CN109176058A - 一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装及加工方法 - Google Patents

一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装及加工方法 Download PDF

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Abstract

一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装及加工方法，它涉及一种压气机叶片工装及加工方法，具体涉及一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装及加工方法。本发明为了解决现有叶片加工方法费时、费料、工件榫头端面表面不完整的问题。本发明包括多个定位螺栓和多个紧配螺栓，本发明还包括安装基座、安装环和安装盘，安装盘通过紧配螺栓固定安装在安装基座上，安装环通过多个紧配螺栓与安装盘可拆卸连接，多个叶片沿圆周方向均布设置在安装盘与安装环之间，安装盘与安装环之间填充有尿素，多个定位螺栓沿圆周方向均布设置安装盘的外缘，每个定位螺栓的端部均穿过安装盘与叶片的叶顶接触。本发明属于燃气轮机设备领域。

Description

一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装及加工方法
技术领域
本发明涉及一种压气机叶片工装及加工方法，具体涉及一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装及加工方法，属于燃气轮机设备领域。
背景技术
叶片加工是叶轮机械极其重要的零件之一，其特点是数量多、形状复杂、技术要求高、加工难度大。叶片按照种类分可以有很多种，包括风扇叶片、压气机叶片和涡轮叶片等，但是根据叶片的形状大体可以分为：叶身和榫头，其中叶身为气道部分、榫头为叶片装配部分。在叶轮机械加工领域，由于叶片和榫头形状的不同，涉及到的加工方法有很多，本发明主要针对燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片。目前行业内现有的叶片加工方法是对单个毛坯的各个面逐个进行加工，并且需要加工的面很多，这些都需要在铣床上或者数控机床上完成。因形状复杂，在加工时往往出现超差、费时、费料、各接续面不平整和合格率低等的问题。如何提高叶片加工的效率、保证叶片加工的质量是燃气轮机叶片加工亟需解决的一个技术难题。
发明内容
本发明为解决现有叶片加工方法费时、费料、工件榫头端面表面不完整的问题，进而提出一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装及加工方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述工装包括多个定位螺栓和多个紧配螺栓，本发明还包括安装基座、安装环和安装盘，安装盘通过紧配螺栓固定安装在安装基座上，安装环通过多个紧配螺栓与安装盘可拆卸连接，多个叶片沿圆周方向均布设置在安装盘与安装环之间，安装盘与安装环之间填充有尿素，多个定位螺栓沿圆周方向均布设置安装盘的外缘，每个定位螺栓的端部均穿过安装盘与叶片的叶顶接触。
进一步的，安装盘的边缘设有环形立沿，环形立沿与安装盘的盘面外边缘连接成一体，且环形立沿的内侧面与盘面的表面垂直。
进一步的，环形立沿的外侧面沿其圆周方向设有多个螺孔，每个定位螺栓插装在一个所述螺孔内。
进一步的，安装基座与安装盘之间为无间隙连接。
本发明所述加工方法的具体步骤如下：
步骤一、根据叶片叶身的轮廓和周向榫头结构，将方形状毛坯进行铣削加工，形成带基准的半成品件；
步骤二、按照事先确定好的基准，将单个叶片半成品件固定，对叶片叶身进行加工，逐个在铣床或数控加工机床上铣出叶盆面和叶背面，对各个叶片铣削出来的叶盆面和叶背面进行抛光；
步骤三、将叶身加工好的整圈叶片固定在专用环形工装内，通过磨削或置换适配各相邻叶片间隙及各叶片与工装间隙，待上述工序完成之后，向环形工装内叶片的叶身部分填充低熔点尿素，从而将叶片固定；
步骤四、待尿素凝固后，拆除专用工装的安装基座，将工装其余部分连同叶片一并固定在车床上，先后对整圈固定后的周向槽叶片两侧端面进行车削加工；
步骤五、拆除专用工装的安装盘和安装环，采用专用卡具装卡整圈叶片，在砂轮上对整圈叶片磨削外径，保证径向间隙符合标准；
步骤六、待所有加工工序完毕，将尿素融化，取出叶片成品，用于进行后续的酸洗、喷丸处理工艺。
本发明的有益效果是：本发明的专用工装结构简单，操作方便、装配容易；本发明可反复利用，最大限度降低叶片加工成本，保证叶片加工质量。本发明与传统工艺相比较能够缩短一半以上的加工时间，提高加工效率，延长工装使用寿命三倍以上，极大的提高了经济效益。
附图说明
图1是叶片半成品的结构示意图；
图2是叶片叶身的加工示意图；
图3是叶片安装在工装上结构示意图；
图4是叶片安装在安装盘内的局部结构示意图；
图5是叶片与工装组装全景示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装，它包括多个定位螺栓4和多个紧配螺栓5，本实施方式还包括安装基座1、安装环2和安装盘3，安装盘3通过紧配螺栓5固定安装在安装基座1上，安装环2通过多个紧配螺栓5与安装盘3可拆卸连接，多个叶片6沿圆周方向均布设置在安装盘3与安装环2之间，安装盘3与安装环2之间填充有尿素7，多个定位螺栓4沿圆周方向均布设置安装盘3的外缘，每个定位螺栓4的端部均穿过安装盘3与叶片6的叶顶接触。安装盘3、安装环2与整圈叶片6可形成封闭腔室，用于浇铸尿素7。
具体实施方式二：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装的安装盘3的边缘设有环形立沿3-1，环形立沿3-1与安装盘3的盘面3-2外边缘连接成一体，且环形立沿3-1的内侧面与盘面3-2的表面垂直。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装的环形立沿3-1的外侧面沿其圆周方向设有多个螺孔，每个定位螺栓4插装在一个所述螺孔内。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装的安装基座1与安装盘3之间为无间隙连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片加工方法的具体步骤如下：
步骤一、根据叶片6叶身的轮廓和周向榫头结构，将方形状毛坯进行铣削加工，形成带基准的半成品件；
步骤二、按照事先确定好的基准，将单个叶片6半成品件固定，对叶片6叶身进行加工，逐个在铣床或数控加工机床上铣出叶盆面和叶背面，对各个叶片6铣削出来的叶盆面和叶背面进行抛光；
步骤三、将叶身加工好的整圈叶片6固定在专用环形工装内，通过磨削或置换适配各相邻叶片6间隙及各叶片6与工装间隙，待上述工序完成之后，向环形工装内叶片6的叶身部分填充低熔点尿素7，从而将叶片6固定；
步骤四、待尿素7凝固后，拆除专用工装的安装基座1，将工装其余部分连同叶片6一并固定在车床上，先后对整圈固定后的周向槽叶片6两侧端面进行车削加工；
步骤五、拆除专用工装的安装盘3和安装环2，采用专用卡具装卡整圈叶片6，在砂轮上对整圈叶片6磨削外径，保证径向间隙符合标准；
步骤六、待所有加工工序完毕，将尿素7融化，取出叶片6成品，用于进行后续的酸洗、喷丸处理工艺。
工作原理
首先根据叶片6轮廓和所用材料，采用方形毛坯锻件。对方形毛坯锻件进行预加工，包括扇形侧面去量(据叶片工件安装在轮盘上之后形成的环形形状被分成若干等分来确定)、叶身去量、预留加工基准等。方形毛坯锻件经粗加工后形成如图1所示半成品。
根据事先预留基准，将叶片6半成品固定在铣床或者数控机床上铣削叶盆面和叶背面，并对各个叶片铣削出来的叶盆面和叶背面进行抛光。叶身加工好的叶片如图2所示。
叶片6与专用工装最终的组装示意图如图3所示。先拆除专用工装安装环2，将叶身加工好的整圈叶片固定在专用环形工装内，通过磨削或者置换保证各相邻叶片6间隙不超过0.02mm，通过调整定位螺栓保证叶片6与安装基座1无间隙，安装方法如图4所示。叶片6与专用工装组装全景图如图5所示。待上述工序完成之后，在安装环2位置向环形工装内叶身部分填充低熔点尿素7，并安装专用工装安装环2，待尿素7冷却凝固各叶片6既可以完全固定。需要注意，在叶片6固定在专用工装的过程后及填充尿素7过程中，尽量不要触碰叶片6的加工基准。
拆除专用工装安装基座1，将工装其余部分连同叶片6一并固定在车床上，对整圈固定后的周向槽叶片6榫头两侧端面进行车削加工。拆除专用工装安装盘3和安装环2，采用专用卡具装卡整圈叶片6，在砂轮上去掉叶片6顶部加工基准，对整圈叶片6磨削外径，保证径向间隙符合尺寸。
待所有加工工序完毕，将尿素7融化，取出叶片6成品，用于进行后续的酸洗、喷丸处理工艺等。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装，它包括多个定位螺栓(4)和多个紧配螺栓(5)，其特征在于：所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装还包括安装基座(1)、安装环(2)和安装盘(3)，安装盘(3)通过紧配螺栓(5)固定安装在安装基座(1)上，安装环(2)通过多个紧配螺栓(5)与安装盘(3)可拆卸连接，多个叶片(6)沿圆周方向均布设置在安装盘(3)与安装环(2)之间，安装盘(3)与安装环(2)之间填充有尿素(7)，多个定位螺栓(4)沿圆周方向均布设置安装盘(3)的外缘，每个定位螺栓(4)的端部均穿过安装盘(3)与叶片(6)的叶顶接触。
2.根据权利要求1所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装，其特征在于：安装盘(3)的边缘设有环形立沿(3-1)，环形立沿(3-1)与安装盘(3)的盘面(3-2)外边缘连接成一体，且环形立沿(3-1)的内侧面与盘面(3-2)的表面垂直。
3.根据权利要求2所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装，其特征在于：环形立沿(3-1)的外侧面沿其圆周方向设有多个螺孔，每个定位螺栓(4)插装在一个所述螺孔内。
4.根据权利要求1所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片工装，其特征在于：安装基座(1)与安装盘(3)之间为无间隙连接。
5.一种利用权利要求1所述叶片工装进行燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片加工的方法，其特征在于：所述一种燃气轮机周向槽型轴流式压气机动叶片加工方法的具体步骤如下：
步骤一、根据叶片(6)叶身的轮廓和周向榫头结构，将方形状毛坯进行铣削加工，形成带基准的半成品件；
步骤二、按照事先确定好的基准，将单个叶片(6)半成品件固定，对叶片(6)叶身进行加工，逐个在铣床或数控加工机床上铣出叶盆面和叶背面，对各个叶片(6)铣削出来的叶盆面和叶背面进行抛光；
步骤三、将叶身加工好的整圈叶片(6)固定在专用环形工装内，通过磨削或置换适配各相邻叶片(6)间隙及各叶片(6)与工装间隙，待上述工序完成之后，向环形工装内叶片(6)的叶身部分填充低熔点尿素(7)，从而将叶片(6)固定；
步骤四、待尿素(7)凝固后，拆除专用工装的安装基座(1)，将工装其余部分连同叶片(6)一并固定在车床上，先后对整圈固定后的周向槽叶片(6)两侧端面进行车削加工；
步骤五、拆除专用工装的安装盘(3)和安装环(2)，采用专用卡具装卡整圈叶片(6)，在砂轮上对整圈叶片(6)磨削外径，保证径向间隙符合标准；
步骤六、待所有加工工序完毕，将尿素(7)融化，取出叶片(6)成品，用于进行后续的酸洗、喷丸处理工艺。
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