CN113427421B - 一种涡轮导向叶片工装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮导向叶片工装夹具，涉及航空发动机装配技术领域，包括底座，底座包括支承部与连接部，连接部设有用于装配旋转连接棒的连接孔、用于装配旋转块的腰形槽和用于装配定位销的定位销孔；旋转块与不同定位销孔配合用于调节涡轮叶片装配角度；下垫块和上垫块用于装配涡轮叶片，上垫块顶面两端分别设有若干凸起块用于与导向叶片下缘板定位槽相配合，若干凸起块尺寸与导向叶片下缘板定位槽尺寸相适配；前挡板和后挡板用于对涡轮叶片进行轴向限位，前挡板顶部设有紧固螺钉用于夹紧涡轮叶片。本发明可以实现对多联涡轮导向叶片中不同角度的叶片进行检测，调节好本发明夹具后，可实现零件重复定位，减少装夹次数，提高工作效率。

Description

一种涡轮导向叶片工装夹具

技术领域

本发明属于航空发动机装配技术领域，具体是一种涡轮导向叶片工装夹具。

背景技术

随着高性能航空发动机的发展，目前涡轮导向叶片大多具有复杂叶型及内腔结构，在叶片生产过程中需要对其外部型线和内部结构进行高精度检测。

具有多联特征的涡轮导向叶片，由于其叶片数量的不唯一性，并且其缘板具有圆弧特征，在进行叶片检测时很难实现对叶片的安装和定位，因而获得叶片型线及内腔结构是十分困难的，现有技术中，没有相关装置解决带有多联、圆弧特征的导向叶片安装和定位困难的问题。

因此，本领域技术人员提供了一种涡轮导向叶片工装夹具，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮导向叶片工装夹具，以解决带有多联、圆弧特征的导向叶片安装和定位困难的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种涡轮导向叶片工装夹具，包括底座，所述底座包括支承部与连接部，所述连接部在中心位置设有用于装配旋转连接棒的连接孔，所述连接孔正上方设有腰形槽，所述腰形槽正上方以连接孔圆心周向均匀设有用于装配定位销的五个定位销孔，相邻定位销孔与连接孔圆心连线形成α夹角，所述α夹角的大小与涡轮导向叶片规格相适配；

旋转块，所述旋转块通过旋转连接棒与连接部上的连接孔转动连接；

下垫块，所述下垫块设在旋转块上方，所述下垫块底部设有与旋转块装配用的第一卡槽，所述下垫块顶部设有相互垂直的第二卡槽和第三卡槽；

上垫块，所述上垫块底部嵌设在第三卡槽内，所述上垫块顶面两端分别设有若干凸起块用于与导向叶片下缘板定位槽相配合，若干所述凸起块尺寸与导向叶片下缘板定位槽尺寸相适配；

前挡板，所述前挡板设在上述下垫块远离连接部的一侧，所述前挡板顶部高于上垫块且设有螺纹通孔用来装配第二紧固螺钉；

后挡板，所述后挡板设在下垫块靠近连接部的一侧且后挡板位于连接部上方，所述后挡板与上垫块和下垫块贴合。

根据本发明的一个实例性的实施例，所述连接部和连接部上的腰形槽皆为轴对称图形，所述腰形槽的对称轴与连接部的对称轴重合。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述旋转块底部为半圆形，所述旋转块在底部半圆形圆心位置设有用于装配旋转连接棒的连接孔，所述旋转块在腰形槽相对应位置设有M6螺纹通孔，所述旋转块在底座定位销孔相对应位置设有圆形通孔。

根据本发明的另一个实例性的实施例，通过调节所述定位销贯穿转块圆形通孔与连接部不同的定位销孔，实现夹具的多角度调节。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述下垫块整体呈长方体，所述第一卡槽与后挡板的横向距离小于第一卡槽与前挡板的横向距离，所述第二卡槽设在下垫块顶面与底面第一卡槽相对应的位置，所述第三卡槽位于下垫块顶面宽边的中心位置。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一卡槽和第二卡槽的槽宽相等，所述第三卡槽的槽宽大于第一卡槽和第二卡槽的槽宽，所述第二卡槽和第三卡槽的槽深相等，所述第一卡槽的槽深大于第二卡槽和第三卡槽的槽深。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第二卡槽两端与旋转块M4螺纹盲孔相对应设有两处M4螺纹通孔，两处所述M4螺纹通孔分别设有沉头孔，两处所述沉头孔与第三卡槽皆不相交，所述下垫块与旋转块通过M4螺钉连接。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述上垫块整体呈长方体，所述上垫块长边与下垫块长边平行，所述上垫块宽边长度与第三卡槽的槽宽相等，若干所述凸起块内侧两面在上垫块顶面围成一个矩形区域，所述矩形区域斜对角的两角处分别设有M4螺纹通孔，两处所述M4螺纹通孔分别设有沉头孔。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第三卡槽内设有与上述上垫块两处M4螺纹通孔相对应的两处M4螺纹盲孔，两处所述M4螺纹盲孔与第二卡槽皆不相交。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述前挡板纵截面呈底部等腰梯形、顶部矩形，所述前挡板底面高于下垫块底面，所述前挡板底部中心位置均匀设有三个M4螺纹通孔，三个所述M4螺纹通孔各圆心连线呈等边三角形，下垫块与前挡板贴合一侧设有与三个上述M4螺纹通孔相对应的M4螺纹盲孔，所述前挡板与下垫块通过M4螺钉连接。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述后挡板纵截面呈矩形，所述后挡板底面与下垫块底面重合，上垫块与后挡板贴合一侧的四角均匀设有M4螺纹盲孔，所述后挡板与四个上述M4螺纹盲孔相对应设有四个M4螺纹通孔，四个上述螺纹通孔设有沉头孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明工装夹具可以实现对多联涡轮导向叶片中不同角度的叶片进行检测，对二联至五联叶片均可满足角度的多调节摆放。

2、本发明对不同轴向尺寸的叶片可通过调节前挡块与上垫块的距离实现装夹。

3、在调节好本发明夹具后，可实现零件重复定位，减少装夹次数，提高工作效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种涡轮导向叶片工装夹具的整体结构示意图；

图2为一种涡轮导向叶片工装夹具后视图；

图3为一种涡轮导向叶片工装夹具主视图；

图4为一种涡轮导向叶片工装夹具俯视图；

图5为下垫块俯视图。

图中：1、底座；101、支承部；102、连接部；2、旋转块；3、旋转连接棒；4、定位销；5、下垫块；501、第一卡槽；502、第二卡槽；503、第三卡槽；6、上垫块；601、凸起块；7、前挡板；8、后挡板。

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明白，下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本发明的一个总体技术构思，提供一种涡轮导向叶片工装夹具，包括底座1，底座1包括支承部101与连接部102，连接部102中心位置设有用于装配旋转连接棒3的连接孔，连接孔正上方设有腰形槽，腰形槽包括贯通部和台阶部，腰形槽贯穿有第一紧固螺钉用来装配旋转块2，腰形槽整体呈圆弧状且圆弧圆心与连接孔圆心重合，腰形槽正上方均匀设有用于装配定位销4的五个定位销4孔，五个定位销4孔与连接孔呈周向均匀分布，五个定位销4孔处于中间位置的一个与连接孔处于同一垂线上，五个定位销4孔任意两个相邻定位销4孔的圆心与连接孔的圆心连接形成两条连接线，两条连接线之间形成α夹角，α夹角的大小与涡轮导向叶片规格相适配；

旋转块2，旋转块2设在连接部102的左侧，旋转块2顶部两端对称设有两处螺纹盲孔；

下垫块5，下垫块5设在旋转块2上方，下垫块5底部设有与宽边平行的第一卡槽501，下垫块5顶部设有相互垂直的第二卡槽502和第三卡槽503；

上垫块6，上垫块6底部嵌设在第三卡槽503内，上垫块6顶面两端分别设有若干凸起块601用于与导向叶片下缘板定位槽相配合，若干凸起块601尺寸与导向叶片下缘板定位槽尺寸相适配；

前挡板7，前挡板7设在下垫块5远离连接部102的一侧，前挡板7顶部高于上垫块6设有M6螺纹通孔用来装配第二紧固螺钉；

后挡板8，后挡板8设在下垫块5靠近连接部102的一侧且后挡板8设在连接部102上方，后挡板8与上垫块6和下垫块5贴合。

如图1-3所示，在图示的实施例中，通过调节所述定位销贯穿转块圆形通孔与连接部102不同的定位销孔，实现夹具的多角度调节。

如图2所示，在图示的实施例中，连接部102和连接部102上的腰形槽皆为轴对称图形，腰形槽的对称轴与连接部102的对称轴重合。

如图1和图3所示，在图示的实施例中，旋转块2底部为半圆形，旋转块2在底部半圆形圆心位置设有用于装配旋转连接棒3的连接孔，旋转块2在腰形槽相对应位置设有M6螺纹通孔，旋转块2在底座1定位销4孔相对应位置设有圆形通孔。

如图1和图5所示，在图示的实施例中，下垫块5整体呈长方体，第一卡槽501与后挡板8的横向距离小于第一卡槽501与前挡板7的横向距离，第二卡槽502设在下垫块5顶面与底面第一卡槽501相对应的位置，第三卡槽503位于下垫块5顶面宽边的中心位置。

优选的，在本实施例中，第一卡槽501和第二卡槽502的槽宽相等，第三卡槽503的槽宽大于第一卡槽501和第二卡槽502的槽宽，第二卡槽502和第三卡槽503的槽深相等，第一卡槽501的槽深大于第二卡槽502和第三卡槽503的槽深

优选的，在本实施例中，第二卡槽502两端与旋转块2M4螺纹盲孔相对应设有两处M4螺纹通孔，两处M4螺纹通孔分别设有沉头孔，两处沉头孔与第三卡槽503皆不相交，下垫块5与旋转块2通过M4螺钉连接。

优选的，在本实施例中，第三卡槽503内设有与上垫块6两处M4螺纹通孔相对应的两处M4螺纹盲孔，两处M4螺纹盲孔与第二卡槽502皆不相交。

如图1和图4所示，在图示的实施例中，上垫块6整体呈长方体，上垫块6长边与下垫块5长边平行，上垫块6宽边长度与第三卡槽503槽宽相等，若干凸起块601内侧两面在上垫块6顶面围成一个矩形区域，矩形区域斜对角的两角处分别设有M4螺纹通孔，两处M4螺纹通孔分别设有沉头孔。

如图1和图3所示，在图示的实施例中，前挡板7纵截面呈底部等腰梯形、顶部矩形，前挡板7底面高于下垫块5底面，前挡板7底部中心位置均匀设有三个M4螺纹通孔，三个M4螺纹通孔各圆心连线呈等边三角形，下垫块5与前挡板7贴合一侧设有与三个M4螺纹通孔相对应的M4螺纹盲孔，前挡板7与下垫块5通过M4螺钉连接。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，后挡板8纵截面呈矩形，后挡板8底面与下垫块5底面重合，上垫块6与后挡板8贴合一侧的四角均匀设有M4螺纹盲孔，后挡板8与四个M4螺纹盲孔相对应设有四个M4螺纹通孔，四个螺纹通孔设有沉头孔。

优选的，在本实施例中，若干M4螺钉具体为M4内六角圆柱头螺钉，第一紧固螺钉和第二紧固螺钉皆为M6内六角圆柱头螺钉。

如图2所示，在图示的实施例中，Y轴与旋转连接棒3中心重合并指向右侧，X轴垂直于Y轴指向前方，并与Y轴形成水平平面，Z轴垂直于X-Y平面并指向上方，定义轴向位置为X方向，径向位置为Z方向，周向位置为垂直于X轴的圆周方向。

下面，对本发明夹具安装不用涡轮叶片的实施例进行说明：

在本发明夹具安装涡轮叶片的第一个实施例中，本实施例针对的涡轮导向叶片特征为四联叶片，整圈有六件，因此相邻叶片角度为(360°/(4×6)＝)15°，设计该夹具时使得α＝15°，根据该涡轮叶片的尺寸(包括缘板半径、轴向宽度等)设计合适尺寸的零件，底座1与旋转块2通过底座1通孔中插入的旋转连接棒3相连，旋转块2与底座1通过第一紧固螺钉实现贴合，定位销4贯穿底座1和旋转块2的通孔实现固定，旋转块2的上表面有两个M4螺纹孔，通过M4内六角圆柱头螺钉与下垫块5相连，下垫块5上表面有两个M4螺纹孔，通过M4内六角圆柱头螺钉与上垫块6相连，下垫块5后表面有四个M4螺纹孔，通过M4内六角圆柱头螺钉与后挡板8相连，下垫块5前表面有三个M4螺纹孔，通过M4内六角圆柱头螺钉与前挡板7相连，前挡板7靠上位置有一个M6螺纹的通孔，并旋入第一紧固螺钉。

在本实施例实际工作时，导向叶片通过下缘板的定位槽与上垫块6四个凸起块601相配合，达到叶片的周向定位；前挡板7的上侧螺纹孔处安装有第二紧固螺钉，并沿轴向旋进使得导向叶片紧紧地被该螺钉和后挡板8夹住，达到导向叶片的轴向和径向定位，对于多联叶片中不同位置的导向叶片，可以通过调节旋转块2至不同角度并用定位销4固定，导向叶片安装在夹具后，底座1通过摆放找正，进行型面的检测，通过涡轮叶片的专用电极实现对预想位置叶片的剖切并检测。

在本发明夹具安装涡轮叶片的第二个实施例中，本实施例针对的涡轮导向叶片特征为四联叶片，整圈有七件，因此相邻叶片角度为(360°/(4×7)＝)12.86°，设计该夹具时使得α＝12.86°，根据该涡轮叶片的尺寸(包括缘板半径、轴向宽度等)设计合适尺寸的零件，底座1与旋转块2通过底座1通孔中插入的旋转连接棒3相连。旋转块2与底座1通过第一紧固螺钉实现贴合，定位销4贯穿底座1和旋转块2的通孔实现固定，旋转块2的上表面有两个M4螺纹孔，通过M4内六角圆柱头螺钉与下垫块5相连，下垫块5上表面有两个M4螺纹孔，通过M4内六角圆柱头螺钉与上垫块6相连，下垫块5后表面有四个M4螺纹孔，通过M4内六角圆柱头螺钉与后挡板8相连，下垫块5前表面有三个M4螺纹孔，通过M4内六角圆柱头螺钉与前挡板7相连，前挡板7靠上位置有一个M6螺纹的通孔，并旋入第一紧固螺钉。

在本实施例实际工作时，导向叶片通过下缘板的定位槽与上垫块6四个凸起块601相配合，达到叶片的周向定位；前挡板7的上侧螺纹孔处安装有第二紧固螺钉，并沿轴向旋进使得导向叶片紧紧地被该螺钉和后挡板8夹住，达到导向叶片的轴向和径向定位，对于多联叶片中不同位置的导向叶片，可以通过调节旋转块2至不同角度并用定位销4固定，导向叶片安装在夹具后，底座1通过摆放找正，进行型面的检测，通过涡轮叶片的专用电极实现对预想位置叶片的剖切并检测。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种涡轮导向叶片工装夹具，其特征在于，包括:

底座(1)，所述底座(1)包括支承部(101)与连接部(102)，所述连接部(102)在中心位置设有用于装配旋转连接棒(3)的连接孔，所述连接孔正上方设有腰形槽，所述腰形槽正上方以连接孔圆心周向均匀设有用于装配定位销(4)的五个定位销孔，相邻定位销孔与连接孔圆心连线形成α夹角，所述α夹角的大小与涡轮导向叶片规格相适配；

旋转块(2)，所述旋转块(2)通过旋转连接棒(3)与连接部(102)上的连接孔转动连接；

下垫块(5)，所述下垫块(5)设在旋转块(2)上方，所述下垫块(5)底部设有与旋转块(2)装配用的第一卡槽(501)，所述下垫块(5)顶部设有相互垂直的第二卡槽(502)和第三卡槽(503)；

上垫块(6)，所述上垫块(6)底部嵌设在第三卡槽(503)内，所述上垫块(6)顶面两端分别设有若干凸起块(601)用于与导向叶片下缘板定位槽相配合，若干所述凸起块(601)尺寸与导向叶片下缘板定位槽尺寸相适配；

前挡板(7)，所述前挡板(7)设在上述下垫块(5)远离连接部(102)的一侧，所述前挡板(7)顶部高于上垫块(6)且设有螺纹通孔用来装配第二紧固螺钉；

后挡板(8)，所述后挡板(8)设在下垫块(5)靠近连接部(102)的一侧且后挡板(8)位于连接部(102)上方，所述后挡板(8)与上垫块(6)和下垫块(5)贴合。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮导向叶片工装夹具，其特征在于，所述旋转块(2)与腰形槽相对应位置设有螺纹通孔，所述旋转块(2)与底座(1)定位销孔相对应位置设有圆形通孔。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮导向叶片工装夹具，其特征在于，所述旋转连接棒(3)与连接部(102)和旋转块(2)均通过间隙配合连接。

4.根据权利要求1所述的一种涡轮导向叶片工装夹具，其特征在于，所述第一卡槽(501)与后挡板(8)的横向距离小于第一卡槽(501)与前挡板(7)的横向距离，所述第二卡槽(502)与第一卡槽(501)竖直方向重合。

5.根据权利要求1所述的一种涡轮导向叶片工装夹具，其特征在于，所述上垫块(6)与下垫块(5)通过螺钉连接。

6.根据权利要求4所述的一种涡轮导向叶片工装夹具，其特征在于，所述第三卡槽(503)内设有与所述上垫块(6)螺纹通孔相对应的螺纹盲孔。

7.根据权利要求1所述的一种涡轮导向叶片工装夹具，其特征在于，所述前挡板(7)底面高于下垫块(5)底面，所述前挡板(7)底部与下垫块(5)通过螺钉连接。

8.根据权利要求1所述的一种涡轮导向叶片工装夹具，其特征在于，所述后挡板(8)纵截面呈矩形，所述后挡板(8)底面与下垫块(5)底面重合，所述后挡板(8)顶面高于上垫块(6)，所述后挡板(8)底部与下垫块(5)通过螺钉连接。

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