CN112264937B - 一种涡轮叶片的定位治具及榫头的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机技术领域，公开了一种涡轮叶片的定位治具及榫头的加工方法，包括设有卡接槽的底座；叶片固定座可拆卸地卡装于卡接槽，叶片固定座用于固定涡轮叶片；导向座穿设于底座，且导向座与叶片固定座之间形成两端开口的腔室，涡轮叶片的榫头处于腔室中。卡装在底座的叶片固定座与穿设于底座的导向座形成两端开口的腔室，涡轮叶片的榫头处于腔室中，该定位治具应用于磨粒流工艺时，磨粒从腔室中顺畅地上下均匀穿过，提高了磨粒的利用效率，保证了榫头磨削的均匀性，达到较好的磨削效果。此外，磨粒流工艺能够提高榫头的加工精度，提高产品的合格率，还降低了榫头粗加工的精度要求，榫头能采用更多种类的粗加工方式，降低了加工难度。

Description

一种涡轮叶片的定位治具及榫头的加工方法

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种涡轮叶片的定位治具及榫头的加工方法。

背景技术

枞树形榫头由于具有材料利用率高、重量轻、强度高、对热应力不敏感等优点，非常适合于高温高负荷的工作条件，因此，燃气涡轮转子发动机的涡轮工作叶片一般都是采用枞树形榫头。但是枞树形榫头对加工精度要求非常高，传统的普通加工难以达到需要的加工精度，成品合格率低。同时，由于枞树形榫头的结构构型复杂，加工成本非常高昂。

磨粒流是通过半流体介质进行抛光去毛刺的工艺，可以对不规则形状的中小型工件进行精加工。当利用磨粒流工艺对叶片的枞树形榫头进行加工时，如果夹具设计的不够合理，会使磨粒的利用效率低，且榫头的加工质量差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮叶片的定位治具及榫头的加工方法，定位治具适用于磨粒流工艺加工，能够保证加工过程中磨粒的利用效率，经磨粒流工艺加工后的榫头的加工质量得到提升。

为达此目的，一方面，本发明提供了一种涡轮叶片的定位治具，包括：

底座，其上设有卡接槽；

叶片固定座，所述叶片固定座可拆卸地卡装于所述卡接槽，所述叶片固定座用于固定所述涡轮叶片；

导向座，穿设于所述底座，且所述导向座与所述叶片固定座之间形成两端开口的腔室，所述涡轮叶片的榫头处于所述腔室中。

作为优选，所述叶片固定座设有安装槽，所述涡轮叶片的叶身固定于所述安装槽中，且所述榫头外露于所述叶片固定座。

作为优选，所述叶身与所述安装槽之间填充锡镁合金，所述锡镁合金的熔点低于所述涡轮叶片材质的熔点。

作为优选，所述安装槽还包括卡接部，所述涡轮叶片的缘板卡接于所述卡接部。

作为优选，所述导向座的侧壁上设有导向凹槽，所述导向凹槽沿所述导向座的轴向贯穿，所述导向凹槽的开口朝向所述叶片固定座并与所述叶片固定座形成所述腔室。

作为优选，所述卡接槽设有多个，多个所述卡接槽沿所述导向座的周向均布。

作为优选，所述底座卡装所述叶片固定座的一端固定有压盘，所述压盘上设有压盘通孔，所述压盘通孔与所述腔室连通。

作为优选，所述导向座远离所述卡接槽开口一端的端面沿径向延伸有固定部，用于稳固所述导向座。

作为优选，所述底座远离所述卡接槽开口的一端设有止口限位台。

另一方面，本发明提供了一种榫头的加工方法，采用前述的涡轮叶片的定位治具对涡轮叶片进行装夹定位，包括如下步骤：

S1：将涡轮叶片固定安装于定位治具的叶片固定座内，且使得涡轮叶片的榫头处于腔室内；

S2：固定所述定位治具于磨粒流设备上，控制所述磨粒流设备的磨削颗粒穿过所述腔室，对所述榫头进行磨粒流加工。

本发明的有益效果：本发明提供的涡轮叶片的定位治具及榫头的加工方法，定位治具通过卡装在底座上的叶片固定座与穿设于底座的导向座形成的两端开口的腔室，能够使涡轮叶片的榫头处于腔室中，该涡轮叶片的定位治具应用于磨粒流工艺时，磨削颗粒(磨粒)可以从腔室中顺畅地上下均匀穿过，提高了磨粒的利用效率，保证了榫头磨削的均匀性，进而能够达到较好的磨削效果。采用磨粒流工艺加工，能够提高榫头的加工精度，提高了产品的合格率，另一方面，磨粒流工艺降低了榫头粗加工的精度要求，榫头能采用更多种类的粗加工方式，进而降低了加工难度。

附图说明

图1是本发明涡轮叶片的定位治具装配前的示意图；

图2是本发明涡轮叶片的定位治具装配后的示意图；

图3是本发明涡轮叶片的示意图；

图4是本发明涡轮叶片固定在叶片固定座中的示意图。

图中：10、底座；11、卡接槽；12、止口限位台；13、搬运凹槽；20、叶片固定座；21、安装槽；211、卡接部；30、涡轮叶片；31、榫头；32、叶身；33、缘板；40、导向座；41、导向凹槽；42、固定部；50、腔室；60、压盘；61、压盘通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供的涡轮叶片的定位治具及榫头的加工方法，该涡轮叶片的定位治具能够适用于磨粒流工艺，提高加工过程中磨粒的利用效率，提高榫头的加工精度。下面以具体实施例来阐述本发明的上述涡轮叶片的定位治具及榫头的加工方法。

实施例1

本实施例提供的一种涡轮叶片的定位治具，如图1所示，包括底座10、叶片固定座20及导向座40，其中底座10用于安装在磨粒流设备的基座上，叶片固定座20设于底座10上，用于固定涡轮叶片30，导向座40穿设于底座10，导向座40与叶片固定座20之间形成两端开口的腔室50，使涡轮叶片30的榫头31处于腔室50中。磨粒流设备的磨粒能够穿过腔室50，并能够对榫头31进行研磨整形，榫头31的加工精度高。

本实施例中，如图1所示，底座10优选地呈圆盘形，提高操作过程中的安全性，底座10上设有卡接槽11，用于卡接叶片固定座20。进一步地，卡接槽11设有多个，多个卡接槽11沿导向座40的周向均布，且多个卡接槽11靠近导向座40的一端是互通的，实现了多组涡轮叶片30的榫头31同时加工，提高了生产效率。示例性地，如图2所示，底座10远离卡接槽11开口的一端设有止口限位台12，底座10可以通过止口限位台12安装在磨粒流设备的底座10上。更进一步地，底座10的侧壁上对称的设有搬运凹槽13，便于涡轮叶片30的定位治具的搬运。

本实施例中，叶片固定座20可拆卸地卡装于卡接槽11，叶片固定座20用于固定涡轮叶片30。涡轮叶片30固定在叶片固定座20中且叶片固定座20可拆卸地卡装于底座10上，生产作业中，可以准备多个叶片固定座20，磨粒流工序进行的同时，未参与加工的剩余叶片固定座20能够固定未加工的涡轮叶片30，提高了生产效率，并且还能根据涡轮叶片30的形状更换叶片固定座20，提高了涡轮叶片30的定位治具的通用性。示例性地，如图3和图4所示，叶片固定座20设有安装槽21，涡轮叶片30的叶身32固定于安装槽21中，且榫头31外露于叶片固定座20，保证了涡轮叶片30固定的同时且榫头31处于叶片固定座20之外。进一步地，叶身32与安装槽21之间填充锡镁合金，锡镁合金的熔点低于涡轮叶片30材质的熔点，磨粒流加工过程中压力能够达到2Mpa，通过低熔点的锡镁合金对涡轮叶片30进行固定，保证了足够的支撑强度，对涡轮叶片30起到很好的支撑作用，避免磨粒流加工过程中涡轮叶片30的定位出现偏差，提高涡轮叶片30产品的合格率。更进一步地，安装槽21还包括卡接部211，涡轮叶片30的缘板33卡接于卡接部211，利用卡接部211对涡轮叶片30的缘板33进行支撑，能够预先保证榫头31的方向是准确的，进而保证了涡轮叶片30利用上述低熔点锡镁合金固定时榫头31方向的准确性。此外，通过对卡接部211的结构进行精准的设计，可以实现对榫头31的精准定位，进而提高榫头31的磨削加工精度，提升了榫头31磨削的效果。

本实施例中，如图1所示，导向座40的侧壁上设有导向凹槽41，导向凹槽41沿导向座40的轴向贯穿，导向凹槽41的开口朝向叶片固定座20并与叶片固定座20形成腔室50，导向座40与叶片固定座20之间形成两端开口的腔室50，且涡轮叶片30的榫头31处于腔室50中。该涡轮叶片30的定位治具应用于磨粒流工艺时，磨粒流设备的上盘和底座与该涡轮叶片30的定位治具贴合，磨削小颗粒(磨粒)可以从腔室50中顺畅地上下均匀穿过，并对榫头31进行磨削，提高了磨粒的利用效率，保证了榫头31磨削的均匀性，进而能够达到较好的磨削效果。进一步地，导向座40远离卡接槽11开口一端的端面沿径向延伸有固定部42，用于稳固导向座40。更进一步地，固定部42与底座10通过螺钉的方式连接，便于导向座40的拆装。

作为优选地技术方案，底座10卡装叶片固定座20的一端固定有压盘60，压盘60上设有压盘通孔61，压盘通孔61与腔室50连通，压盘60的设置能够稳固叶片固定座20，确保涡轮叶片30的定位治具安装在磨粒流设备之前就保持稳定牢固的状态，避免叶片固定座20在安装过程中发生松动，造成加工误差。进一步地，压盘60与底座10通过螺钉的方式连接，方便两者的拆装。

本实施例提供的一种榫头的加工方法，采用上述涡轮叶片的定位治具对涡轮叶片30进行装夹定位，包括如下步骤：

S1：将涡轮叶片30固定安装于定位治具的叶片固定座20内，且使得涡轮叶片30的榫头31处于腔室50内。

也就是说，本步骤中，通过上述的定位治具对涡轮叶片30进行定位，以使榫头31处于腔室50中。且优选地，通过低熔点合金对涡轮叶片30进行稳固的装夹定位，具体是在安装槽21内填充锡镁合金，以固定涡轮叶片30的叶身32部分，以使得榫头31不会发生位移变化。

S2：固定定位治具于磨粒流设备上，控制磨粒流设备的磨削颗粒穿过腔室50，对榫头31进行磨粒流加工。

在步骤S1之后，需要将定位治具固定在磨粒流设备上，具体地，定位治具的底座10通过止口限位台12卡装在磨粒流设备的基座上，磨粒流设备的上压盘与定位治具的压盘60紧密贴合，使磨粒流设备与榫头31所处的腔室50连通，以使磨粒流设备的磨削颗粒穿过腔室50，进而对榫头31进行磨粒流加工。

通过上述实施方式可以看出，本发明提供的涡轮叶片的定位治具及榫头的加工方法，定位治具通过卡装在底座10上的叶片固定座20与穿设于底座10的导向座40形成的两端开口的腔室50，能够使涡轮叶片30的榫头31处于腔室50中，该定位治具应用于磨粒流工艺时，磨削小颗粒(磨粒)可以从腔室50中顺畅地上下均匀穿过，提高了磨粒的利用效率，保证了榫头31磨削的均匀性，进而能够达到较好的磨削效果。采用磨粒流工艺加工，能够提高榫头31的加工精度，提高了产品的合格率，另一方面，磨粒流工艺降低了榫头31粗加工的精度要求，榫头31能采用更多种类的粗加工方式，进而降低了加工难度。此外，多个叶片固定座20可拆卸地卡装于底座10上，使得涡轮叶片30固定工序和磨粒流工序可以同时进行，多组涡轮叶片30的榫头31还可以同时加工，还能根据涡轮叶片30的形状更换叶片固定座20，提高了生产效率和定位治具的通用性。

实施例2

本实施例提供的一种涡轮叶片的定位治具，其与实施例1提供的涡轮叶片的定位治具的区别仅在于底座10的两端均固定有压盘60(图中未示出)，两个压盘60上均设有压盘通孔61，压盘通孔61与腔室50连通，并且其中一个压盘60设有止口限位台12，用于定位治具卡接在磨粒流设备的基座上。此时，导向座40远离卡接槽11开口一端的端面未设有固定部42，即通过底座10两端的压盘60分别稳固导向座40和叶片固定座20，保证榫头31的加工精度。当导向座40的固定部42加工存在困难时，通过在底座10两端设置结构较为简单的压盘60，保证涡轮叶片30的定位治具有足够的稳固性的同时减小了加工成本。本实施例的其余结构与实施例1均相同，不再赘述。

本实施例提供的一种榫头的加工方法，其采用实施例2所述的涡轮叶片的定位治具，定位治具通过压盘60上的止口限位台12卡装于磨粒流设备的基座上，本实施例中榫头的加工方法的其余步骤与实施例1均相同，不再赘述。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡轮叶片的定位治具，其特征在于，包括：

底座(10)，其上设有卡接槽(11)；

叶片固定座(20)，所述叶片固定座(20)可拆卸地卡装于所述卡接槽(11)，所述叶片固定座(20)用于固定所述涡轮叶片(30)；

导向座(40)，穿设于所述底座(10)，且所述导向座(40)与所述叶片固定座(20)之间形成两端开口的腔室(50)，所述涡轮叶片(30)的榫头(31)处于所述腔室(50)中。

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片的定位治具，其特征在于，所述叶片固定座(20)设有安装槽(21)，所述涡轮叶片(30)的叶身(32)固定于所述安装槽(21)中，且所述榫头(31)外露于所述叶片固定座(20)。

3.根据权利要求2所述的涡轮叶片的定位治具，其特征在于，所述叶身(32)与所述安装槽(21)之间填充锡镁合金，所述锡镁合金的熔点低于所述涡轮叶片(30)材质的熔点。

4.根据权利要求3所述的涡轮叶片的定位治具，其特征在于，所述安装槽(21)还包括卡接部(211)，所述涡轮叶片(30)的缘板(33)卡接于所述卡接部(211)。

5.根据权利要求4所述的涡轮叶片的定位治具，其特征在于，所述导向座(40)的侧壁上设有导向凹槽(41)，所述导向凹槽(41)沿所述导向座(40)的轴向贯穿，所述导向凹槽(41)的开口朝向所述叶片固定座(20)并与所述叶片固定座(20)形成所述腔室(50)。

6.根据权利要求5所述的涡轮叶片的定位治具，其特征在于，所述卡接槽(11)设有多个，多个所述卡接槽(11)沿所述导向座(40)的周向均布。

7.根据权利要求1-6任一所述的涡轮叶片的定位治具，其特征在于，所述底座(10)卡装所述叶片固定座(20)的一端固定有压盘(60)，所述压盘(60)上设有压盘通孔(61)，所述压盘通孔(61)与所述腔室(50)连通。

8.根据权利要求7所述的涡轮叶片的定位治具，其特征在于，所述导向座(40)远离所述卡接槽(11)开口一端的端面沿径向延伸有固定部(42)，用于稳固所述导向座(40)。

9.根据权利要求8所述的涡轮叶片的定位治具，其特征在于，所述底座(10)远离所述卡接槽(11)开口的一端设有止口限位台(12)。

10.一种榫头的加工方法，采用如权利要求1-9任一所述的涡轮叶片的定位治具对涡轮叶片(30)进行装夹定位，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将涡轮叶片(30)固定安装于定位治具的叶片固定座(20)内，且使得涡轮叶片(30)的榫头(31)处于腔室(50)内；

S2：固定所述定位治具于磨粒流设备上，控制所述磨粒流设备的磨削颗粒穿过所述腔室(50)，对所述榫头(31)进行磨粒流加工。

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