CN114618986B - 航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装及组合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装及组合方法，包括底盘体，底盘体的底面通过圆柱固定在工作台上，底盘体的顶面中部固定连接中轴杆，所述中轴杆上转动连接分度盘，分度盘上安装叶片六点定位组件，所述中轴杆的上端固定连接内环固定器，分度盘下端面设有若干环形阵列分布的定位槽，所述底盘体上安装与定位槽配合插接的定位组件；本发明通过叶片六点定位组件能够调节控制叶片蜡模的扭角尺寸，有效控制导向器铸件流道面积尺寸，确保导向器铸件尺寸精度符合要求，提高了导向器铸件的尺寸精度和合格率；且采用旋转式定位组装，操作方便，提高了蜡模组装效率，可以适用于不同规格的环状铸件的蜡模组装。

Description

航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装及组合方法

技术领域

本发明涉及熔模精密铸造技术领域，特别涉及航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装及组合方法。

背景技术

航空、航天发动机导向器铸件一般采用熔模精密铸造的方法铸造而成。航空、航天发动机导向器的作用是在发动机运转时控制气体的流量和方向。因此导向器零件最重要的尺寸是叶片的流道面积，流道面积是由叶片的通道和喉道尺寸(见图16中的E)决定，而喉道尺寸又是由叶片的扭角尺寸(见图16中的α)决定。航空、航天发动机导向器通道、喉道尺寸要求精度很高，一般尺寸公差须达到HB6103-CT2～3级公差(熔模精密铸造一般尺寸公差为HB6103-CT6～7级)。由于航空、航天发动机导向器零件结构复杂，整体开模费用高，并难以取模，有的叶片扭角过大的导向器无法整体分模。因此，通常设计单叶开模，通过组合工装将每个叶片蜡模拼接组合而成，而叶片铸件各部分结构不同，尺寸厚薄不均，叶片铸件在浇注后的凝固过程中各部分收缩不一致，现有的导向器叶片蜡模六点定位组合工装无法对叶片蜡模尺寸调整，叶片扭角尺寸无法得到保证，导致叶片铸件尺寸难以达到客户图纸标准，而叶片铸件一旦出现尺寸上的偏差，如叶片扭角偏大或偏小，流道面积则不合格，无法调整，只能报废零件，增加了生产成本，影响生产效率，降低了企业效益。

发明内容

本发明的主要目的在于提供航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装及组合方法，通过叶片六点定位组件能够调节控制叶片蜡模的扭角尺寸，从而有效控制导向器铸件流道面积尺寸，确保导向器铸件尺寸精度符合要求，提高了导向器铸件的尺寸精度和合格率；且采用旋转式定位组装，操作方便，提高了蜡模组装效率，进而提高了企业生产效益，并且可以适用于不同规格的环状铸件的蜡模组装，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装，包括底盘体，底盘体的底面通过圆柱固定在工作台上，底盘体的顶面中部固定连接中轴杆，所述中轴杆上转动连接分度盘，分度盘上安装叶片六点定位组件，所述中轴杆的上端固定连接内环固定器，分度盘下端面设有若干环形阵列分布的定位槽，所述底盘体上安装与定位槽配合插接的定位组件。

底盘体的上端面固定连接下环板，所述分度盘的下端面固定连接上环板，所述上环板和下环板的相对侧面均设有环形滑道，两个环形滑道之间设置平衡球。

叶片六点定位组件包括底筒座，所述底筒座内滑动连接支撑块，所述支撑块上固定连接两个定位柱一和定位块，两个定位柱一上开设与叶片蜡模配合的槽体，形成X方向上的两个定位点A1、A2和Y方向上的两个定位点B1、B2，定位块的端面为Z向定位点C，支撑块上还设有叶片扭角调节装置。

叶片扭角调节装置包括升降柱，升降柱的下部外侧为螺纹结构，支撑块上开设有与升降柱配合的深槽，升降柱的下部分侧壁与深槽螺纹连接，升降柱的顶面固定连接六角螺母，六角螺母上固定连接定位柱二，定位柱二的端部即为Y方向上的定位点B3，支撑块的上端面位于深槽的外侧开设有角度标记线，支撑块的侧面设有用于固定升降柱的锁紧螺栓。

支撑块靠近下端的侧面设有通槽，所述底筒座上转动连接穿过通槽的转杆，转杆端部固定连接把手，所述转杆位于通槽内固定连接偏心轮，所述底筒座的侧壁与支撑块之间连接有插拔销，所述支撑块上设有与插拔销配合插接的销孔。

转杆的侧壁固定连接限位杆，所述底筒座位于转杆的两侧固定连接定位杆。

分度盘上固定连接螺纹座，螺纹座上螺纹连接调节丝杆，所述调节丝杆的端部与底筒座限位活动连接，底筒座的两侧设有直槽口，且通过直槽口与分度盘栓接。

内环固定器包括下环件和上环件，所述下环件的侧壁设有与导向器内环蜡模配合的环形槽，所述上环件与下环节之间可拆卸连接且上环件与导向器内环蜡模的上顶面贴合限位。

定位组件包括插杆件，底盘体上设有与插杆件滑动连接的底槽，插杆件的底部与底槽之间通过弹簧连接，所述底盘体的侧壁固定连接轴座，所述轴座上轴连接压柄，所述插杆件包括上杆和下杆，所述上杆的直径小于下杆的直径且上杆与定位槽插接，上杆与压柄滑动连接，底盘体位于底槽的开口处嵌入安装限位盘，所述下杆与限位盘滑动连接且下杆的下端设有连为一体的限位板。

本发明还提供了一种基于航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装的组合方法，包括如下步骤：

导向器零件分模：在蜡模制备之前把导向器零件分为内环和若干个相同结构的单个叶片；

蜡模制备：根据导向器零件的分模结构，分别制备单个叶片蜡模和内环蜡模；

蜡模组装：把内环蜡模固定在内环固定器上，根据单个叶片蜡模尺寸调节叶片六点定位组件，把单个叶片蜡模放置到调节好的叶片六点定位组件上，调节后的叶片六点定位组件能够保证叶片蜡模扭角需求，然后用液体蜡把叶片蜡模与内环蜡模粘接在一起，旋转分度盘，依次粘接其余叶片蜡模；

蜡模修整：组合完整后的蜡模用液态蜡对拼接缝隙修补，完成蜡模组装。

与传统技术相比，本发明产生的有益效果是：本发明通过叶片六点定位组件能够调节控制叶片蜡模的扭角尺寸，根据铸件的实际缩率和变形量调节叶片蜡模扭角角度，根据实际变形量调节扭转尺寸，从而有效控制导向器铸件流道面积尺寸，确保导向器铸件尺寸精度符合要求，提高了导向器铸件的尺寸精度和合格率；且采用旋转式定位组装，操作方便，提高了蜡模组装效率，进而提高了企业生产效益，并且可以适用于不同规格的环状铸件的蜡模组装。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体示意图；

图2为本发明的部分结构立体剖面示意图；

图3为本发明的定位组件立体示意图；

图4为本发明的分度盘立体示意图；

图5为本发明的叶片六点定位组件立体示意图；

图6为本发明的支撑块的一个视角立体示意图；

图7为本发明中图6的剖面示意图；

图8为本发明中图6的另一个视角立体示意图；

图9为本发明中图6的部分结构立体示意图；

图10为本发明中图9的六点定位分布示意图；

图11为本发明的叶片蜡模支撑定位一个视角立体示意图；

图12为本发明的叶片蜡模支撑定位另一个视角立体示意图；

图13为本发明的内环固定器立体剖面示意图；

图14为本发明的整体结构与叶片蜡模组装立体示意图；

图15为本发明的内环蜡模与叶片蜡模分模立体示意图；

图16为本发明的导向器零件的流道示意图。

图中：1、底盘体；2、圆柱；3、中轴杆；4、分度盘；5、定位槽；6、定位组件；61、插杆件；611、上杆；612、下杆；613、限位板；62、弹簧；63、轴座；64、压柄；65、限位盘；7、叶片六点定位组件；71、底筒座；711、转杆；712、把手；713、偏心轮；714、插拔销；715、限位杆；716、定位杆；717、直槽口；72、支撑块；721、深槽；722、角度标记线；723、锁紧螺栓；724、通槽；73、定位柱一；74、定位块；75、槽体；76、叶片扭角调节装置；761、升降柱；762、六角螺母；763、定位柱二；8、内环固定器；81、下环件；82、上环件；83、环形槽；9、下环板；10、上环板；11、环形滑道；12、平衡球；13、底槽；14、螺纹座；15、调节丝杆；16、内环蜡模；17、叶片蜡模。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1、2、4所示，航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装，包括底盘体1，底盘体1的底面通过圆柱2插接固定在工作台上，圆柱2为环形阵列设置，底盘体1的顶面中部固定连接中轴杆3，所述中轴杆3上转动连接分度盘4，分度盘4的下端面设有若干环形阵列分布的定位槽5，定位槽5的数量与单个叶片蜡模17的数量一致，并且在底盘体1上安装与定位槽5配合插接的定位组件6，即分度盘4每旋转到一个定位槽5，就组装一个叶片蜡模17，同时为了保证分度盘4的旋转稳定性，在底盘体1的上端面固定连接下环板9，所述分度盘4的下端面固定连接上环板10，所述上环板10和下环板9的相对侧面均设有环形滑道11，两个环形滑道11之间设置平衡球12，通过平衡球12保持了分度盘4旋转时的稳定性，并且为了方便分度盘4旋转角度，在分度盘4的上顶面设置与定位槽5对应的分度线，为了放置叶片蜡模17，在分度盘4上安装叶片六点定位组件7，在中轴杆3的上端固定连接内环固定器8，叶片六点定位组件7上放置叶片蜡模17，内环固定器8用于固定内环蜡模16，旋转分度盘4，实现叶片蜡模17与内环蜡模16的拼装组合。

如图2-4所示，定位组件6包括插杆件61，底盘体1上设有与插杆件61滑动连接的底槽13，插杆件61的底部与底槽13之间通过弹簧62连接，所述底盘体1的侧壁固定连接轴座63，所述轴座63上轴连接压柄64的一端，所述插杆件61包括上杆611和下杆612，所述上杆611的直径小于下杆612的直径且上杆611与定位槽5插接，上杆611与压柄64滑动连接，底盘体1位于底槽13的开口处嵌入安装限位盘65，所述下杆612与限位盘65滑动连接且下杆612的下端设有连为一体的限位板613，在需要对分度盘4旋转时，向下按压压柄64，使得插杆件61向底槽13下部滑动，上杆611脱离定位槽5，旋转到一定位置后松开压柄64，使得上杆611插入到定位槽5，实现对分度盘4的固定。

如图5所示，该叶片六点定位组件7包括底筒座71，所述底筒座71内滑动连接支撑块72，根据叶片蜡模17的结构数据，在支撑块72上固定连接两个定位柱一73和定位块74，两个定位柱一73上开设与叶片蜡模17配合的槽体75，如图10所示，在两个槽体75的垂面上形成X方向上的两个定位点A1、A2，在两个槽体75的水平面上形成Y方向上的两个定位点B1、B2，在定位块74的端面形成Z方向上的定位点C，支撑块72上还设有叶片扭角调节装置76，作为Y方向的定位点B3，如图11、12所示，通过定位点A1、A2、定位点B1、B2和定位点C，对叶片蜡模17进行定位放置，通过调节叶片扭角调节装置76上的定位点B3定位叶片蜡模17扭角尺寸。

如图6、9所示，该叶片扭角调节装置76包括升降柱761，升降柱761的下部外侧为螺纹结构，支撑块72上开设有与升降柱761配合的深槽721，升降柱761的下部分侧壁与深槽721螺纹连接，升降柱761的顶面固定连接六角螺母762，六角螺母762上固定连接定位柱二763，定位柱二763的端部即为Y方向上的定位点B3，顺时针或逆时针旋转六角螺母762，实现自动升降定位柱二763，从而实现调节定位点B3的高度，而升降柱761与深槽721为螺纹连接，根据螺纹结构的牙距尺寸计算出旋转一圈360°可升降的尺寸，在本例中计算的旋转一圈可升或降0.27mm，为了精确旋转的角度，在支撑块72的上端面位于深槽721的外侧开设有角度标记线722，可以根据角度标记线722旋转小角度，并且为了保证升降柱761的稳定性，在支撑块72的侧面设有用于固定升降柱761的锁紧螺栓723。

如图5-8所示，为了方便对支撑块72进行升降调节，在支撑块72靠近下端的侧面设有通槽724，底筒座71上转动连接穿过通槽724的转杆711，转杆711端部固定连接把手712，转杆711位于通槽724内固定连接偏心轮713，通过旋转转杆711利用偏心轮713对支撑块72进行支撑调节，同时为了保证支撑块72的稳定性，在底筒座71的侧壁与支撑块72之间连接有插拔销714，支撑块72上设有与插拔销714配合插接的销孔，插拔销714插入到销孔内固定支撑块72，同时为了控制转杆711的旋转角度，在转杆711的侧壁固定连接限位杆715，底筒座71位于转杆711的两侧固定连接定位杆716，转杆711旋转时，限位杆715与两侧的定位杆716触碰，实现快速精确的高度升降调节。

如图1、5所示，为了方便对叶片六点定位组件7朝向分度盘4中部运动，在分度盘4上固定连接螺纹座14，螺纹座14上螺纹连接调节丝杆15，调节丝杆15的端部与底筒座71限位活动连接，底筒座71的两侧设有直槽口717，螺栓穿过直槽口717与分度盘4固定连接，在需要对叶片六点定位组件7移动时，松开螺栓，拧动调节丝杆15，对叶片六点定位组件7进行移动调节，移动范围为螺栓在直槽口717的可移动范围，移动调节完成后，通过螺栓拧紧固定。

如图13所示，内环固定器8包括下环件81和上环件82，下环件81的侧壁向上凸起一部分，并在下环件81的侧壁形成与导向器内环蜡模16相配合的环形槽83，环形槽83内放置内环蜡模16，同时为了方便叶片蜡模17的粘接，环形槽83的槽深大于内环蜡模16的壁厚，把上环件82与下环件81采用可拆卸连接且上环件82与导向器内环蜡模16的上顶面贴合，对内环蜡模16的顶面限位压接。

通过叶片六点定位组件7能够调节控制叶片蜡模17的扭角尺寸，可以根据铸件的实际缩率和变形量调节叶片蜡模扭角角度，可根据实际变形量调节扭转尺寸，从而有效控制导向器铸件流道面积尺寸，确保导向器铸件尺寸精度符合要求，提高了导向器铸件的尺寸精度和合格率；且采用旋转式定位组装，操作方便，提高了蜡模组装效率，进而提高了企业生产效益，并且可以适用于不同规格的环状铸件的蜡模组装。

实施例2

一种基于航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装的组合方法，包括如下步骤：

导向器零件分模：在蜡模制备之前把导向器零件分为内环和若干个相同结构的单个叶片，如图15所示，单个叶片的切面线均通过内环的中轴线，同时为了能够保证粘合强度，单个叶片的切面结构均为弧形结构；

蜡模制备：根据导向器零件的分模结构，分别制备单个叶片蜡模17和内环蜡模16；

蜡模组装：如图11-14所示，把内环蜡模16固定在内环固定器8上，根据单个叶片蜡模17尺寸调节叶片六点定位组件7，把单个叶片蜡模17放置到调节好的叶片六点定位组件7上，调节后的叶片六点定位组件7能够保证叶片蜡模17扭角需求，然后用液体蜡把叶片蜡模17与内环蜡模16粘接在一起，旋转分度盘4，依次粘接其余叶片蜡模17；

蜡模修整：组合完整后的蜡模用液态蜡对拼接缝隙修补，完成蜡模组装。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装，包括底盘体，其特征在于：所述底盘体的底面通过圆柱固定在工作台上，所述底盘体的顶面中部固定连接中轴杆，所述中轴杆上转动连接分度盘，所述分度盘上安装叶片六点定位组件，所述叶片六点定位组件包括底筒座，所述底筒座内滑动连接支撑块，所述支撑块上固定连接两个定位柱一和定位块，两个定位柱一上开设有与叶片蜡模配合的槽体，所述支撑块上还设有叶片扭角调节装置，所述叶片扭角调节装置包括升降柱，所述升降柱的下部外侧为螺纹结构，所述支撑块上开设有与升降柱配合的深槽，所述升降柱的下部分侧壁与深槽螺纹连接，升降柱的顶面固定连接六角螺母，所述六角螺母上固定连接定位柱二，所述支撑块的上端面位于深槽的外侧开设有角度标记线，所述支撑块的侧面设有用于固定升降柱的锁紧螺栓，所述中轴杆的上端固定连接内环固定器，所述分度盘下端面设有若干环形阵列分布的定位槽，所述底盘体上安装与定位槽配合插接的定位组件。

2.根据权利要求1所述的航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装，其特征在于：所述底盘体的上端面固定连接下环板，所述分度盘的下端面固定连接上环板，所述上环板和下环板的相对侧面均设有环形滑道，两个环形滑道之间设置平衡球。

3.根据权利要求1所述的航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装，其特征在于：所述支撑块靠近下端的侧面设有通槽，所述底筒座上转动连接穿过通槽的转杆，所述转杆端部固定连接把手，所述转杆位于通槽内固定连接偏心轮，所述底筒座的侧壁与支撑块之间连接有插拔销，所述支撑块上设有与插拔销配合插接的销孔。

4.根据权利要求3所述的航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装，其特征在于：所述转杆的侧壁固定连接限位杆，所述底筒座位于转杆的两侧固定连接定位杆。

5.根据权利要求1所述的航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装，其特征在于：所述分度盘上固定连接螺纹座，所述螺纹座上螺纹连接调节丝杆，所述调节丝杆的端部与底筒座限位活动连接，所述底筒座的两侧设有直槽口，所述底筒座通过直槽口与分度盘栓接。

6.根据权利要求1所述的航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装，其特征在于：所述内环固定器包括下环件和上环件，所述下环件的侧壁设有与导向器内环蜡模配合的环形槽，所述上环件与下环节之间可拆卸连接且上环件与导向器内环蜡模的上顶面贴合限位。

7.根据权利要求1所述的航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装，其特征在于：所述定位组件包括插杆件，所述底盘体上设有与插杆件滑动连接的底槽，所述插杆件的底部与底槽之间通过弹簧连接，所述底盘体的侧壁固定连接轴座，所述轴座上轴连接压柄，所述插杆件包括上杆和下杆，所述上杆的直径小于下杆的直径且上杆与定位槽插接，所述上杆与压柄滑动连接，所述底盘体位于底槽的开口处嵌入安装限位盘，所述下杆与限位盘滑动连接且下杆的下端设有连为一体的限位板。

8.基于权利要求1-7任意一种所述航空航天发动机导向器叶片蜡模组合工装的组合方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）导向器零件分模：在蜡模制备之前把导向器零件分为内环和若干个相同结构的单个叶片；

2）蜡模制备：根据导向器零件的分模结构，分别制备单个叶片蜡模和内环蜡模；

3）蜡模组装：把内环蜡模固定在内环固定器上，根据单个叶片蜡模尺寸调节叶片六点定位组件，把单个叶片蜡模放置到调节好的叶片六点定位组件上，调节后的叶片六点定位组件能够保证叶片蜡模扭角需求，然后用液体蜡把叶片蜡模与内环蜡模粘接在一起，旋转分度盘，依次粘接其余叶片蜡模；

4）蜡模修整：组合完整后的蜡模用液态蜡对拼接缝隙修补，完成蜡模组装。

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