各个涡轮叶片70包括翼型件80，其具有与凸出的吸力侧84相对的凹入的压力侧82。各个翼型件80的相对的压力侧82和吸力侧84从根部86至末梢88沿叶片翼展S径向地(即，沿径向方向R)延伸。如绘出的那样，根部86为翼型件80的径向最内部分，且末梢88为翼型件80的径向最外部分。此外，如图2中进一步所示，翼型件80的压力侧82和吸力侧84在前缘90和相对的后缘92之间延伸。前缘90和后缘92从根部86径向地延伸至末梢88。此外，翼型件80限定翼弦C，其在相对的前缘90和后缘92之间轴向地延伸。此外，翼型件80限定压力侧82和吸力侧84之间的宽度W(未标记)，该宽度可沿翼展S和翼弦C变化。
各个涡轮叶片70经由根部86联接于HP轴或转轴34。更具体而言，根部86联接于涡轮转子盘(未示出)，该涡轮转子盘继而联接于轴或转轴34(图1)。将容易理解的是，如图2中绘出且本领域中大体上公知的那样，根部86可限定具有燕尾形或用于接收在涡轮转子盘中的互补形状的槽中的其他形状的突起94，以将涡轮叶片70联接于盘。当然，各个涡轮叶片70也可以以其他方式联接于涡轮转子盘和/或HP轴或转轴34。在任何情况下，涡轮叶片70联接于涡轮转子盘，使得一排周向相邻的叶片74从各个盘的周边径向地向外延伸。
在绘出的实施例中，翼型件80可大体上限定气室96。例如，根据一个实施例，翼型件80的压力侧82和吸力侧84由第一多个板层限定，且第二多个板层可限定翼型件80内的气室96。气室96接收冷却流体流F，例如从HP压缩机24转向的加压空气流。例如，根据示例性实施例，来自HP压缩机24的高压空气可通过限定在涡轮叶片70的根部86中的通道(未示出)提供至气室96。
仍参照图2，翼型件80可限定翼型件80的一部分内的冷却通道(未示出)，以用于在翼型件80的后缘92处提供冷却流体流F。更具体而言，冷却通道将气室96放置成与多个冷却孔98流体连通，该多个冷却孔98邻近其后缘92限定在翼型件80中。尽管示出了多个轴向间隔开的冷却孔98，但应了解的是，根据备选实施例，可使用与气室96流体连通的任何适合的一个或多个孔口。
因此，如图2中所示，冷却通道允许冷却流体流F从气室96引导至翼型件80的外表面99，且特别地朝翼型件80的后缘92。接收在气室96内的流体流F大体上比流抵或流到翼型件80的外表面99上的燃烧气体较冷。各个冷却通道因此形成与气室96流体连通的连续路径，以便于使冷却流体F从气室96流至翼型件80的外表面99。因此，在外表面99和后缘92上的冷却流体流F可有助于降低外表面99和后缘92暴露于其的温度。
如上文描述的那样，涡轮叶片70可限定空气气室96、多个冷却通道、多个冷却孔98，例如用于提供涡轮叶片70的膜冷却。在涡轮叶片70内产生冷却孔98和其他孔口需要涡轮叶片70例如通过使用激光加工、放电加工(EDM)或另一适合的材料移除方法移除材料来加工。现在参照图3，将描述用于在涡轮叶片70中加工此类冷却孔98的一个此类现有技术的加工夹具100。
如图3中所示，现有技术的加工夹具100包括基部102，其具有从基部102延伸的多个基准定位器臂104。各个基准定位器臂104具有定位在其端部上的基准定位器106，基准定位器106定位在特定位置处。基准定位器106旨在在特定位置处接触涡轮叶片70，以相对于基部102适当地定位和定向涡轮叶片70。
为了使用现有技术的加工夹具100适当地定位涡轮叶片70，操作者必须将涡轮叶片70定位成使得其接触该多个基准定位器106中的每一个。这需要操纵涡轮叶片70且滑动涡轮叶片70和基准定位器106之间的垫片，以确保涡轮叶片70实际上接触基准定位器106中的每一个。例如，操作者可使用非常薄的垫片，例如0.001英寸，以在涡轮叶片70和各个基准定位器106之间滑动，且如果垫片在两者之间经过，则需要进一步的操纵。该过程必须重复，直到该多个基准定位器106中的每一个同时接触涡轮叶片70。在涡轮叶片70适当地定位和定向在现有技术的加工夹具100内之后，使用一个或多个夹紧件108，以将涡轮叶片70装固在现有技术的加工夹具100内。现有技术的加工夹具100和涡轮叶片70然后转移至加工工具的平台。
显著地，然而，加工工具(无论是钻、激光器还是其他材料移除机器)需要关于待在涡轮叶片70中产生的孔或其他孔口的直接视线。各种基准定位器臂104经常干扰接近这些孔。结果，为了在诸如涡轮叶片70的部分上加工所有必要的孔，必须使用多个加工夹具。各个夹具具有基准定位器臂和基准定位器，其定位在略微不同的位置处，使得在之前的加工夹具中不可接近的孔可在随后的加工夹具中接近。以上过程针对各个加工夹具重复，直到所有期望的孔已被加工。因此，使用现有技术的加工夹具100以在涡轮叶片70中钻冷却孔98或处理另一构件，可为昂贵且耗时的。在该方面，例如，加工典型的涡轮叶片70需要五个到六个之间的不同加工夹具，它们中的每一个需要如上文描述的那样单独地设置，以钻所有需要的冷却孔98。
现在大体上参照图4至11，将描述改进的工具夹具组件150和用于使用工具夹具组件150来在涡轮叶片70内产生冷却孔98和其他孔口的方法。尽管以下描述的工具夹具组件150和相关联的方法涉及在涡轮叶片70中加工冷却孔98，但应了解的是，本主题的方面可应用于涡扇发动机10的任何构件的任何处理。实际上，本文中公开的构思可用于加工任何机器构件(其中在加工工具中的精确定位是关键的)。除了用于处理涡扇发动机10的新构件(即，“新制造的”构件)之外，工具夹具组件150也可例如出于维修和/或维护目的而用于使用过的构件的处理。
如图4中所示，工具夹具组件150大体上限定X方向、Y方向以及Z方向。X方向、Y方向以及Z方向相互垂直，且形成正交的X-Y-Z方向系统。如将在下文更详细地描述的那样，工具夹具组件150大体上用于相对于转移块152选择性地定位和定向涡轮叶片70。在实现相对定位之后，转移块152和涡轮叶片70例如使用粘合剂暂时地但刚性地固定在一起，以形成叶片-块组件154(见图9)。叶片-块组件154可然后从工具夹具组件150移除且定位在加工工具中。更具体而言，转移块152装固在加工工具(见例如图10)中，使得涡轮叶片70的定位和定向为已知的。在加工工具加工涡轮叶片70(不受基准定位器臂的干扰)之后，完成加工的涡轮叶片70可与转移块152分离。
根据示出的示例性实施例，工具夹具组件150大体上包括构件嵌套夹具160，其构造成用于接收转移块152和涡扇发动机10的涡轮叶片70。如下文描述的那样，工具夹具组件150可用于辅助在涡轮叶片70中钻冷却孔98。构件嵌套夹具160大体上包括多个基准定位器162，其从构件嵌套夹具160的平台164延伸，且构造成在涡轮叶片70处于构件嵌套夹具160内的期望的定位和定向时在期望的位置处接触涡轮叶片70。更具体而言，基准定位器臂166从平台164延伸，以将基准定位器162定位在相对于构件嵌套夹具160限定的三维空间内的特定点处。因此，当涡轮叶片70放置在构件嵌套夹具160中时，涡轮叶片70不在适当的定位和定向，直到涡轮叶片70同时接触所有的基准定位器162。
构件嵌套夹具160还包括从平台164延伸的夹紧臂168。夹紧臂168构造成用于防止涡轮叶片70的移动。在该方面，夹紧臂168可移动，以在涡轮叶片70处于期望的定位之后接触涡轮叶片70。夹紧臂168大体上构造成用于抵抗移动，或可另外具有上紧机构，该上紧机构在期望时将其锁定就位。以该方式，一旦涡轮叶片70处于适当的定位和定向，夹紧臂168就防止涡轮叶片70的进一步移动。
构件嵌套夹具160还包括从平台164延伸的转移块支架170。在该方面，转移块支架170可附接于平台164或与平台164整体结合形成。转移块支架170构造成用于在相对于构件嵌套夹具160的特定已知位置处接收转移块152。显著地，转移块152需要一致地定位和定向在构件嵌套夹具160内，以确保适当的参照系可维持在涡轮叶片70和转移块152之间。此类相对定位为重要的，以确保涡轮叶片70适当地定位在加工夹具和加工工具内。
为了确保转移块152相对于构件嵌套夹具160一致地定位和定向，根据示出的实施例，转移块支架170包括平台172，其在安装在工具夹具组件150中时沿X-Z平面从构件嵌套夹具160延伸。如例如图5中所示，转移支架块170还可包括后壁174和至少一个侧壁176。后壁174沿Z方向为转移块152提供支撑表面，且侧壁176沿X方向为转移块152提供支撑表面。在该方面，后壁174和侧壁176限定了参照转角178，其可用于相对于构件嵌套夹具160精确地定位转移块152。
转移块152总是放置在转移块支架170中，使得转移块152的转角180定位在转移块支架170的参照转角178中，如由后壁174和侧壁176限定的那样。显著地，在转移块支架170内“转角定位”转移块152的该过程确保了定位转移块152的重复性和准确性。例如，转移块152的转角定位可为有益的，因为对转移块152的磨损可变得常见，且将转角180定位在参照转角178中总是将涡轮机叶片70放置在离转移块152上的后壁174和侧壁176的固定且已知的距离处，而不管转移块152磨损了多少。转移块152然后放置在机器安装夹具中(见下文关于图9的论述)，且使用相同的转角180来定位。
为了辅助确保转移块152总是安装在转移块支架170的参照转角178处，工具夹具组件150还可包括偏压部件。例如，偏压部件可构造成用于朝转移块支架170的参照转角178推转移块152。根据示出的实施例，偏压部件可包括磁体，其以朝参照转角178推转移块152的方式安装在转移块152和转移块支架170中。更具体而言，根据图8的示出的示例性实施例，转移块152可包括两个块磁体182，且转移块支架170可具有两个支架磁体184。支架磁体184可比对应的块磁体182较接近后壁174且较接近侧壁176定心。以该方式，因为磁体自然地吸引至它们的中心线，故偏移支架磁体184总是确保转移块152磁性地吸引到参照转角178中。然而，应了解的是，根据备选实施例，偏压部件可为一组垫片、固定螺钉、一组弹簧、或用于将转移块152推到参照转角178中的任何其他适合的机构。
以该方式，因为转移块152和涡轮叶片70相对于构件嵌套夹具160的定位和定向两者为已知的，故它们可固定在一起，以形成叶片-块组件154，如图9中最佳所示。叶片-块组件154可然后安装在任何适合的处理机器中，以处理涡轮叶片70。然而，与现有技术的加工夹具100相比，叶片-块组件154可定位在例如钻机器中，使得转移块152将涡轮叶片70以悬臂伸出方式保持在工具的工作区域中。因此，加工工具(例如，钻头)的工作器具可不受阻碍地接近涡轮叶片70的所有表面。
再次参照图4的示出的示例性实施例，工具夹具组件150还可包括指示器对接站。例如，根据示出的实施例，指示器对接站为LED对接站190。LED对接站190构造成用于暂时地接收构件嵌套夹具160，且向操作者提供关于六个基准定位器162中的哪个接触它们在涡轮叶片70上相应点的视觉指示。例如，LED对接站190可具有提供涡轮叶片70和六个指示器194的示意性表达的图形显示器192，各个指示器与对应的基准定位器162相关联。
各个指示器可为发光二极管(LED)194，且可照亮，以向操作者提供对应的基准定位器162接触涡轮叶片70的指示。备选地，各个LED指示器194可在激活LED对接站190时为红色的，且可在对应的基准定位器162接触涡轮机叶片70时变绿色。应了解的是，LED指示器194仅为可用于向使用者提供特定基准定位器162接触涡轮叶片70的通知的指示器的一个示例。根据备选实施例，可使用备选照明元件，或可另外提供听觉或触觉指示。
为了实现照亮LED指示器194，可在操作者将构件嵌套夹具160放置到LED对接站190中时建立电连接，这为多个基准定位器162中的每一个产生单独的连续性电路。例如，根据示例性实施例，电连接元件(例如夹紧臂168)可连接于控制板196，且可构造成用于向涡轮叶片70提供小的电荷。此外，基准定位器162中的每一个可电连接于控制板196。尽管夹紧臂168在本文中描述为作用为电连接元件，但应了解的是，连续性电路可通过根据备选实施例的其他连接来建立。例如，多个基准定位器190中的一者可提供电荷，或可对涡轮叶片70进行专用电连接。
如图6中最佳所示，至夹紧臂168和基准定位器162两者的这些电连接可通过使用电引线198来建立。电引线198可以可操作地联接于LED对接站190的控制板196。因此，当特定基准定位器162接触涡轮叶片70时，小的电流从夹紧臂168转移穿过涡轮叶片70，且经由该特定基准定位器162返回至控制板196。控制板196可然后照亮对应于该特定基准定位器162的LED指示器194。操作者可继续操纵涡轮叶片70，直到所有LED指示器194被照亮，因此指示涡轮叶片70适当地定位和定向。
如上文描述的那样，控制板196可在多个基准定位器162中的每一个接触涡轮叶片70时用于例如通过该多个LED指示器194来提供指示。更具体而言，在一些实施例中，控制器(未示出)可安装于控制板196，以控制工具夹具组件150的操作，例如，以控制照亮LED指示器194。控制器可包括一个或多个离散的处理器、存储装置以及功率存储单元(未绘出)。处理器还可包括数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件构件、或设计和编程成执行本文中描述的功能或引起其执行的它们的任何组合。处理器还可包括微处理器、或前面提及的装置的组合(例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、连同DSP核心的一个或多个微处理器、或任何其他此类构造)。
此外，存储装置可大体上包括存储元件，其包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，NVRAM、闪速存储器、EEPROM、或FRAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字通用光盘(DVD)、和/或其他适合的存储元件。存储器可储存可由处理器访问的信息，包括可由处理器执行的指令。例如，指令可为在由处理器执行时使处理器执行操作的软件或任何成组指令。可选地，指令可包括软件包，其构造成操作工具夹具组件150，例如构造成向连续性电路供能且照亮LED指示器194。
在转移块152适当地定位在转移块支架170的参照转角178中，且涡轮叶片70使用基准定位器162和夹紧臂168适当地定位、定向且夹紧之后，小的间隙(未示出)可在转移块152和涡轮叶片70之间存在。间隙允许将涡轮叶片70操纵到适当定向中，而不受转移块152的干扰。然而，为了固定涡轮叶片70和转移块152之间的相对定位，粘合剂(未示出)可在转移块152和涡轮叶片70之间提供。根据示例性实施例，邻近转移块152围绕涡轮叶片70的根部86的周边施加粘合剂。粘合剂还可填充转移块152和涡轮叶片70之间存在的间隙的至少一部分。
任何适合的粘合剂可用于固定转移块152和涡轮叶片70的相对定位。根据一个示例性实施例，粘合剂为使用UV光来硬化的紫外(UV)粘合剂。例如，邻近转移块152围绕涡轮叶片70的根部86的周边注入UV粘合剂。然后，构件嵌套夹具160经过UV烘箱或另外暴露于UV光。当UV粘合剂暴露于UV光时，该UV粘合剂硬化，且形成防止转移块152和涡轮叶片70之间的相对移动的刚性结合。以该方式，在粘合剂固化之后，转移块152和涡轮叶片70可从构件嵌套夹具160移除，同时维持它们的相对定位。然而，应了解的是，在其他实施例中，转移块152可以以任何其他适合的方式固定于涡轮叶片70，诸如通过使用一个或多个机械紧固件或夹紧件。
一旦涡轮叶片70和转移块152刚性地固定在一起，所得的叶片-块组件154就可放置在多种处理或加工工具中，以处理或加工涡轮叶片70。例如，为了在涡轮叶片中钻冷却孔98，转移块152可安装在钻机器夹具(诸如，如图10中所示的钻机器夹具210)中。显著地，钻机器夹具210具有类似于构件嵌套夹具160的转移块支架170的工具支架212。以该方式，转移块152可定位在工具支架212中，使得涡轮叶片70的定位和定向为已知的。此外，工具支架212可具有多个磁体，且可依赖于以如上文描述的那样相同的方式的转角定位。在该方面，通过将转移块152使用上文论述的精确转角安装在加工工具中，加工工具可知道涡轮叶片70的精确定位，且可在涡轮叶片70附接于转移块152时精确地加工涡轮叶片70。
一旦叶片-块组件154安装到加工工具(例如，钻机器)中，冷却孔98就可在涡轮叶片70中钻，而不受基准定位器臂162或夹紧臂168的干扰。在该方面，涡轮叶片70从转移块152悬臂伸出，且在以任何角度钻翼型件80的任何表面时，钻不经历干扰。因此，消除了对将涡轮叶片70重新定位在多个嵌套夹具中且多次设置加工工具的需要。以该方式，可消除多个加工夹具和额外机器设置时间，导致较低成本和较快制造时间。
显著地，用于将涡轮叶片70固定至转移块152的粘合剂也可移除。在该方面，例如，UV粘合剂可在涡轮叶片70加工之后加热。在UV粘合剂被加热时，其软化，使得涡轮叶片70可与转移块152分离。残余的粘合剂可从现在准备安装在涡扇发动机10中的涡轮叶片70移除。类似地，残余的粘合剂可从转移块152移除，使得转移块152可以以类似的方式用于加工下一个涡轮叶片70。
既然展示了根据本主题的示例性实施例的工具夹具组件150的结构和构造，处理燃气涡轮发动机的构件的示例性方法300将关于图11来描述。应当理解的是，方法300可用于制造、处理或另外加工涡轮叶片70或涡扇发动机10的其他构件。
方法300包括(在步骤310处)，以期望的定位和定向将构件定位在构件嵌套夹具中。如上文论述的那样，构件的适当定位和定向可使用从构件嵌套夹具延伸的多个基准定位器来实现。一旦构件同时接触所有多个基准定位器，构件就处于适当的定位和定向。
如上文论述的那样，方法300还可包括，将构件嵌套夹具放置在LED对接站中，该LED对接站包括与多个基准定位器中的相应基准定位器相关联的多个LED指示器。以该方式，该多个LED指示器中的每一个可在该多个基准定位器中的相应一者接触构件时照亮。在所有LED指示器照亮之后，夹紧臂可用于将构件装固在构件嵌套夹具内。
作为步骤320，方法300包括，在相对于构件的已知位置处将转移块定位在构件嵌套夹具中。例如，转移块可定位在转移块支架中，该转移块支架还定位在相对于基准定位器的已知位置处。以该方式，通过将构件和转移块定位在构件嵌套夹具中，两者的相对定位为已知的。根据示例性实施例，转移块可定位在转移块支架中，使得转移块的转角接收在转移块支架的转角中。转移块和转移块支架中的偏移磁体可用于确保转移块总是精确地配合在转移块支架的转角中，如上文论述的那样。
在将转移块和构件定位在构件嵌套夹具中(在320处)之后，方法300包括(在330处)固定这些构件的相对定位。例如，如上文描述的那样，粘合剂可用于在转移块和构件之间产生刚性结合。根据示例性实施例，粘合剂为由UV光或UV烘箱固化和硬化的UV粘合剂。在粘合剂被硬化后，转移块相对于构件刚性地固定。
在步骤340处，方法300包括，将刚性固定的转移块和构件从构件嵌套夹具移除，将所得的部分加载到处理机器上，以及处理构件(在步骤350处)。机器的类型和对应的处理可包括例如激光加工、放电加工(EDM)、或任何其他适合的材料移除方法。在加工构件之后，在步骤360处，可移除粘合剂，从而使加工的构件分离且允许重新使用转移块。
尽管以上描述涉及在涡轮机叶片70中加工冷却孔的系统和方法，但应了解的是，本主题的方面可用于加工涡扇发动机10的其他构件，诸如涡轮定子导叶、压缩机叶片、风扇叶片、或其他发动机构件。此外，系统可用于执行构件的其他处理，诸如施加涂层、涂漆、或另外处理。此外，系统可用于加工新的构件以及维修或维护使用过的构件两者。实际上，本文中描述的系统和方法可用于加工或另外处理任何产品或机器的任何构件。
该书面的描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法)。本发明可申请专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则旨在使这些其他示例处于权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于处理燃气涡轮发动机(10)的构件(70)的工具夹具组件(150)，所述工具夹具组件(150)包括：
构件嵌套夹具(160)，其构造成用于接收所述燃气涡轮发动机(10)的构件(70)；
多个基准定位器(162)，其从所述构件嵌套夹具(160)延伸且构造成在期望的位置处接触所述构件(70)；
夹紧臂(168)，其从所述构件嵌套夹具(160)延伸；
转移块(152)；以及
转移块支架(170)，其附接于所述构件嵌套夹具(160)或与所述构件嵌套夹具(160)整体结合形成，所述转移块支架(170)构造成用于接收所述转移块(152)，且在所述构件(70)接收在所述构件嵌套夹具(160)内时将所述转移块(152)定位在所述构件(70)附近。
2.根据权利要求1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述工具夹具组件(150)还包括偏压部件(182,184)，所述偏压部件(182,184)构造成用于朝所述转移块支架(170)的转角(178)推所述转移块(152)。
3.根据权利要求1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述工具夹具组件(150)还包括指示器对接站(190)，所述指示器对接站(190)构造成用于接收所述构件嵌套夹具(160)且与所述多个基准定位器(162)中的一者或多者建立电连接，所述指示器对接站(190)还包括与所述多个基准定位器(162)中的相应基准定位器(162)相关联的一个或多个指示器(194)，所述一个或多个指示器(194)构造成用于在所述多个基准定位器(162)中的相应一者接触所述构件(70)时提供指示。
4.根据权利要求3所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，电连接部件(168)构造成在所述电连接部件(168)接触所述构件(70)时向所述构件(70)提供电荷，从而将电流从所述电连接部件(168)驱动穿过所述构件至接触所述构件(70)的多个基准定位器(162)。
5.根据权利要求1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述多个基准定位器(162)包括六个基准定位器(162)。
6.根据权利要求1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，当所述多个基准定位器(162)中的每一个接触所述构件(70)时，间隙限定在所述构件(70)和所述转移块(152)之间。
7.根据权利要求1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述工具夹具组件(150)还包括用于连结所述构件(70)和所述转移块(152)的粘合剂。
8.根据权利要求7所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述粘合剂为使用UV光来硬化的紫外(UV)粘合剂。
9.根据权利要求1所述的工具夹具组件(150)，其特征在于，所述构件(70)为涡轮叶片。
10.一种用于处理燃气涡轮发动机的构件的方法(300)，所述方法(300)包括：
以期望的定位和定向将所述构件定位在构件嵌套夹具中(310)；
在相对于所述构件的已知位置处将转移块定位在所述构件嵌套夹具中(320)；
将所述构件固定于所述转移块(330)；
将所述转移块和所述构件加载到处理机器上(340)；以及
处理所述构件(350)。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108788814A (zh) * 2018-06-08 2018-11-13 歌尔股份有限公司 夹具组件和切割装置
CN109015013A (zh) * 2018-08-13 2018-12-18 贵州安吉华元科技发展有限公司 一种安装板精密间隙加工定位工装
CN110125701A (zh) * 2019-05-10 2019-08-16 中国航发航空科技股份有限公司 一种工装夹具及装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法
CN113910104A (zh) * 2021-09-29 2022-01-11 中国航发动力股份有限公司 一种涡轮导向叶片加工中喉道当量调整装置
CN113983053A (zh) * 2021-12-23 2022-01-28 深圳市领志光机电自动化系统有限公司 一种摄像头玻片精密贴装装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10744607B2 (en) 2015-05-13 2020-08-18 The Boeing Company Surface area of fixtures
US10906146B2 (en) 2018-06-22 2021-02-02 Raytheon Technologies Corporation Zero clamping force conforming fixture
CN109990994B (zh) * 2019-04-04 2021-04-30 上海新松机器人有限公司 一种用于涡轮增压器检测的密封系统
US11657496B2 (en) * 2019-06-06 2023-05-23 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Inspection support apparatus
IL307708A (en) 2021-04-16 2023-12-01 Blue Photon Tech & Workholding Systems Llc A method and system for temporarily holding a worker during production using an adhesive fastener
CN113276053A (zh) * 2021-05-07 2021-08-20 东风柳州汽车有限公司 定位工装以及变速箱与发动机的合装结构
CN113664578B (zh) * 2021-08-27 2022-08-16 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种低压涡轮工作叶片的自动化加工工装及工艺方法
CN114425709B (zh) * 2022-02-28 2024-02-27 无锡市蠡湖铸业有限公司 一种涡壳夹具
CN114800161B (zh) * 2022-06-13 2023-08-15 西安朋邦工贸有限公司 一种涡轮工作叶片榫头加工用装夹夹具和装夹方法
CN115156950B (zh) * 2022-08-01 2024-02-27 无锡尚赛精密机械有限公司 涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺及夹具
CN118023973B (zh) * 2024-04-12 2024-06-11 武汉东泰盛机械有限公司 一种发动机油底壳工装夹具

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4776822A (en) * 1987-11-12 1988-10-11 Zenith Electronics Corporation Registration transfer process for use in the manufacture of a tension mask color cathode ray tube
US5929765A (en) * 1995-11-20 1999-07-27 Elpatronic Ag Method and apparatus for positioning and aligning workpieces
CN1688440A (zh) * 2002-08-07 2005-10-26 宾夕法尼亚州研究基金会 用于将工件粘接在制造夹具上并且使之松解的系统和方法
CN101417396A (zh) * 2008-11-27 2009-04-29 西安交通大学 涡轮空心叶片榫头加工定位夹紧方法和夹具
CN102528499A (zh) * 2012-01-29 2012-07-04 无锡透平叶片有限公司 用于榫齿叶根加工的叶片定位装夹装置
EP2162259B1 (en) * 2007-06-16 2012-08-01 Rolls-Royce plc Method of manufacture using same datum features on different workpieces
CN102873558A (zh) * 2012-09-21 2013-01-16 西安交通大学 一种基于压电陶瓷的涡轮机叶片夹具与位姿快速调节方法
CN103350358A (zh) * 2013-07-29 2013-10-16 四川省自贡市海川实业有限公司 叶片铣榫齿夹具
CN104191264A (zh) * 2014-08-06 2014-12-10 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种加工燃气轮机动力涡轮导叶片基准面用夹紧定位装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4192055A (en) * 1977-09-21 1980-03-11 Computer Peripherals, Inc. Band welding fixture

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4776822A (en) * 1987-11-12 1988-10-11 Zenith Electronics Corporation Registration transfer process for use in the manufacture of a tension mask color cathode ray tube
US5929765A (en) * 1995-11-20 1999-07-27 Elpatronic Ag Method and apparatus for positioning and aligning workpieces
CN1688440A (zh) * 2002-08-07 2005-10-26 宾夕法尼亚州研究基金会 用于将工件粘接在制造夹具上并且使之松解的系统和方法
EP2162259B1 (en) * 2007-06-16 2012-08-01 Rolls-Royce plc Method of manufacture using same datum features on different workpieces
CN101417396A (zh) * 2008-11-27 2009-04-29 西安交通大学 涡轮空心叶片榫头加工定位夹紧方法和夹具
CN102528499A (zh) * 2012-01-29 2012-07-04 无锡透平叶片有限公司 用于榫齿叶根加工的叶片定位装夹装置
CN102873558A (zh) * 2012-09-21 2013-01-16 西安交通大学 一种基于压电陶瓷的涡轮机叶片夹具与位姿快速调节方法
CN103350358A (zh) * 2013-07-29 2013-10-16 四川省自贡市海川实业有限公司 叶片铣榫齿夹具
CN104191264A (zh) * 2014-08-06 2014-12-10 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种加工燃气轮机动力涡轮导叶片基准面用夹紧定位装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108788814A (zh) * 2018-06-08 2018-11-13 歌尔股份有限公司 夹具组件和切割装置
CN109015013A (zh) * 2018-08-13 2018-12-18 贵州安吉华元科技发展有限公司 一种安装板精密间隙加工定位工装
CN110125701A (zh) * 2019-05-10 2019-08-16 中国航发航空科技股份有限公司 一种工装夹具及装夹航空发动机涡轮精铸叶片的方法
CN113910104A (zh) * 2021-09-29 2022-01-11 中国航发动力股份有限公司 一种涡轮导向叶片加工中喉道当量调整装置
CN113983053A (zh) * 2021-12-23 2022-01-28 深圳市领志光机电自动化系统有限公司 一种摄像头玻片精密贴装装置

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