CN111331219A - 一种悬臂叶片结构件的钎焊定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，能够实现对悬臂叶片结构件装配时的精确定位，防止悬臂叶片结构件高温钎焊过程中叶片发生错动，具有定位准确可靠、易加工、成本低、适用性强、操作简单方便的特点。本发明的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，该悬臂叶片结构件的钎焊定位装置根据悬臂叶片件的结构特点，针对工作环境，设计了室温下用于悬臂叶片的径向、角向和周向位置精确定位部分和用于悬臂叶片结构件入炉钎焊悬臂叶片的轴向定位部分，从而实现对悬臂叶片结构件装配时的精确定位，防止悬臂叶片结构件高温钎焊过程中叶片发生错动，具有定位准确可靠、易加工、成本低、适用性强、操作简单方便等优点。

Description

一种悬臂叶片结构件的钎焊定位装置

技术领域

本发明属于钎焊技术领域，具体涉及一种悬臂叶片结构件的钎焊定位装置。

背景技术

在发动机制造生产中，通常会涉及悬臂叶片结构件(包括环状部件和沿环状部件内圆周面周向分布的多个叶片)的高温钎焊，其特点是叶片一端与环状部件的内表面钎焊连接，一端悬空。针对仅叶片一端与环状部件钎焊在一起的部件，高温钎焊装配及其钎焊过程叶片轴向、径向和角向的位置均需定位，否则极易因受热而引起叶片与环体的相对位置错动或叶片边缘的卷曲，进而影响构件尺寸的准确性，最终影响发动机的功能。专利CN206216066“一种涡扇发动机静子组件真空钎焊定位装置”中公开了一种叶片定位装置，通过上、下两个定位盘的下、上表面边缘分别安装固定齿来达到固定悬臂叶片角向和轴向的目的，上、下定位盘通过定位销固定相对位置。但该专利中的定位装置一方面无法准确控制叶片的径向，另一方面，叶片上下缘均由固定齿固定，固定齿加工量大，对固定齿的加工精度要求较高，最后，如此精度高的工装多次入炉必然对其精度有影响，且工装上的固定齿会造成薄叶片的边缘的卷曲变形。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，能够实现对悬臂叶片结构件装配时的精确定位，防止悬臂叶片结构件高温钎焊过程中叶片发生错动，具有定位准确可靠、易加工、成本低、适用性强、操作简单方便的特点。

为实现上述目的，本发明的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，包括用于悬臂叶片的径向、角向和轴向位置定位部分和用于悬臂叶片结构件的入炉钎焊定位部分；

其中，悬臂叶片的径向、角向和轴向位置定位的部分包括底座、定位支撑盘、定位盘、衬套、芯轴、悬臂杆以及圆柱销；

其中，所述底座上表面具有三层沿径向从内向外高度递减的环形台阶面，其中，最上层台阶面最上层台阶面上加工有用于放置定位支撑盘的凹槽；中间台阶与最上层台阶之间的圆周面用于定位环状部件的内圆周面；中间台阶的台阶面用于定位环状部件的轴向下端面；

最下层台阶面上设有用于压紧环状部件压边的压板；

定位支撑盘上表面周向均匀分布有用于使叶片嵌入的卡槽，，所述卡槽的斜边与叶背型线一致，悬臂叶片的悬臂端卡在定位支撑盘上与之对应的卡槽内，实现悬臂叶片的轴向定位；

定位支撑盘上表面中心加工有用于配置定位盘的凹槽，定位盘同轴固定在定位支撑盘上，悬臂叶片的悬臂端内端面与定位盘的外圆周面相接触，实现悬臂叶片的径向定位；

芯轴为定位盘的中心轴，衬套套装在芯轴上，悬臂杆一端连接在芯轴上，悬臂杆的另一端悬空，悬臂杆可绕定位盘的中心轴线自由旋转；

悬臂叶片悬臂端固定两个圆柱销，通过两个圆柱销拨动悬臂叶片，圆柱销使外圆柱面的切线与叶片的上弦边重合，调节悬臂叶片的角向关系，最终随着悬臂杆的旋转，实现对每个悬臂叶片的角向调节，之后采用点焊或机械方法进行定位；

所述悬臂叶片结构件的入炉钎焊定位部分包括定位环-、底盘-和压盘-；

其中，定位环-上表面为光滑的环形表面，与悬臂叶片悬臂端的下端面接触；定位环-固定在底盘-上；底盘-上设有沿底盘-径向延伸的两层台阶，其中，上层台阶为圆台，用于支撑所述环状部件，上表面加工有用于配置定位环-的凹槽，上层台阶圆周面用于环状部件的定位，下层台阶用于环状部件压边的定位；压盘-内型面与环状部件外型面结构一致，压盘-置于环装部件上端面。

其中，所述压板通过第一六角螺母、双头螺柱、压板、螺钉、第一平垫圈、第二六角螺母实现支撑；

其中，双头螺柱穿过压板的内侧，通过第一平垫圈和第二六角螺母固定在底座上；螺钉穿过压板外侧，通过第一六角螺母进行调节，用于不同压边厚度的环状部件。

其中，通过第二平垫圈和第三六角螺母将悬臂杆()的一端连接在芯轴上。

其中，所述定位支撑盘通过第一定位螺钉固定在底座上。

其中，所述定位盘通过第二定位螺钉固定在定位支撑盘上。

其中，所述定位环-通过定位螺钉-固定在底盘-上。

其中，底座、定位支撑盘和定位盘固定在一起后再进行机加。

其中，所述用于悬臂叶片的径向、角向和轴向位置定位部分材料为碳钢。

其中，底盘-上层台阶侧的外径，在高温下与悬臂叶片结构件环状部件的内径一致。

有益效果：

本发明的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，该悬臂叶片结构件的钎焊定位装置根据悬臂叶片件的结构特点，针对工作环境，设计了室温下用于悬臂叶片的径向、角向和轴向位置精确定位部分和用于悬臂叶片结构件入炉钎焊悬臂叶片的轴向定位部分，从而实现对悬臂叶片结构件装配时的精确定位，防止悬臂叶片结构件高温钎焊过程中叶片发生错动，具有定位准确可靠、易加工、成本低、适用性强、操作简单方便等优点。

附图说明

图1是本发明的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置用于悬臂叶片的径向、角向和轴向位置精确定位部分的示意图。

图2是本发明的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置用于悬臂叶片结构件的入炉钎焊定位部分和悬臂叶片构件剖面。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提出一种悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，包含用于悬臂叶片的径向、角向和轴向位置精确定位部分和用于悬臂叶片结构件的入炉钎焊定位部分。其中，悬臂叶片的径向、角向和轴向位置精确定位的部分，是用于悬臂叶片一端与环状部件钎焊连接时进行定位的工装，如图1所示，包括底座1、第一六角螺母2、双头螺柱3、压板4、螺钉5、第一平垫圈6、第二六角螺母7、第一定位螺钉8、定位支撑盘9、定位盘10、衬套11、芯轴12、悬臂杆13、第二平垫圈14、第三六角螺母15、第二定位螺钉16和圆柱销17。

其中，所述底座1上表面具有三层沿径向从内向外高度递减的环形台阶面，其中，最上层台阶面上加工有用于放置定位支撑盘9的凹槽以及第一定位螺钉8的安装孔，用于固定定位支撑盘9；中间台阶与最上层台阶之间的圆周面用于定位环状部件的内圆周面；中间台阶的台阶面用于定位环状部件的轴向下端面；即环状部件套装在最上层台阶外圆周，其内圆周面与中间台阶与最上层台阶之间的圆周面紧贴，轴向下端面位于中间台阶的台阶面上。

最下层台阶面上设有用于压紧环状部件压边的压板4，所述最下层台阶面上沿周向均匀分布六组压板4，压板4一端向中间台阶的台阶面上方延伸，用于压紧固定环状部件的轴向上端面；双头螺柱3穿过压板4的内侧，通过第一平垫圈6和第二六角螺母7固定在底座1上；螺钉5穿过压板4外侧，通过第一六角螺母2对压板4的高度进行调节，用于适应不同压边厚度的环状部件。

定位支撑盘9上表面周向均匀分布有用于使叶片嵌入的卡槽，所述卡槽的斜边与叶背型线一致，悬臂叶片的悬臂端卡在定位支撑盘9上与之对应的卡槽内，实现悬臂叶片的轴向定位；

定位支撑盘9上表面中心加工有用于配置定位盘10的凹槽；定位盘10由第二定位螺钉16同轴固定在定位支撑盘9上；悬臂叶片的悬臂端内端面与定位盘10的外圆周面相接触，实现悬臂叶片的径向定位；

芯轴12为定位盘10的中心轴，衬套11套装在芯轴12上，平垫圈14和六角螺母15将悬臂杆13一端连接在芯轴12上，悬臂杆13的另一端悬空，悬臂杆13可绕定位盘10的中心轴线自由旋转；

悬臂杆13的悬臂端固定两个圆柱销17，通过两个圆柱销17拨动悬臂叶片，圆柱销17使外圆柱面的切线与叶片的上弦边重合，调节各悬臂叶片间的角向关系，最终随着悬臂杆13的旋转，实现对每个悬臂叶片的角向调节，之后采用点焊或机械方法进行定位。

另外，悬臂叶片结构件的钎焊定位装置用于悬臂叶片的径向、角向和轴向位置精确定位部分的使用环境为室温，工装材料无特殊要求，选用普通的碳钢即可满足。

悬臂叶片结构件的入炉钎焊定位部分，是用于悬臂叶片入炉钎焊定位的工装，如图2所述，包括定位环2-1、定位螺钉2-2、底盘2-3和压盘2-4。

其中，定位环2-1上表面为光滑的环形表面，与悬臂叶片悬臂端的下端面接触，用于悬臂叶片悬臂端的轴向定位。

定位环2-1由定位螺钉2-2固定在底盘2-3上，底盘2-3上设有沿底盘2-3径向延伸的两层台阶，其中，上层台阶为圆台，用于支撑所述环状部件，上表面加工有用于配置定位环2-1的凹槽，上层台阶圆周面用于环状部件的定位，下层台阶用于环状部件压边的定位；压盘2-4内型面与环状部件外型面结构一致，压盘2-4置于环装部件上端面，用于环状部件钎焊过程的轴向定位和保证叶片的均匀受热。

另外，悬臂叶片结构件的钎焊定位装置用于悬臂叶片结构件的入炉钎焊定位部分的使用环境为高温真空钎焊炉内，工装材料应与悬臂叶片结构件材料一致。当悬臂叶片结构件材料较特殊时，可选择其它相对容易获得的材料代替，但代替材料需保证钎焊过程不失效。选用代替材料时需根据所述代替材料与悬臂叶片结构件材料的线胀系数之差计算底盘2-3上层台阶侧的外径，保证其高温下与悬臂叶片结构件环状部件的内径一致。

综上所述，根据本实施例的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，通过在所述底座上设置台阶可以实现对环状部件的定位，所述定位螺钉、所述定位支撑盘、所述悬臂杆和所述衬套可以实现对所述悬臂叶片悬臂端角向和轴向定位，所述定位螺钉和所述定位盘可以实现对所述悬臂叶片悬臂端径向定位，不仅定位准确可靠、结构合理、安装方便、工装加工难度较低，而且无需特殊材料和特殊工艺处理，制造成本低。此外，将悬臂叶片插入环体端采用点焊或机械方法定位后，转移至悬臂叶片结构件的入炉钎焊定位部分。所述底盘、所述定位螺钉和所述定位环可以实现悬臂叶片悬臂端高温钎焊过程叶片的轴向定位的同时，避免悬臂叶片端卡在凹槽里发生折弯或卷曲变形；所述压盘可以实现高温钎焊过程叶片受热的均匀性，进而减小叶片钎焊过程的热变形。因此，根据本发明实施例的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置能够对悬臂叶片结构件的钎焊定位装置进行定位，防止悬臂叶片结构件钎焊过程中叶片错动和变形，具有定位准确可靠、易加工、成本低、适用性强、操作简单方便等优点。

可见，本发明的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置定位准确可靠、结构合理、安装方便，无需特殊工艺处理，制造成本低。利用本发明的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置的操作过程如下：

首先，将环状部件安装在底座1上，即环状部件的轴向下端面与底座1中间台阶的台阶面贴合，环状部件的内圆周面与中间台阶与最上层台阶之间的圆周面贴合；其次按对称的顺序将叶片由外向内从环状部件的叶形孔插入，调整叶片的角度，使悬臂杆13上的两个圆柱销17与叶片的上边缘相切，将悬臂叶片的两端分别固定在环状部件和定位支撑盘9的凹槽内，并使悬臂叶片的前端与定位盘10的侧面顶紧，用压紧装置压紧环状部件，采取点焊或机械定位的方法将叶片与环状部件固定；最后将悬臂叶片结构件整体转移至如图2所述工装，环状部件底面与底盘2-3上表面贴合，叶片下边缘与定位环上表面贴合，压盘2-4置于环状部件上表面。安装完成后在叶片与环状部件结合处涂覆钎料，涂覆钎料后即可入炉进行高温钎焊。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (9)

1.一种悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，其特征在于，包括用于悬臂叶片的径向、角向和轴向位置定位部分和用于悬臂叶片结构件的入炉钎焊定位部分；

其中，悬臂叶片的径向、角向和轴向位置定位的部分包括底座(1)、定位支撑盘(9)、定位盘(10)、衬套(11)、芯轴(12)、悬臂杆(13)以及圆柱销(17)；

其中，所述底座(1)上表面具有三层沿径向从内向外高度递减的环形台阶面，其中，最上层台阶面最上层台阶面上加工有用于放置定位支撑盘(9)的凹槽；中间台阶与最上层台阶之间的圆周面用于定位环状部件的内圆周面；中间台阶的台阶面用于定位环状部件的轴向下端面；

最下层台阶面上设有用于压紧环状部件压边的压板(4)；

定位支撑盘(9)上表面周向均匀分布有用于使叶片嵌入的卡槽，，所述卡槽的斜边与叶背型线一致，悬臂叶片的悬臂端卡在定位支撑盘(9)上与之对应的卡槽内，实现悬臂叶片的轴向定位；

定位支撑盘(9)上表面中心加工有用于配置定位盘(10)的凹槽，定位盘(10)同轴固定在定位支撑盘(9)上，悬臂叶片的悬臂端内端面与定位盘(10)的外圆周面相接触，实现悬臂叶片的径向定位；

芯轴(12)为定位盘(10)的中心轴，衬套(11)套装在芯轴(12)上，悬臂杆(13)一端连接在芯轴(12)上，悬臂杆(13)的另一端悬空，悬臂杆(13)可绕定位盘(10)的中心轴线自由旋转；

悬臂叶片悬臂端固定两个圆柱销(17)，通过两个圆柱销(17)拨动悬臂叶片，圆柱销(17)使外圆柱面的切线与叶片的上弦边重合，调节悬臂叶片的角向关系，最终随着悬臂杆13的旋转，实现对每个悬臂叶片的角向调节，之后采用点焊或机械方法进行定位；

所述悬臂叶片结构件的入炉钎焊定位部分包括定位环(2-1)、底盘(2-3)和压盘(2-4)；

其中，定位环(2-1)上表面为光滑的环形表面，与悬臂叶片悬臂端的下端面接触；定位环(2-1)固定在底盘(2-3)上；底盘(2-3)上设有沿底盘(2-3)径向延伸的两层台阶，其中，上层台阶为圆台，用于支撑所述环状部件，上表面加工有用于配置定位环(2-1)的凹槽，上层台阶圆周面用于环状部件的定位，下层台阶用于环状部件压边的定位；压盘(2-4)内型面与环状部件外型面结构一致，压盘(2-4)置于环装部件上端面。

2.如权利要求1所述的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，其特征在于，所述压板(4)通过第一六角螺母(2)、双头螺柱(3)、压板(4)、螺钉(5)、第一平垫圈(6)、第二六角螺母(7)实现支撑；

其中，双头螺柱(3)穿过压板4的内侧，通过第一平垫圈(6)和第二六角螺母(7)固定在底座(1)上；螺钉(5)穿过压板(4)外侧，通过第一六角螺母(2)进行调节，用于不同压边厚度的环状部件。

3.如权利要求1所述的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，其特征在于，通过第二平垫圈(14)和第三六角螺母(15)将悬臂杆(13)的一端连接在芯轴(12)上。

4.如权利要求1所述的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，其特征在于，所述定位支撑盘(9)通过第一定位螺钉(8)固定在底座(1)上。

5.如权利要求1所述的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，其特征在于，所述定位盘(10)通过第二定位螺钉(16)固定在定位支撑盘(9)上。

6.如权利要求1所述的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，其特征在于，所述定位环(2-1)通过定位螺钉(2-2)固定在底盘(2-3)上。

7.如权利要求1所述的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，其特征在于，底座(1)、定位支撑盘(9)和定位盘(10)固定在一起后再进行机加。

8.如权利要求1所述的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，其特征在于，所述用于悬臂叶片的径向、角向和轴向位置定位部分材料为碳钢。

9.如权利要求1所述的悬臂叶片结构件的钎焊定位装置，其特征在于，底盘(2-3)上层台阶侧的外径，在高温下与悬臂叶片结构件环状部件的内径一致。

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