CN113664665A - 一种等轴晶低压涡轮工作叶片定位基准设置方法 - Google Patents

Abstract

一种等轴晶低压涡轮工作叶片定位基准设置方法，步骤为：在叶片Z轴方向上靠近叶背方向的叶冠流道面上选取第一定位基准点，在叶片Y轴方向的叶背上选取第二定位基准点，在叶片Y轴方向的伸根段内选取第一定位基准面和第二定位基准面，在叶片X轴方向的叶冠上选取第三定位基准点，在叶片X轴方向的缘板平面上选取第四定位基准点；根据选取的六个定位基准设计定位工装以及确定定位销在定位工装上的位置；在叶片上对四个定位基准点和两个定位基准面所处区域进行修磨，使这些区域光滑平整；将修磨好的叶片装夹到定位工装内，保证定位工装上的定位销与叶片上的定位基准点和定位基准面紧密贴合，当定位完成后，即可进行后续的测量和加工工作。

Description

一种等轴晶低压涡轮工作叶片定位基准设置方法

技术领域

本发明属于航空发动机零部件制造技术领域，特别是涉及一种等轴晶低压涡轮工作叶片定位基准设置方法。

背景技术

等轴晶低压涡轮工作叶片作为航空发动机关键部件之一，对其尺寸精度要求越来越高，由于等轴晶低压涡轮工作叶片具有叶冠扭转大、叶身超薄、窄弦、细长的特点，导致叶片极易变形，叶片的尺寸和形位精度不易保证，因此叶片定位基准的合理设置是保证叶片尺寸的关键因素。

在空间直角坐标系中，一个叶片具有六个活动可能性，为了保证叶片以最稳定状态进行安装、加工和测量，就需要对叶片的六个自由度进行限制。目前，针对等轴晶低压涡轮工作叶片的定位方式，均采用六个基准定位点的原则来限制叶片的六个自由度。但是，这种定位方式存在一个明显的弊端，即当叶片发生变形后，就会导致定位基准与设计基准不重合，从而造成定位误差，进而导致叶片在精整或加工过程中因尺寸超差而报废。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种等轴晶低压涡轮工作叶片定位基准设置方法，突破了传统的六个基准定位点的原则，首次采用了四个定位基准点与两个定位基准面的定位方式，有效避免了定位基准与设计基准不重合的问题，消除了因基准不重合导致的定位误差，避免了叶片在精整或加工过程中因尺寸超差而报废，大幅度提高了等轴晶低压涡轮工作叶片的尺寸和形位精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种等轴晶低压涡轮工作叶片定位基准设置方法，包括如下步骤：

步骤一：在XOZ基础坐标系中，选取等轴晶低压涡轮工作叶片在Z轴方向上的定位基准，该定位基准包括第一定位基准点，第一定位基准点位于等轴晶低压涡轮工作叶片靠近叶背方向的叶冠流道面上，通过第一定位基准点来限制等轴晶低压涡轮工作叶片在Z轴方向的自由度；

步骤二：在XOY基础坐标系中，选取等轴晶低压涡轮工作叶片在Y轴方向上的定位基准，该定位基准点包括第二定位基准点、第一定位基准面和第二定位基准面，第二定位基准点位于等轴晶低压涡轮工作叶片的叶背上，且第二定位基准点为平行于X坐标的平面与叶背的切点，第一定位基准面和第二定位基准面位于等轴晶低压涡轮工作叶片的伸根段内，且第一定位基准面和第二定位基准面均为直径为φ3mm的圆形平面，通过第二定位基准点、第一定位基准面和第二定位基准面来限制等轴晶低压涡轮工作叶片在Y轴方向的自由度；

步骤三：在XOY基础坐标系中，选取等轴晶低压涡轮工作叶片在X轴方向上的定位基准，该定位基准点包括第三定位基准点和第四定位基准点，第三定位基准点位于等轴晶低压涡轮工作叶片的叶冠上，第四定位基准点位于等轴晶低压涡轮工作叶片的缘板平面上，通过第三定位基准点和第四定位基准点来限制等轴晶低压涡轮工作叶片在X轴方向的自由度；

步骤四：根据选取的第一定位基准点、第二定位基准点、第一定位基准面、第二定位基准面、第三定位基准点和第四定位基准点设计制造专用的定位工装，并将四个定位基准点与两个定位基准面转化到定位工装上，并由选取的四个定位基准点与两个定位基准面确定定位工装上各个定位销的位置；

步骤五：修磨等轴晶低压涡轮工作叶片上第一定位基准点、第二定位基准点、第一定位基准面、第二定位基准面、第三定位基准点和第四定位基准点所处区域，使这些区域光滑平整，保证定位时不产生干涉；

步骤六：将修磨好的等轴晶低压涡轮工作叶片装夹到定位工装内，保证定位工装上的定位销与等轴晶低压涡轮工作叶片上的定位基准点和定位基准面紧密贴合，当定位完成后，即可进行后续的测量和加工工作。

本发明的有益效果：

本发明的等轴晶低压涡轮工作叶片定位基准设置方法，突破了传统的六个基准定位点的原则，首次采用了四个定位基准点与两个定位基准面的定位方式，有效避免了定位基准与设计基准不重合的问题，消除了因基准不重合导致的定位误差，避免了叶片在精整或加工过程中因尺寸超差而报废，大幅度提高了等轴晶低压涡轮工作叶片的尺寸和形位精度。

附图说明

图1为等轴晶低压涡轮工作叶片在Z轴方向上的第一定位基准点的位置示意图；

图2为等轴晶低压涡轮工作叶片在Y轴方向上的第二定位基准点的位置示意图；

图3为等轴晶低压涡轮工作叶片在Y轴方向上的第一定位基准面和第二定位基准面的位置示意图；

图4为等轴晶低压涡轮工作叶片在X轴方向上的第三定位基准点和第四定位基准点的位置示意图；

图5为等轴晶低压涡轮工作叶片在定位工装上的装夹示意图；

图中，1—等轴晶低压涡轮工作叶片，2—定位工装，A—第一定位基准点，B—第二定位基准点，C—第一定位基准面，D—第二定位基准面，E—第三定位基准点，F—第四定位基准点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

一种等轴晶低压涡轮工作叶片定位基准设置方法，包括如下步骤：

步骤一：在XOZ基础坐标系中，选取等轴晶低压涡轮工作叶片1在Z轴方向上的定位基准，该定位基准包括第一定位基准点A，如图1所示，第一定位基准点A位于等轴晶低压涡轮工作叶片1靠近叶背方向的叶冠流道面上，通过第一定位基准点A来限制等轴晶低压涡轮工作叶片1在Z轴方向的自由度；

步骤二：在XOY基础坐标系中，选取等轴晶低压涡轮工作叶片1在Y轴方向上的定位基准，该定位基准点包括第二定位基准点B、第一定位基准面C和第二定位基准面D，如图2所示，第二定位基准点B位于等轴晶低压涡轮工作叶片1的叶背上，且第二定位基准点B为平行于X坐标的平面与叶背的切点，如图3所示，第一定位基准面C和第二定位基准面D位于等轴晶低压涡轮工作叶片1的伸根段内，且第一定位基准面C和第二定位基准面D均为直径为φ3mm的圆形平面，通过第二定位基准点B、第一定位基准面C和第二定位基准面D来限制等轴晶低压涡轮工作叶片1在Y轴方向的自由度；由于采用了第一定位基准面C和第二定位基准面D的平面定位方式，可有效消除基准不重合误差，从而避免因基准不重合引起的定位误差，保证叶片定位的精准和稳固；当采用传统的点定位方式时，一旦叶片发生变形后，就会导致Y轴方向的定位基准点与设计基准不重合，进而产生定位误差，并且叶片越长，变形越大，则Y轴方向的基准偏差就越大；

步骤三：在XOY基础坐标系中，选取等轴晶低压涡轮工作叶片1在X轴方向上的定位基准，该定位基准点包括第三定位基准点E和第四定位基准点F，如图4所示，第三定位基准点E位于等轴晶低压涡轮工作叶片1的叶冠上，第四定位基准点F位于等轴晶低压涡轮工作叶片1的缘板平面上，通过第三定位基准点E和第四定位基准点F来限制等轴晶低压涡轮工作叶片1在X轴方向的自由度；

步骤四：根据选取的第一定位基准点A、第二定位基准点B、第一定位基准面C、第二定位基准面D、第三定位基准点E和第四定位基准点F设计制造专用的定位工装2，并将四个定位基准点与两个定位基准面转化到定位工装2上，并由选取的四个定位基准点与两个定位基准面确定定位工装2上各个定位销的位置；

步骤五：修磨等轴晶低压涡轮工作叶片1上第一定位基准点A、第二定位基准点B、第一定位基准面C、第二定位基准面D、第三定位基准点E和第四定位基准点F所处区域，使这些区域光滑平整，保证定位时不产生干涉；具体可以选用磨头、毡轮等打磨工具对这些区域进行打磨，以去除区域内的铸瘤、毛刺等；

步骤六：如图5所示，将修磨好的等轴晶低压涡轮工作叶片1装夹到定位工装2内，保证定位工装2上的定位销与等轴晶低压涡轮工作叶片1上的定位基准点和定位基准面紧密贴合，当定位完成后，即可进行后续的测量和加工工作。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种等轴晶低压涡轮工作叶片定位基准设置方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：在XOZ基础坐标系中，选取等轴晶低压涡轮工作叶片在Z轴方向上的定位基准，该定位基准包括第一定位基准点，第一定位基准点位于等轴晶低压涡轮工作叶片靠近叶背方向的叶冠流道面上，通过第一定位基准点来限制等轴晶低压涡轮工作叶片在Z轴方向的自由度；

步骤二：在XOY基础坐标系中，选取等轴晶低压涡轮工作叶片在Y轴方向上的定位基准，该定位基准点包括第二定位基准点、第一定位基准面和第二定位基准面，第二定位基准点位于等轴晶低压涡轮工作叶片的叶背上，且第二定位基准点为平行于X坐标的平面与叶背的切点，第一定位基准面和第二定位基准面位于等轴晶低压涡轮工作叶片的伸根段内，且第一定位基准面和第二定位基准面均为直径为φ3mm的圆形平面，通过第二定位基准点、第一定位基准面和第二定位基准面来限制等轴晶低压涡轮工作叶片在Y轴方向的自由度；

步骤三：在XOY基础坐标系中，选取等轴晶低压涡轮工作叶片在X轴方向上的定位基准，该定位基准点包括第三定位基准点和第四定位基准点，第三定位基准点位于等轴晶低压涡轮工作叶片的叶冠上，第四定位基准点位于等轴晶低压涡轮工作叶片的缘板平面上，通过第三定位基准点和第四定位基准点来限制等轴晶低压涡轮工作叶片在X轴方向的自由度；

步骤四：根据选取的第一定位基准点、第二定位基准点、第一定位基准面、第二定位基准面、第三定位基准点和第四定位基准点设计制造专用的定位工装，并将四个定位基准点与两个定位基准面转化到定位工装上，并由选取的四个定位基准点与两个定位基准面确定定位工装上各个定位销的位置；

步骤五：修磨等轴晶低压涡轮工作叶片上第一定位基准点、第二定位基准点、第一定位基准面、第二定位基准面、第三定位基准点和第四定位基准点所处区域，使这些区域光滑平整，保证定位时不产生干涉；

步骤六：将修磨好的等轴晶低压涡轮工作叶片装夹到定位工装内，保证定位工装上的定位销与等轴晶低压涡轮工作叶片上的定位基准点和定位基准面紧密贴合，当定位完成后，即可进行后续的测量和加工工作。

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