CN112620579A - 一种涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其包括配合夹设在内定位块和外定位块之间的蜡模，内定位块和外定位块安装在轨道底座上，并可相对轨道底座进行水平移动，对蜡模进行夹紧定位和脱离松解；内定位块和外定位块的非夹持端与弹性机构进行连接，用以实现对内定位块和外定位块的弹性夹持复位；轨道底座的下端轴心处配合套设有转动把，转动把能够以该轴心为中心作旋转运动；轨道底座上设有可上、下移动的顶出结构，顶出结构与内定位块和外定位块以倾斜面的形式相触接，顶出结构与转动把之间采用螺旋面接触，顶出结构在转动把的转动带动下做上、下运动。该组模工装能够将一组单个叶片蜡模精确、高效地组合成整环导向器蜡模。

Description

一种涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装

技术领域

本发明涉及航空动力装置和燃气轮机涡轮导向器领域，具体涉及一种涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装。

背景技术

涡轮导向器是航空动力装置和燃气轮机的重要高温部件，位于燃烧室后，各级涡轮前，用于承受高温高压燃气冲击。

目前，涡轮导向器由内环、外环和多个叶片组成，采用精密熔模铸造进行生产，其铸造工艺的初始流程为制造蜡模模组，现蜡模制造一般包括整体开模和单个叶片开模。

对于整体开模的形式，存在设计难度较大，叶片间隙较小，叶片间的模具部件太小、尖边较多的缺陷，会造成模具损坏快，后期模具维护成本较高的问题。同时，对于有空腔的导向器，压蜡过程中陶芯断裂概率很大，然而，对于整环使用的导向器，任一陶芯断裂都将造成整环报废，采用整体开模成本太高。

因此，现常采用单个叶片开模形式，其模具设计简单，压模造成陶芯断裂或其他不合格因素时，只会造成当前单个叶片报废，单个叶片开模合格率高，成本低，所以在导向器蜡模制造过程中普遍使用单个叶片开模。

但对于单叶片开模的形式，就需要进行组模，因此，如何高精度、高效率的进行组模就成为了单个叶片开模的研究重点。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够将一组单个叶片蜡模精确、高效地组合成整环导向器蜡模的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装。

为解决上述技术问题，本发明提供一种涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其包括配合夹设在内定位块和外定位块之间的蜡模，内定位块和外定位块安装在轨道底座上，并可相对轨道底座进行水平移动，对蜡模进行夹紧定位和脱离松解；内定位块和外定位块的非夹持端与弹性机构进行连接，用以实现对内定位块和外定位块的弹性夹持复位。

轨道底座的下端轴心处配合套设有转动把，转动把能够以该轴心为中心作旋转运动；轨道底座上设有可上、下移动的顶出结构，顶出结构与内定位块和外定位块以倾斜面的形式相触接，顶出结构与转动把之间采用螺旋面接触，顶出结构在转动把的转动带动下做上、下运动。

进一步地，轨道底座上设置有U形环槽，顶出结构置于U形环槽内，并在 U形环槽内进行上、下运动。

进一步地，内定位块和外定位块均通过弧面凹槽结构夹持蜡模，内定位块和外定位块为多个，并且内定位块与外定位块均成环状分布。

进一步地，弹性机构包括与内定位块非夹持端进行水平连接的弹簧a，以及与外定位块非夹持端进行水平连接的弹簧b，内定位块和外定位块可分别沿着与弹簧a、弹簧b连接的方向上进行水平移动。

进一步地，转动把和顶出结构之间采用螺旋面接触，且螺旋角小于或等于转动把和顶出结构两材料间的摩擦角。

进一步地，顶出结构采用内、外环锥面结构与内定位块和外定位块接触配合，顶出结构的内环锥面结构与内定位块锥面配合接触，顶出结构的外环锥面结构与外定位块锥面配合接触。

进一步地，转动把底部为长方体结构，轨道底座的底部有用于放置转动把的长方体凹槽；轨道底座的底部中心有圆柱凸台，并在转动把的中心对应开设有通孔，通孔套设在圆柱凸台上，使转动把能够以中心作旋转运动。

进一步地，轨道底座的上、下端分别与支撑板和底板进行连接，转动把的下端与底板接触，底板用以限制转动把与轨道底座在竖直方向上的相对位置；支撑板罩设在轨道底座上，蜡模放置在支撑板上。

进一步地，轨道底座的上端中心部位处还设置有与支撑板相配合的内压板，支撑板上开设有一内环结构，内环结构与内压板的外圈配合压设。

进一步地，内压板的外圈设置有用于固定支撑板的花边结构。

本发明的有益效果为：该涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装通过对其整体结构的有效设计及配合使用，能够完成对一组单个叶片蜡模精确、高效地组合成整环导向器蜡模，且操作简单便捷，有效地提高了组模效率，且开模合格率高，质量佳，便于推广使用。

附图说明

图1为涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装的结构示意图。

图2为涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装的A-A向的剖面示意图。

图3为涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装的内定位块和顶出结构剖视图。

图4为涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装的外定位块和顶出结构剖视图。

图5为涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装的B-B向的结构示意图。

图6为涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装的转动把和顶出结构的剖视图。

图7为涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装的顶出结构的内外锥面示意图。

其中：1、内定位块；2、外定位块；3、蜡模；4、轨道底座；5、转动把； 6、顶出结构；61、内环锥面结构；62、外环锥面结构；7、U形环槽；8、弧面凹槽结构；9、弹簧a；10、弹簧b；11、支撑板；12、底板；13、内压板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1～图7，以下结合实施例进行具体说明。

实施例一

如图1所示，该涡轮导向器单叶片蜡模3的组模工装包括配合夹设在内定位块1和外定位块2之间的蜡模3，通过内定位块1和外定位块2分别对蜡模3 的两端进行夹设，完成对蜡模3位置的固定。

其中，内定位块1和外定位块2安装在轨道底座4上，并可相对轨道底座4 进行水平移动，进而实现对蜡模3进行夹紧定位和脱离松解。优选地，在轨道底座4上安装有滑槽，并且，滑槽的长度方向相对蜡模3的夹设方向进行设置。

轨道底座4对内定位块1和外定位块2有引导和限位作用，其采用整体结构，保证单个叶片蜡模3分度和定位精准。

内定位块1和外定位块2的非夹持端与弹性机构进行连接，用以实现对内定位块1和外定位块2的弹性夹持复位。

其中，可令弹性机构包括与内定位块1非夹持端进行水平连接的弹簧a9，以及与外定位块2非夹持端进行水平连接的弹簧b10，内定位块1和外定位块2 可分别沿着与弹簧a9、弹簧b10连接的方向上进行水平移动。

在轨道底座4的下端轴心处配合套设有转动把5，转动把5能够以该轴心为中心作旋转运动。

在轨道底座4上设有可上、下移动的顶出结构6，顶出结构6与内定位块1 和外定位块2以倾斜面的形式相触接。

具体的，可令顶出结构6采用内、外环锥面结构61、62与内定位块1和外定位块2接触配合，顶出结构6的内环锥面结构61与内定位块1锥面配合接触，顶出结构6的外环锥面结构62与外定位块2锥面配合接触。

当顶出结构6向上运动时，由于顶出结构6与内定位块1和外定位块2以倾斜面的形式相触接，可向外侧顶出内定位块1和外定位块2，进而实现内定位块1和外定位块2对蜡模3的脱离松解。

当顶出结构6向下运动时，由于顶出结构6与内定位块1和外定位块2以倾斜面的形式相触接，并在弹性机构复位的弹力作用下，内定位块1和外定位块2向内侧移动，进而实现内定位块1和外定位块2对蜡模3的夹紧定位。

具体地，顶出结构6与转动把5之间采用螺旋面接触，进而使得顶出结构6 能够在转动把5的转动带动下做上、下运动。

在实际操作中，可将转动把5置于逆时针极限位置，向外侧拉动外定位块2，将蜡模3与内定位块1对齐放置，缓慢松开外定位块2，在弹性机构弹力的作用下，外定位块2向内侧移动，蜡模3与外定位块2对齐，在内定位块1和外定位块2的配合作用下，完成对蜡模3的夹紧定位。

之后，进行蜡模3间补缝，待缝隙凝固后，顺时针旋转转动把5，将外定位块2和内定位块1一起顶出，使外定位块2和内定位块1向外侧移动，实现对蜡模3的脱离松解，取出蜡模3即可。

实施例二

根据本申请的一种实施方式，在上述实施例的基础上，在轨道底座4上设置有U形环槽7。

其中，顶出结构6置于U形环槽7内，并在U形环槽7内进行上、下运动，通过U形环槽7的设置，对顶出结构6的移动方位进行了限定，只剩下竖直方向上的自由度，使得在旋转转动把5的过程中，能够有效地带动顶出结构6在的U形环槽7内的上、下运动，提供了使用的结构基础和稳定性能。

可优选设计地，在转动把5的顶部有相距180°的两个螺旋面凸块，该螺旋面凸块和设置在顶出结构6底部的螺旋面凸块配合，并且该螺旋面相对水平面之间的夹角R3约为9度。

顶出结构6位于轨道底座4的顶部U形环槽7内，在转动把5做旋转运动时，螺旋面相互作用，使顶出结构6沿轨道底座4的U形环槽7做上下运动。

实施例三

该涡轮导向器单叶片蜡模3的组模工装的内定位块1和外定位块2均通过弧面凹槽结构8夹持蜡模3。

具体地，在蜡模3的内侧设置有内环定位凹槽，在蜡模3的外侧设置有外环定位凹槽，蜡模3的内环定位凹槽与内定位块1对齐卡设，蜡模3的外环定位凹槽和外定位块2对齐卡设。

内定位块1和外定位块2为多个，并且内定位块1与外定位块2均成环状分布；在操作时，将转动把5置于逆时针极限位置，向外侧拉动外定位块2，再将蜡模3放置到位后，缓慢松开外定位块2，在内定位块1和外定位块2的配合作用下，对蜡模3进行夹紧。

如此，依次放置夹紧定位单个叶片蜡模3，然后进行多个蜡模3间的补缝，待缝隙凝固后，顺时针旋转转动把5，将外定位块2和内定位块1一起向外侧顶出，取走拼接好的整环导向器蜡模3，其保证了组模精度的同时提交了组模效率。

实施例四

根据本申请的一种实施方式，优选设计地，转动把5和顶出结构6之间采用螺旋面接触，且螺旋角小于或等于转动把5和顶出结构6两材料间的摩擦角。

其中，转动把5和顶出结构6的材料可选用为7075铝合金，之间采用螺旋面结构配合，确保机构运转平稳，对蜡模3不产生影响。

同时，设计螺旋角小于或等于的摩擦角，在定位块打开时起到自锁功能，只需单人即可完成组模取模工序，提高组模效率。

在实际操作中，在对蜡模3间进行补缝，待缝隙凝固后，顺时针旋转转动把5，将外定位块2和内定位块1一起向外顶出。

此时，由于转动把5和顶出结构6之间采用螺旋面接触，且螺旋角小于或等于的摩擦角，因此将蜡模3处于自由状态，顶出结构6处于自锁状态，外定位块2和内定位块1不会被弹簧a9和弹簧b10弹回，此时，可直接松开转动把 5，取走拼接好的整环导向器蜡模3，保证组模精度的同时提交了组模效率。

实施例五

该涡轮导向器单叶片蜡模3的组模工装的转动把5底部为长方体结构，轨道底座4的底部有长方体凹槽，用于放置转动把5。

轨道底座4的底部中心有圆柱凸台，并在转动把5的中心对应开设有通孔，通孔套设在圆柱凸台上，使转动把5能够以中心作旋转运动。

轨道底座4的上、下端分别与支撑板11和底板12进行连接，转动把5的下端与底板12接触，其中，底板12作为整个结构的支撑，同时用以限制转动把5与轨道底座4在竖直方向上的相对位置。

支撑板11罩设在轨道底座4上，蜡模3放置在支撑板11上；其支撑板11 一方面作为所述蜡模3底座，限制蜡模3自由度，另一方面用于密封整个结构，防止外物进入影响结构精度。

其中，优选支撑板11与内定位块1倾斜面的夹角R1约为70度，顶出结构 6与外定位块2倾斜面之间的夹角R2约为70度。

在轨道底座4的上端中心部位处还设置有与支撑板11相配合的内压板13，支撑板11上开设有一内环结构，内环结构与内压板13的外圈配合压设。

具体地，内压板13的外圈设置有花边结构，用于固定支撑板11。

在操作时，当顶出结构6向下运动时，内顶出块和外顶出块受弹簧a9和弹簧b10的作用复位，将放置于支撑板11上的蜡模3定位压紧，内压板13将支撑板11固定，同时使内部结构密封，防止外物进入配合面，其既保证了组合模具的定位精度同时能够提高组模效率。

此外，术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：包括配合夹设在内定位块(1)和外定位块(2)之间的蜡模(3)，所述内定位块(1)和外定位块(2)安装在轨道底座(4)上，并可相对轨道底座(4)进行水平移动，对蜡模(3)进行夹紧定位和脱离松解；

内定位块(1)和外定位块(2)的非夹持端与弹性机构进行连接，用以实现对内定位块(1)和外定位块(2)的弹性夹持复位；轨道底座(4)的下端轴心处配合套设有转动把(5)，转动把(5)能够以该轴心为中心作旋转运动；

所述轨道底座(4)上设有可上、下移动的顶出结构(6)，所述顶出结构(6)与内定位块(1)和外定位块(2)以倾斜面的形式相触接，所述顶出结构(6)与转动把(5)之间采用螺旋面接触，所述顶出结构(6)在转动把(5)的转动带动下做上、下运动。

2.根据权利要求1所述的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：所述轨道底座(4)上设置有U形环槽(7)，所述顶出结构(6)置于所述U形环槽(7)内，并在U形环槽(7)内进行上、下运动。

3.根据权利要求1所述的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：所述内定位块(1)和外定位块(2)均通过弧面凹槽结构(8)夹持所述蜡模(3)，所述内定位块(1)和外定位块(2)为多个，并且所述内定位块(1)与外定位块(2)均成环状分布。

4.根据权利要求1所述的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：所述弹性机构包括与内定位块(1)非夹持端进行水平连接的弹簧a(9)，以及与外定位块(2)非夹持端进行水平连接的弹簧b(10)，所述内定位块(1)和外定位块(2)可分别沿着与弹簧a(9)、弹簧b(10)连接的方向上进行水平移动。

5.根据权利要求1所述的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：所述转动把(5)和所述顶出结构(6)之间采用螺旋面接触，且螺旋角小于或等于转动把(5)和顶出结构(6)两材料间的摩擦角。

6.根据权利要求1所述的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：所述顶出结构(6)采用内、外环锥面结构(61、62)与所述内定位块(1)和外定位块(2)接触配合，所述顶出结构(6)的内环锥面结构(61)与所述内定位块(1)锥面配合接触，顶出结构(6)的外环锥面结构(62)与外定位块(2)锥面配合接触。

7.根据权利要求1所述的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：所述转动把(5)底部为长方体结构，所述轨道底座(4)的底部有用于放置转动把(5)的长方体凹槽；所述轨道底座(4)的底部中心有圆柱凸台，并在转动把(5)的中心对应开设有通孔，所述通孔套设在圆柱凸台上，使转动把(5)能够以中心作旋转运动。

8.根据权利要求1所述的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：所述轨道底座(4)的上、下端分别与支撑板(11)和底板(12)进行连接，所述转动把(5)的下端与底板(12)接触，所述底板(12)用以限制转动把(5)与轨道底座(4)在竖直方向上的相对位置；所述支撑板(11)罩设在所述轨道底座(4)上，所述蜡模(3)放置在所述支撑板(11)上。

9.根据权利要求8所述的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：所述轨道底座(4)的上端中心部位处还设置有与所述支撑板(11)相配合的内压板(13)，所述支撑板(11)上开设有一内环结构，所述内环结构与所述内压板(13)的外圈配合压设。

10.根据权利要求9所述的涡轮导向器单叶片蜡模的组模工装，其特征在于：所述内压板(13)的外圈设置有用于固定支撑板的花边结构。

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