CN110370036A - 燃气轮机的转向节臂的加工工装和加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气轮机的转向节臂的加工工装和加工方法，属于燃气轮机加工领域。加工工装包括定位座和固定机构；定位座为圆柱体，端面包括凸起部、第一凹陷部和第二凹陷部，凸起部位于第一凹陷部和第二凹陷部之间；第一凹陷部与凸起部之间的高度差等于两个连接板凸出于转向节臂的高度；第一凹陷部内设有插设在两个连接板之间的凸台，凸台沿定位座的径向延伸，凸台上设有与直销孔匹配的第一直销孔，第一直销孔的延伸方向垂直于凸台的延伸方向；第二凹陷部与凸起部之间的高度差等于连接凸块凸出于转向节臂的高度，定位座的轴线穿过第二凹陷部；固定机构包括定位件，定位件同时插入在直销孔与第一直销孔中。本发明可满足转向节臂的加工需求。

Description

燃气轮机的转向节臂的加工工装和加工方法
技术领域
本发明涉及燃气轮机加工领域，特别涉及一种燃气轮机的转向节臂的加工工装和加工方法。
背景技术
燃气轮机(英文：Gas Turbine)是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将化学能转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。转向节臂是燃气轮机中将转动装置连接在燃气轮机的机匣上的零件。
转向节臂是一个中间壁薄、两端凸出的长条形零件，凸出的一端设计有用于连接燃气轮机的机匣的直销孔，凸出的另一端设计有用于连接转动装置的球销孔。球销孔的内壁设有扇环形凹槽，以便转动装置插入球销孔进行连接。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
转向节臂上直销孔和球销孔的尺寸(包括直销孔和球销孔之间的相对位置)在精度上的要求较高。转向节臂是一个长度为81mm、宽度为28mm、高度为28.7mm的小型零件，转向节臂的中间尺寸小、厚度薄，难以装夹，批量生产时无法保证各个转向节臂上直销孔和球销孔的尺寸(包括直销孔和球销孔之间的相对位置)保持一致，达不到燃气轮机的使用需要。
发明内容
本发明实施例提供了一种燃气轮机的悬臂的加工工装和加工方法，可以有效保证各个转向节臂上直销孔和球销孔的尺寸(包括直销孔和球销孔之间的相对位置)保持一致。所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种燃气轮机的转向节臂的加工工装，所述转向节臂的第一端设有相对的两个连接板，所述两个连接板上对应设有第一直销孔；所述转向节臂的第二端设有连接凸块，所述连接凸块上设有球销孔，所述球销孔的延伸方向、所述第一直销孔的延伸方向、所述转向节臂的延伸方向相互垂直；所述球销孔的内壁上设有两个扇环形凹槽，所述两个扇环形凹槽沿所述转向节臂的延伸方向依次设置；
所述加工工装包括定位座和固定机构；所述定位座为圆柱体，所述定位座的端面包括凸起部、第一凹陷部和第二凹陷部，所述凸起部位于所述第一凹陷部和所述第二凹陷部之间；所述第一凹陷部用于放置所述两个连接板，所述第一凹陷部与所述凸起部之间的高度差等于所述两个连接板凸出于所述转向节臂的高度；所述第一凹陷部内设有用于插设在所述两个连接板之间的凸台，所述凸台沿所述定位座的径向延伸，所述凸台上设有与所述第一直销孔匹配的第二直销孔，所述第二直销孔的延伸方向垂直于所述凸台的延伸方向；所述第二凹陷部用于放置所述连接凸块，所述第二凹陷部与所述凸起部之间的高度差等于所述连接凸块凸出于所述转向节臂的高度，所述定位座的轴线穿过所述第二凹陷部；所述固定机构包括定位件，所述定位件用于同时插入在所述第一直销孔与所述第二直销孔中。
可选地，所述第一凹陷部与所述凸起部的交界面、所述第二凹陷部与所述凸起部的交界面中的至少一个垂直于所述凸起部、所述第一凹陷部和所述第二凹陷部的排列方向。
可选地，所述定位件的第一端面的相邻表面上设有第一通孔，所述第一凹陷部内设有与所述第一通孔匹配的第一螺孔，所述固定机构还包括第一紧固件，所述第一紧固件穿过所述第一通孔之后固定在所述第一螺孔中。
进一步地，所述定位件设有第一通孔的表面为平面。
可选地，所述定位件的第二端面呈多边形。
可选地，所述定位座的端面上设有第二螺孔，所述固定机构还包括压板和第二紧固件，所述压板上设有与所述第二螺孔匹配的第二通孔，所述第二紧固件穿过所述第二通孔之后固定在所述第二螺孔中。
可选地，所述定位座的端面上设有第三通孔，所述第三通孔的轴线与所述定位座的轴线重合。
第二方面，本发明实施例提供了一种燃气轮机的转向节臂的加工方法，所述加工方法包括：
提供转向节臂，所述转向节臂的第一端设有相对的两个连接板，所述两个连接板上对应设有第一直销孔，所述第一直销孔的延伸方向与所述转向节臂的延伸方向垂直，所述转向节臂的第二端设有连接凸块；
将所述转向节臂固定在如第一方面的加工工装上，所述两个连接板在所述第一凹陷部内，所述连接凸块放置所述第二凹陷部内，所述定位件同时插入在所述第一直销孔与所述第二直销孔中；
将所述加工工装安装在车床上，沿所述加工工装的轴线在所述连接凸块上开设球销孔；
将所述加工工装安装在铣床上，在所述球销孔内开设两个扇环形凹槽，所述两个扇环形凹槽的对称轴平行于所述转向节臂的延伸方向。
可选地，所述将所述加工工装安装在铣床上，包括：
将所述铣床的坐标轴与所述第一凹陷部与所述凸起部的交界面或者所述第二凹陷部与所述凸起部的交界面中的至少一个平行。
可选地，所述定位座的端面上设有第三通孔，所述第三通孔的轴线与所述定位座的轴线重合。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过提供包括定位座和固定机构的加工工装，定位座为可以安装在车床和铣床上的圆柱体，定位座的端面包括凸起部、第一凹陷部和第二凹陷部，凸起部位于第一凹陷部和第二凹陷部之间，第一凹陷部与凸起部之间的高度差等于两个连接板凸出于转向节臂的高度，第二凹陷部与凸起部之间的高度差等于连接凸块凸出于转向节臂的高度，转向节臂两端的两个连接板和连接凸块刚好可以放置在第一凹陷部和第二凹陷部内。第一凹陷部内设有用于插设在两个连接板之间的凸台，凸台与转向节臂的两个连接板中的直销孔中插入同一个定位件，从而使转向节臂与加工工装的相对位置保持不变。定位座的轴线穿过第二凹陷部和第二凹陷部内的连接凸块，车床沿加工工装的轴线在连接凸块上开设球销孔，即可保证各个转向节臂上球销孔与直销孔之间的距离保持不变，满足燃气轮机的使用需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的转向节臂的主视图；
图2是本发明实施例提供的转向节臂的俯视图；
图3是本发明实施例提供的转向节臂的侧视图；
图4是本发明实施例提供的一种燃气轮机的转向节臂的加工工装的俯视图；
图5是本发明实施例提供的一种燃气轮机的转向节臂的加工工装的剖面图；
图6是本发明实施例提供的定位座的俯视图；
图7是本发明实施例提供的定位座的剖面图；
图8是本发明实施例提供的定位件的主视图；
图9是本发明实施例提供的定位件的侧视图；
图10是本发明实施例提供的压板的剖面图；
图11是本发明实施例提供的压板的俯视图；
图12是本发明实施例提供的一种燃气轮机的转向节臂的加工方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种燃气轮机的转向节臂的加工工装。图1为本发明实施例提供的转向节臂的主视图，图2为本发明实施例提供的转向节臂的俯视图，图3为本发明实施例提供的转向节臂的侧视图。参见图1、图2和图3，转向节臂10的第一端设有相对的两个连接板11，两个连接板11上对应设有第一直销孔11a。转向节臂10的第二端设有连接凸块12，连接凸块上12设有球销孔12a。球销孔12a的延伸方向、第一直销孔11a的延伸方向、转向节臂10的延伸方向相互垂直。球销孔12a的内壁上设有两个扇环形凹槽12b，两个扇环形凹槽12b沿转向节臂10的延伸方向依次设置。
示例性地，转向节臂的长度可以为81mm、宽度可以为28mm、高度可以为28.7mm，厚度可以为2mm。两个连接板11之间的距离可以为5mm，第一直销孔11a的直径可以为8mm，第一直销孔11a与转向节臂10之间的距离可以为16.5±0.1mm；球销孔12a的直径可以为13mm，扇环形凹槽12b两端之间的距离可以为8.2mm；第一直销孔11a和球销孔12a之间的距离可以为60±0.05mm。
图4为本发明实施例提供的一种燃气轮机的转向节臂的加工工装的俯视图，图5为本发明实施例提供的一种燃气轮机的转向节臂的加工工装的剖面图。参见图4和图5，加工工装包括定位座20和固定机构。
图6为本发明实施例提供的定位座的俯视图，图7为本发明实施例提供的定位座的剖面图。参见图6和图7，定位座20为圆柱体，定位座20的端面包括凸起部21、第一凹陷部22和第二凹陷部23，凸起部21位于第一凹陷部22和第二凹陷部23之间。第一凹陷部22用于放置两个连接板11，第一凹陷部22与凸起部21之间的高度差等于两个连接板11凸出于转向节臂10的高度。第一凹陷部22内设有用于插设在两个连接板11之间的凸台24，凸台24沿定位座20的径向延伸，凸台24上设有与第一直销孔11a匹配的第二直销孔24a，第二直销孔24a的延伸方向垂直于凸台24的延伸方向。第二凹陷部23用于放置连接凸块12，第二凹陷部23与凸起部21之间的高度差等于连接凸块12凸出于转向节臂10的高度，定位座20的轴线穿过第二凹陷部23。
图8为本发明实施例提供的定位件的主视图，图9为本发明实施例提供的定位件的侧视图。参见图8和图9，固定机构包括定位件31，定位件31用于同时插入在第一直销孔11a与第二直销孔24a中。
本发明实施例通过提供包括定位座和固定机构的加工工装，定位座为可以安装在车床和铣床上的圆柱体，定位座的端面包括凸起部、第一凹陷部和第二凹陷部，凸起部位于第一凹陷部和第二凹陷部之间，第一凹陷部与凸起部之间的高度差等于两个连接板凸出于转向节臂的高度，第二凹陷部与凸起部之间的高度差等于连接凸块凸出于转向节臂的高度，转向节臂两端的两个连接板和连接凸块刚好可以放置在第一凹陷部和第二凹陷部内。第一凹陷部内设有用于插设在两个连接板之间的凸台，凸台与转向节臂的两个连接板中的直销孔中插入同一个定位件，从而使转向节臂与加工工装的相对位置保持不变。定位座的轴线穿过第二凹陷部和第二凹陷部内的连接凸块，车床沿加工工装的轴线在连接凸块上开设球销孔，即可保证各个转向节臂上球销孔与直销孔之间的距离保持不变，满足燃气轮机的使用需要。
示例性地，如图4～图7所示，凸块24可以为方形结构，凸块24从第一凹陷部22与凸起部21的交界面向远离第一凹陷部22与凸起部21的交界面的方向延伸，以便利用转向节臂上的直销孔将转向节臂锁定在加工工装上。
可选地，如图4和图6所示，第一凹陷部22与凸起部21的交界面、第二凹陷部23与凸起部21的交界面中的至少一个，可以垂直于凸起部21、第一凹陷部22和第二凹陷部23的排列方向。将铣床的坐标轴与第一凹陷部与凸起部的交界面或者第二凹陷部与凸起部的交界面中的至少一个平行，有利于保证各个转向节臂上两个扇环形凹槽沿转向节臂的延伸方向依次设置，满足燃气轮机的使用需要。
可选地，如图4～图9所示，定位件31的第一端面的相邻表面上可以设有第一通孔31a，第一凹陷部22内设有与第一通孔31a匹配的第一螺孔22a，固定机构还可以包括第一紧固件32，第一紧固件32穿过第一通孔31a之后固定在第一螺孔22a中。在定位件上开设通孔，并在定位座上相应开设螺孔，即可利用第一紧固件将定位件锁定在定位座上，防止定位件在转向节臂的加工过程中飞离工装，而且拆卸方便。
示例性地，第一紧固件32可以为螺栓；螺栓的直径可以为6mm，长度可以为30mm。
进一步地，如图8和图9所示，定位件31设有第一通孔31a的表面可以为平面，方便第一通孔的开设。
可选地，如图8和图9所示，定位件31的第二端面可以呈多边形，可以减小定位件与凸台上的第二直销孔的接触面积，在不影响转向节臂与加工工装之间定位的情况下，方便定位件拔插。
进一步地，如图8和图9所示，定位件31的第二端面可以呈方形，加工和使用都很方便。
可选地，如图4～图7所示，定位座20的端面上可以设有第二螺孔20a，固定机构还可以包括压板33和第二紧固件34。图10为本发明实施例提供的压板的剖面图，图11为本发明实施例提供的压板的俯视图，参见图10和图11，压板33上设有与第二螺孔20a匹配的第二通孔33a。第二紧固件34穿过第二通孔33a之后固定在第二螺孔20a中。通过压板和第二紧固件的配合，使转向节臂紧贴在定位座的端面上，避免转向节臂和加工工装发生相对位移，有利于提高加工精度。
示例性地，第二紧固件34可以为螺栓，螺栓的直径可以为10mm，长度可以为30mm。
进一步地，压板33的一端可以设有凸块33b，以弥补转向节臂带来的高度差。
示例性地，压板33的另一端可以设有倒角33c。
可选地，如图5和图7所示，定位座20的端面上可以设有第三通孔20b，第三通孔20b的轴线与定位座20的轴线重合。第三通孔正对球销孔的开设位置，有利于球销孔开设过程中废料的排出。
本发明实施例提供了一种燃气轮机的转向节臂的加工方法，适用于采用图4和图5所示的加工工装实现。图12为本发明实施例提供的一种燃气轮机的转向节臂的加工方法的流程图。参见图12，该加工方法包括：
步骤201：提供转向节臂。
在本实施例中，转向节臂的第一端设有相对的两个连接板，两个连接板上对应设有第一直销孔，第一直销孔的延伸方向与转向节臂的延伸方向垂直，转向节臂的第二端设有连接凸块。
步骤202：将转向节臂固定在加工工装上。
在本实施例中，两个连接板在第一凹陷部内，连接凸块放置第二凹陷部内，定位件同时插入在第一直销孔与第二直销孔中。
可选地，定位件的第一端面的相邻表面上设有第一通孔，第一凹陷部内设有与第一通孔匹配的第一螺孔，固定机构还包括第一紧固件。
相应地，该加工方法还可以包括：
定位件同时插入在第一直销孔与第二直销孔中之后，将第一通孔与第一螺孔对齐；
将第一紧固件穿过第一通孔，固定在第一螺孔中。
可选地，定位座的端面上设有第二螺孔，固定机构还包括压板和第二紧固件，压板上设有与第二螺孔匹配的第二通孔。
相应地，该加工方法还可以包括：
将压板放置在定位座的端面上，第二通孔与第二螺孔对齐；
将第二紧固件穿过第二通孔，固定在第二螺孔中。
步骤203：将加工工装安装在车床上，沿加工工装的轴线在连接凸块上开设球销孔。
可选地，定位座的端面上设有第三通孔，第三通孔的轴线与定位座的轴线重合。
步骤204：将加工工装安装在铣床上，在球销孔内开设两个扇环形凹槽。
可选地，第一凹陷部与凸起部的交界面、第二凹陷部的交界面中的至少一个垂直于凸起部、第一凹陷部和第二凹陷部的排列方向。
相应地，该步骤204可以包括：
将铣床的坐标轴与第一凹陷部与凸起部的交界面或者第二凹陷部与凸起部的交界面中的至少一个平行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气轮机的转向节臂的加工工装，其特征在于，所述转向节臂(10)的第一端设有相对的两个连接板(11)，所述两个连接板(11)上对应设有第一直销孔(11a)；所述转向节臂(10)的第二端设有连接凸块(12)，所述连接凸块上(12)设有球销孔(12a)，所述球销孔(12a)的延伸方向、所述第一直销孔(11a)的延伸方向、所述转向节臂(10)的延伸方向相互垂直；所述球销孔(12a)的内壁上设有两个扇环形凹槽(12b)，所述两个扇环形凹槽(12b)沿所述转向节臂(10)的延伸方向依次设置；
所述加工工装包括定位座(20)和固定机构；所述定位座(20)为圆柱体，所述定位座(20)的端面包括凸起部(21)、第一凹陷部(22)和第二凹陷部(23)，所述凸起部(21)位于所述第一凹陷部(22)和所述第二凹陷部(23)之间；所述第一凹陷部(22)用于放置所述两个连接板(11)，所述第一凹陷部(22)与所述凸起部(21)之间的高度差等于所述两个连接板(11)凸出于所述转向节臂(10)的高度；所述第一凹陷部(22)内设有用于插设在所述两个连接板(11)之间的凸台(24)，所述凸台(24)沿所述定位座(20)的径向延伸，所述凸台(24)上设有与所述第一直销孔(11a)匹配的第二直销孔(24a)，所述第二直销孔(24a)的延伸方向垂直于所述凸台(24)的延伸方向；所述第二凹陷部(23)用于放置所述连接凸块(12)，所述第二凹陷部(23)与所述凸起部(21)之间的高度差等于所述连接凸块(12)凸出于所述转向节臂(10)的高度，所述定位座(20)的轴线穿过所述第二凹陷部(23)；所述固定机构包括定位件(31)，所述定位件(31)用于同时插入在所述第一直销孔(11a)与所述第二直销孔(24a)中。
2.根据权利要求1所述的加工工装，其特征在于，所述第一凹陷部(22)与所述凸起部(21)的交界面、所述第二凹陷部(23)与所述凸起部(21)的交界面中的至少一个垂直于所述凸起部(21)、所述第一凹陷部(22)和所述第二凹陷部(23)的排列方向。
3.根据权利要求1或2所述的加工工装，其特征在于，所述定位件(31)的第一端面的相邻表面上设有第一通孔(31a)，所述第一凹陷部(22)内设有与所述第一通孔(31a)匹配的第一螺孔(22a)，所述固定机构还包括第一紧固件(32)，所述第一紧固件(32)穿过所述第一通孔(31a)之后固定在所述第一螺孔(22a)中。
4.根据权利要求3所述的加工工装，其特征在于，所述定位件(31)设有第一通孔(31a)的表面为平面。
5.根据权利要求1或2任一项所述的加工工装，其特征在于，所述定位件(31)的第二端面呈多边形。
6.根据权利要求1或2所述的加工工装，其特征在于，所述定位座(20)的端面上设有第二螺孔(20a)，所述固定机构还包括压板(33)和第二紧固件(34)，所述压板(33)上设有与所述第二螺孔(20a)匹配的第二通孔(33a)，所述第二紧固件(34)穿过所述第二通孔(33a)之后固定在所述第二螺孔(20a)中。
7.根据权利要求1或2所述的加工工装，其特征在于，所述定位座(20)的端面上设有第三通孔(20b)，所述第三通孔(20b)的轴线与所述定位座(20)的轴线重合。
8.一种燃气轮机的转向节臂的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
提供转向节臂，所述转向节臂的第一端设有相对的两个连接板，所述两个连接板上对应设有第一直销孔，所述第一直销孔的延伸方向与所述转向节臂的延伸方向垂直，所述转向节臂的第二端设有连接凸块；
将所述转向节臂固定在如权利要求1～7任一项所述的加工工装上，所述两个连接板在所述第一凹陷部内，所述连接凸块放置所述第二凹陷部内，所述定位件同时插入在所述第一直销孔与所述第二直销孔中；
将所述加工工装安装在车床上，沿所述加工工装的轴线在所述连接凸块上开设球销孔；
将所述加工工装安装在铣床上，在所述球销孔内开设两个扇环形凹槽，所述两个扇环形凹槽的对称轴平行于所述转向节臂的延伸方向。
9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，所述将所述加工工装安装在铣床上，包括：
将所述铣床的坐标轴与所述第一凹陷部与所述凸起部的交界面或者所述第二凹陷部与所述凸起部的交界面中的至少一个平行。
10.根据权利要求8或9所述的加工方法，其特征在于，所述定位座的端面上设有第三通孔，所述第三通孔的轴线与所述定位座的轴线重合。
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