CN113953859B - 一种叶片六点定位工装 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种叶片六点定位工装，包括底座以及固定在底座上的用于定位夹持导向叶片的夹具，所述夹具包括用于充当支撑和定位基准的固定夹具模块、用于调节压紧量以限制导向叶片位移的活动夹具模块以及用于调整导向叶片定位点的可更换夹具模块；所述底座的上表面设有若干定位块，通过所述定位块能够限制所述可更换夹具模块的水平位移，以将所述可更换夹具模块定位安装在所述底座上。本发明通过将六点定位工装的部分定位支撑部件即可更换夹具模块进行可拆卸更换设计，通过对定位点进行调整进而改变工件的固定方位，设计合理、结构简单，无需重新校对工装整体与机床的相对位置关系，缩减了工装更换工序，从而提高了导向叶片的二次加工效率。

Description

一种叶片六点定位工装

技术领域

本发明涉及导向叶片定位加工技术领域，特别是涉及一种叶片六点定位工装。

背景技术

高压涡轮导向器是燃气轮机、航空发动机的重要部件，其通常由若干导向叶片连接而成，如图1所示，导向叶片则包括叶片本体51和叶片本体两侧的导叶缘板52，其独特的弯曲结构可以改变气体流向，推动叶片转动。叶片本体51和两侧导叶缘板52通过无余量精密铸造成型后，需要通过六点定位工装进行固定来满足对导叶缘板52的二次加工需求。

在无余量精密铸造工艺中，随着铸造次数的增加，铸造模具的使用寿命随之降低并会产生一定磨损，导致无余量精密铸造成型工艺中可能出现铸造偏差，因此现有技术通常会对铸造成型后的工件逐一进行位置度检测。为了精简铸造成型后的位置度检测工序，现有技术设计了两套六点定位工装来对同一型号的工件进行分组别的交替定位，即第一批次的工件用第一套六点定位工装，第二批次的工件用第二套六点定位工装，第三批次的工件用第一套六点定位工装……，然后针对不同的六点定位工装采用不同定位的二次加工方案，以此实现不同的六点定位工装对同一型号的工件的二次加工。通过不同定位点的六点定位工装对同一型号的工件进行定位，利用两套六点定位工装在定位点的方位存在的些许区别，以此可反推出无余量精密铸造成型工艺是否存在铸造偏差。

不过，通过两套六点定位工装对同一型号的工件进行交替定位，需要在机床上对六点定位工装进行更换，在更换工装时又要对工装和机床进行重新校对，使得工序较为繁琐，影响了导向叶片的二次加工效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种叶片六点定位工装及定位方法，在保证六点定位工装的定位准确度的情况下，缩减工装更换工序，提高导向叶片的二次加工效率。

本发明通过以下技术方案实现：

一种叶片六点定位工装，包括底座以及固定在底座上的用于定位夹持导向叶片的夹具，夹具包括用于充当支撑和定位基准的固定夹具模块、用于调节压紧量以限制导向叶片位移的活动夹具模块以及用于调整导向叶片定位点的可更换夹具模块；底座的上表面设有若干定位块，通过定位块能够限制可更换夹具模块的水平位移，以将可更换夹具模块定位安装在底座上。

在其中一个实施例中，可更换夹具模块的底部为矩形，定位块具有相互垂直的第一端和第二端，定位块的第一端贴靠于可更换夹具模块底部一侧，用于限制可更换夹具模块底部水平横向的单向自由度；定位块的第二端贴靠于可更换夹具模块底部一侧的相邻侧，用于限制可更换夹具模块底部水平纵向的单向自由度。

在其中一个实施例中，固定夹具模块包括第一支撑座，第一支撑座的上端设有倾斜部，倾斜部与导叶缘板盆向侧或导叶缘板背向侧相对应，用于对导向叶片进行斜向上支撑。

在其中一个实施例中，可更换夹具模块包括第二支撑座，第二支撑座设于第一支撑座的倾斜部的前方，用于支撑定位叶片本体前缘或叶片本体后缘；第二支撑座与底座可拆卸连接，通过更换不同高度的第二支撑座可调节导向叶片的支撑高度。

在其中一个实施例中，可更换夹具模块还包括第三支撑座，第三支撑座设于第一支撑座的倾斜部的前方，用于支撑定位导叶缘板内侧板面；第三支撑座与底座可拆卸连接，通过更换不同尺寸的第三支撑座可调节导向叶片的水平位置度。

在其中一个实施例中，活动夹具模块包括限位组件，限位组件对应第三支撑座设置于导叶缘板外侧，配合第三支撑座限制导向叶片的水平位移。

在其中一个实施例中，活动夹具模块包括压紧组件，压紧组件与倾斜部对向设置，用于将导向叶片压持在第一支撑座上。

在其中一个实施例中，压紧组件包括限位支撑柱、滑杆以及滑动压紧块，限位支撑柱垂直固定于底座；滑杆也垂直固定于底座，并设置于限位支撑柱与导向叶片之间；滑动压紧块穿设于滑杆，并可沿滑杆滑动；滑动压紧块的水平一侧设有与限位支撑柱相适应的限位槽，滑动压紧块的水平另一侧设有导叶缘板背向侧或导叶缘板盆向侧相适应的第一楔形面；滑杆的上部螺纹连接有锁紧螺母，通过锁紧螺母将滑动压紧块向下压紧。

在其中一个实施例中，压紧组件包括滑杆以及滑动压紧块，滑杆垂直固定于底座；滑动压紧块穿设于滑杆，并可沿滑杆滑动；滑动压紧块的水平另一侧设有与导叶缘板背向侧或导叶缘板盆向侧相适应的第一楔形面；滑杆的上部螺纹连接有锁紧螺母，通过锁紧螺母将滑动压紧块向下压紧；滑杆的杆身截面为多边形、椭圆形或异形，滑动压紧块用于与滑杆穿设并滑动连接的通孔的形状与滑杆的杆身截面相适应。

在其中一个实施例中，滑动压紧块还设有与导叶缘板背向侧或导叶缘板盆向侧相适应的第二楔形面，用于适应更换第二支撑座后的第二高度条件下的导叶缘板背向侧或导叶缘板盆向侧。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明通过将六点定位工装的部分定位支撑部件即可更换夹具模块进行可拆卸更换设计，以对六点定位工装的定位点进行调整，进而改变工件的固定方位，设计合理、结构简单，无需重新校对工装整体与机床的相对位置关系，缩减了工装更换工序，从而提高了导向叶片的二次加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的导向叶片的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的叶片六点定位工装装载导向叶片的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的叶片六点定位工装的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的叶片六点定位工装的俯视图；

图5为本发明实施例提供的压紧组件的结构示意图。

图标：

1-底座，11-定位块；

2-固定夹具模块，21-第一支撑座，211-倾斜部，212-第一支点；

3-活动夹具模块，31-限位组件，311-支座，312-顶压螺栓，32-压紧组件，321-限位支撑柱，322-滑杆，323-滑动压紧块，3231-限位槽，3232-第一楔形面，3233-第二楔形面，324-锁紧螺母；

4-可更换夹具模块，41-第二支撑座，411-第二支点，42-第三支撑座，421-第三支点；

5-导向叶片，51-叶片本体，52-导叶缘板，A-前缘侧，B-后缘侧，C-背向侧，D-盆向侧。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对一种叶片六点定位工装进行更清楚、完整地描述。附图中给出了叶片六点定位工装的首选实施例，但是，叶片六点定位工装可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使叶片六点定位工装的公开内容更加透彻全面。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，本文所使用的术语“设置”、“安装”、“相连”、“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。

如图1所示，本发明要加工的导向叶片5主要包括叶片本体51和叶片本体两侧的导叶缘板52，其独特的弯曲结构可以改变气体流向，推动叶片转动。根据叶片本体51的形状指示方向，分别形成了多个方向侧，包括前缘侧A，后缘侧B，背向侧C和盆向侧D，其中，一般以叶片本体的前缘侧、导叶缘板的背向侧、导叶缘板的盆向侧寻找支撑点进行主定位支撑，导叶缘板的下侧板面寻找支撑点进行副定位支撑，以加工导叶缘板的后缘侧；同样的，将导向叶片翻转，以叶片本体的后缘侧、导叶缘板的盆向侧、导叶缘板的背向侧寻找支撑点进行主定位支撑，导叶缘板的下侧板面寻找支撑点进行副定位支撑，以加工导叶缘板的后缘侧。

如图2至图4所示，本发明实施例提供一种叶片六点定位工装，包括底座1以及固定在底座1上的用于定位夹持导向叶片5的夹具，夹具包括用于充当支撑和定位基准的固定夹具模块2、用于调节压紧量以限制导向叶片5位移的活动夹具模块3以及用于调整导向叶片5定位点的可更换夹具模块4；底座1的上表面设有若干定位块11，通过定位块11能够限制可更换夹具模块4的水平位移，以将可更换夹具模块4定位安装在底座1上。将安装有固定夹具模块2和可更换夹具模块4的底座1于机床上固定校对后，将导向叶片5对应安放在固定夹具模块2和可更换夹具模块4的支点上，通过活动夹具模块3将导向叶片5压持在固定夹具模块2和可更换夹具模块4上，即实现导向叶片5的定位固定。

进一步的，如图3和图4所示，可更换夹具模块4的底部为矩形，定位块11具有相互垂直的第一端和第二端，可呈如图4所示的L形，定位块11的第一端贴靠于可更换夹具模块4底部一侧，用于限制可更换夹具模块4底部水平横向（即X轴方向）的单向自由度；定位块11的第二端贴靠于可更换夹具模块4底部一侧的相邻侧，用于限制可更换夹具模块4底部水平纵向（即Y轴方向）的单向自由度。通过定位块11的第一端和第二端即限制可更换夹具模块4在水平方向的位移，即在水平方向对其进行定位，然后通过螺栓将可更换夹具模块4固定在底座1上即可。可以理解的是，在其他实施例中，定位块11还可以是分开的相互垂直的两个块体，也可将该两个块体视为第一端和第二端，同样能够达到上述限制可更换夹具模块4水平方向位移的作用。

进一步的，如图1所示，固定夹具模块2包括第一支撑座21，第一支撑座21的上端设有倾斜部211，倾斜部211与导叶缘板52盆向侧D相对应，用于对导向叶片5进行斜向上支撑。具体地，第一支撑座21设有两个，以对导向叶片5的两个导叶缘板52进行平衡支撑；第一支撑座21的倾斜部211设有两个第一支点212，分布在倾斜部211上下两端，以对导叶缘板52进行点面接触地平衡支撑。在本实施例中，倾斜部211与导叶缘板52盆向侧D对应，以起到平衡支撑导向叶片5、限制导向叶片5的竖向（即Z轴方向）和水平纵向（即Y轴方向）位移的作用；倾斜部211与导叶缘板52盆向侧D对应时，导向叶片5呈叶片本体51后缘在上放置，以二次加工导向叶片5后缘侧B的导叶缘板52。可以理解的是，在其他实施例中，倾斜部211还可以与导叶缘板52背向侧C对应，倾斜部211与导叶缘板52背向侧C对应时，导向叶片5呈叶片本体51前缘在上放置，以二次加工导向叶片5前缘侧A的导叶缘板52。

进一步的，如图3所示，可更换夹具模块4包括第二支撑座41，第二支撑座41设于第一支撑座21的倾斜部211的前方，用于支撑定位叶片本体51。具体地，第二支撑座41设有两个，以对导向叶片5平衡支撑，第二支撑座41上端设有第二支点411，通过第二支点411对叶片本体51进行点面接触支撑；其中，导向叶片5呈叶片本体51后缘在上放置时，第二支撑座41用于支撑定位叶片本体51前缘；导向叶片5呈叶片本体51前缘在上放置时，第二支撑座41用于支撑定位叶片本体51后缘。第二支撑座41可通过螺栓连接的方式与底座1可拆卸连接，通过更换不同高度的第二支撑座41即可达到调节导向叶片5的支撑高度、更换定位标准的目的。

进一步的，如图3所示，可更换夹具模块4还包括第三支撑座42，第三支撑座42设于第一支撑座21的倾斜部211的前方，用于支撑定位导叶缘板52内侧板面。具体地，第三支撑座42设有至少一个，第三支撑座42上端水平设有第三支点421，通过第三支点421对导叶缘板52内侧板面进行点面接触支撑，以实现水平方向的单向限位；第三支撑座42与底座1可拆卸连接，通过更换不同长度尺寸的第三支撑座42可调节导向叶片5的水平位置度。

进一步的，如图2至图4所示，活动夹具模块3包括限位组件31，限位组件31对应第三支撑座42设置于导叶缘板52外侧，配合第三支撑座42限制导向叶片5的水平位移。具体地，限位组件31包括支座311和顶压螺栓312，支座311上部设有螺纹通孔，顶压螺栓312穿设于螺纹通孔中，此时顶压螺栓312于第三支点421相对对应，通过旋转顶压螺栓312向内顶进抵接在导叶缘板52外侧板面，以将导叶缘板52压持在第三支撑座42的第三支点421处，即顶压螺栓312与第三支点421配合实现导向叶片5在水平方向的紧固定位，限制导向叶片5在水平方向的位移。

进一步的，如图2、图3和图5所示，活动夹具模块3包括压紧组件32，压紧组件32与倾斜部211对向设置，用于将导向叶片5压持在第一支撑座21上。

具体地，在本实施例中，压紧组件32包括限位支撑柱321、滑杆322以及滑动压紧块323，限位支撑柱321垂直固定于底座1；滑杆322也垂直固定于底座1，并设置于限位支撑柱321与导向叶片5之间；滑动压紧块323穿设于滑杆322，并可沿滑杆322滑动；滑动压紧块323的水平一侧设有与限位支撑柱321相适应的限位槽3231，以避免滑动压紧块323在滑杆322上发生旋转，并可在一定程度上为滑动压紧块323提供支撑力；滑动压紧块323的水平另一侧则设有导叶缘板52背向侧C相适应的第一楔形面3232；滑杆322的上部螺纹连接有锁紧螺母324，通过向下拧动锁紧螺母324可将滑动压紧块323向下压紧，利用与导叶缘板52背向侧C相适应的第一楔形面3232适应性地将导向叶片5压持在固定夹具模块2和可更换夹具模块4上，避免导向叶片5从固定夹具模块2和可更换夹具模块4脱离。可以理解的是，在其他实施例中，倾斜部211与导叶缘板52背向侧C对应时，第一楔形面3232则与导叶缘板52盆向侧D相适应。

可以理解的是，限位支撑柱321的主要作用之一是避免滑动压紧块323在滑杆322上发生旋转，因此，在其他实施例中，压紧组件32也可以仅包括滑杆322以及滑动压紧块323，保持其他条件不变，即“滑杆322垂直固定于底座1；滑动压紧块323穿设于滑杆322，并可沿滑杆322滑动；滑动压紧块323的水平另一侧设有与导叶缘板52背向侧C或盆向侧D相适应的第一楔形面3232；滑杆322的上部螺纹连接有锁紧螺母324，通过锁紧螺母324将滑动压紧块323向下压紧”；将滑杆322的杆身截面为制作为多边形、椭圆形或异形，即不包括圆形在内的其他形状，而滑动压紧块323用于与滑杆322穿设并滑动连接的通孔的形状与滑杆322的杆身截面相适应，即可在不影响滑动压紧块323在滑杆322上上下滑动的情况下避免滑动压紧块323发生水平旋转。还可以理解的是，滑杆322与滑动压紧块323的变形适应部分仅在杆身，滑杆322的上端和下端的截面可以为圆形，以方便滑杆322在底座1上安装，以及实现锁紧螺母324在滑杆322上端的螺纹连接，螺纹面的长度可以根据需要装夹的导向叶片5的体积进行适应性确定。

进一步的，如图2和图5所示，滑动压紧块323还设有与导叶缘板52背向侧C相适应的第二楔形面3233，用于适应更换第二支撑座41后的第二高度条件下的导叶缘板52背向侧C。具体地，在本实施例中，第二楔形面3233与第一楔形面3232同侧设置，即第一楔形面3232朝向向下，第二楔形面3233朝向向上在更换第二支撑座41后，导叶缘板52的高度位置会发生变化，即产生第二组六点定位坐标，此时，原本用于适应导叶缘板52背向侧C的第一楔形面3232可能会因为导向叶片5的高度变化导致导叶缘板52背向侧C的弧度发生变化，因此，可将滑动压紧块323翻转，使第二楔形面3233朝向向下，第一楔形面3232朝向向上，通过第二楔形面3233对导叶缘板52进行适应性压持。同样的，可以理解的是，在其他实施例中，倾斜部211与导叶缘板52背向侧C对应时，第二楔形面3233则与更换第二支撑座41后的第二高度条件下的导叶缘板52盆向侧D相适应。还可以理解的是，在其他实施例中，第二楔形面3233还可以设置于滑动压紧块323的与第一楔形面3232所在侧不同的一侧。

以上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 (8)

1.一种叶片六点定位工装，其特征在于，包括底座以及固定在底座上的用于定位夹持导向叶片的夹具，

所述夹具包括用于充当支撑和定位基准的固定夹具模块、用于调节压紧量以限制导向叶片位移的活动夹具模块以及用于调整导向叶片定位点的可更换夹具模块；

所述底座的上表面设有若干定位块，通过所述定位块能够限制所述可更换夹具模块的水平位移，以将所述可更换夹具模块定位安装在所述底座上；

所述可更换夹具模块包括第二支撑座和第三支撑座，所述第二支撑座设于所述固定夹具模块的倾斜部的前方，用于支撑定位叶片本体前缘或叶片本体后缘；所述第二支撑座与所述底座可拆卸连接，通过更换不同高度的第二支撑座可调节导向叶片的支撑高度；所述第三支撑座设于所述固定夹具模块的倾斜部的前方，用于支撑定位导叶缘板内侧板面；所述第三支撑座与所述底座可拆卸连接，通过更换不同尺寸的第三支撑座可调节导向叶片的水平位置度。

2.根据权利要求1所述的一种叶片六点定位工装，其特征在于，所述可更换夹具模块的底部为矩形，所述定位块具有相互垂直的第一端和第二端，所述定位块的第一端贴靠于所述可更换夹具模块底部一侧，用于限制所述可更换夹具模块底部水平横向的单向自由度；所述定位块的第二端贴靠于所述可更换夹具模块底部一侧的相邻侧，用于限制所述可更换夹具模块底部水平纵向的单向自由度。

3.根据权利要求1或2所述的一种叶片六点定位工装，其特征在于，所述固定夹具模块包括第一支撑座，所述第一支撑座的上端设有倾斜部，所述倾斜部与导叶缘板盆向侧或导叶缘板背向侧相对应，用于对导向叶片进行斜向上支撑。

4.根据权利要求3所述的一种叶片六点定位工装，其特征在于，所述活动夹具模块包括限位组件，所述限位组件对应所述第三支撑座设置于导叶缘板外侧，配合第三支撑座限制导向叶片的水平位移。

5.根据权利要求4所述的一种叶片六点定位工装，其特征在于，所述活动夹具模块包括压紧组件，所述压紧组件与所述倾斜部对向设置，用于将导向叶片压持在所述第一支撑座上。

6.根据权利要求5所述的一种叶片六点定位工装，其特征在于，所述压紧组件包括限位支撑柱、滑杆以及滑动压紧块，所述限位支撑柱垂直固定于所述底座；所述滑杆也垂直固定于所述底座，并设置于所述限位支撑柱与导向叶片之间；所述滑动压紧块穿设于所述滑杆，并可沿所述滑杆滑动；所述滑动压紧块的水平一侧设有与所述限位支撑柱相适应的限位槽，所述滑动压紧块的水平另一侧设有导叶缘板背向侧或导叶缘板盆向侧相适应的第一楔形面；所述滑杆的上部螺纹连接有锁紧螺母，通过将所述锁紧螺母向下拧动可将所述滑动压紧块向下压紧。

7.根据权利要求5所述的一种叶片六点定位工装，其特征在于，所述压紧组件包括滑杆以及滑动压紧块，所述滑杆垂直固定于所述底座；所述滑动压紧块穿设于所述滑杆，并可沿所述滑杆滑动；所述滑动压紧块的水平另一侧设有与导叶缘板背向侧或导叶缘板盆向侧相适应的第一楔形面；所述滑杆的上部螺纹连接有锁紧螺母，通过将所述锁紧螺母向下拧动可将所述滑动压紧块向下压紧；所述滑杆的杆身截面为多边形、椭圆形或异形，所述滑动压紧块用于与所述滑杆穿设并滑动连接的通孔的形状与所述滑杆的杆身截面相适应。

8.根据权利要求6或7所述的一种叶片六点定位工装，其特征在于，所述滑动压紧块还设有与导叶缘板背向侧或导叶缘板盆向侧相适应的第二楔形面，用于适应更换第二支撑座后的第二高度条件下的导叶缘板背向侧或导叶缘板盆向侧。

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