CN115194594A - 一种用于燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的夹具及磨削方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工领域，具体涉及用于一种燃气涡轮导向叶片扇形件(简称导向叶片)下缘板排气边磨削的夹具及使用此夹具磨削导向叶片下橼板排气边的方法。本发明指出通过使用以磨削代替车削的方法来解决传统切削加工中刀具磨损快、废品率高以及加工成本高等问题。夹具包括导向叶片定位部件与各支撑、连接、固定部件。磨削方法具体按以下步骤进行：一、夹具的安装与导向叶片的定位；二、调整夹具与机床坐标系的相对位置；三、对导向叶片加工部分进行高速往复式磨削。本发明能够保证对导向叶片下橼板排气边部分进行高精度的磨削加工，极大的提高了磨削效率与加工质量。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及一种用于燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的夹具及使用此夹具磨削燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边的方法。
背景技术
在工厂现有实际加工中，燃气涡轮导向叶片扇形件缘板加工工艺主要为车削加工，但是，扇形件所采用的制造材料是典型的难加工材料，所以刀具在车削时会存在切屑粘附严重、刀具磨损剧烈以及报废率高等问题，同时也会造成工件表面完整性差以及摩擦程度不同；此外，对燃气涡轮导向叶片橼板的加工实际上是对单个扇形件的加工，在加工完成后通过组装的方法将若干个导向叶片扇形件组装成一个完整的圆盘，但是，单个扇形件仍然为不规则结构，扇形件圆周两侧为倾斜面，无有效的定位面，因此，无法采用现有夹具对扇形件进行装夹、加工。
针对上述问题，我方研发出一种针对燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的磨削夹具以及使用此夹具磨削的磨削方法。
发明内容
本发明的目的在于为了解决上述问题而提供一种用于燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的磨削夹具及磨削方法。
一种用于燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的夹具，其特征在于用于燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的夹具包括叶片定位部件与各支撑、连接、固定部件。
叶片定位部件包括：左定位块、右V型压块、上限位块。
各支撑、连接、固定部件包括：左垫块、右垫块、左垫块压板、右垫块压板、左垫块压板压紧螺钉、右垫块压板压紧螺钉、上底板、下底板、螺钉M6、螺钉M8、螺钉M10。
利用本发明用于燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的夹具磨削导向叶片扇形件的方法按以下步骤实现：
一、夹具的安装与导向叶片的定位：将下底板与上底板连接并固定；将左定位块与上限位块分别装入上底板对应的安装孔内并固定；将待加工燃气涡轮导向叶片扇形件上橼板侧面部分与下橼板进气边部分置于上底板凹槽内，调整导向叶片扇形件的位置，使导向叶片扇形件圆周方向上的侧面与左定位块V型面重合，并且使导向叶片扇形件上橼板顶部圆弧面部分与上限位块接触；在导向叶片扇形件圆周方向的另一面插入右V型压块并固定；调整左垫块与右垫块相对于导向叶片扇形件的位置，安装左垫块压板与右垫块压板，使其分别覆盖导向叶片扇形件上橼板部分与叶片部分，并插入左垫块压板压紧螺钉与右垫块压板压紧螺钉用以固定。
二、调整夹具与机床坐标系的相对位置：将夹具安装在机床工作台上，在上底板顶面不同位置测量3个点的坐标，调整机床的工作台，使得上底板顶面调平；然后，使用机床三坐标测量功能测量上限位块下测端面，建立x轴，测量左侧端面，建立y轴，测量上底板顶面位置，建立z轴起点；调整夹具位姿，使得工件坐标系方向与机床坐标系方向一致。
三、磨削方法：对待加工燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边部分进行高速往复式磨削。
与现有车削加工技术相比，本发明的有益效果是：(一)此磨削方法可对导向叶片下橼板排气边的指定加工部位进行高精度的磨削加工，避免出现加工后叶片表面出现严重质量问题或者表面摩擦系数不同等问题；(二)此夹具对于导向叶片的定位更加精确，固定操作更加简洁方便；(三)此方法解决了传统车削加工中刀具磨损快、刀具使用寿命短以及报废率低等问题。
附图说明
图1是燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削夹具(安装叶片扇形件)的整体示意图
图2是燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削夹具(安装叶片扇形件)的主视图
图3是燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削夹具(安装叶片扇形件)的侧视图
图4是燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削夹具(安装叶片扇形件)的底部向视图
图5是单层钎焊CBN杯型砂轮的剖视图
图中：1、待加工燃气涡轮导向叶片扇形件；2、右垫块；3、右垫块压板；4、右V型压块；5、左定位块；6、左垫块压板；7、左垫块；8、上限位块；9、下底板；10、上底板；11、右垫块压板压紧螺钉；12、左垫块压板压紧螺钉；101、螺钉M6；102、螺钉M10；103、螺钉M8；201、待加工燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边加工部分。
具体实施方式
下面结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
具体实施方式一：用于燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的夹具具体包括：待加工燃气涡轮导向叶片扇形件、右垫块、右垫块压板、右V型压块、左定位块、左垫块压板、左垫块、上限位块、下底板、上底板、右垫块压板压紧螺钉、左垫块压板压紧螺钉、螺钉M6、螺钉M10、螺钉M8。
本实施方式中，叶片的定位部件包括左定位块、右V型压块、上限位块，其余部件为各支撑、连接、固定部件。
本实施方式中，上底板的直径为145mm，加工厚度为14±0.1mm，表面粗糙度应小于Ra 0.8μm；加工时首先使用磨削的方法磨削上底板两个端面，使其厚度表面粗糙度达到相应尺寸与精度要求，然后使用慢走丝电火花线切割技术在上底板的左端与上端切割出2个高精度的定位孔；其中左侧的定位孔用于安装左定位块，顶部的定位孔用于安装上限位块。
本实施方式中，左定位块与上限位块均采用慢走丝电火花线切割技术加工而成，精度极高，用于导向叶片的高精度定位；其中，左定位块右端面为V型，将左定位块安装在上底板对应的安装孔后，定位块与上底板表面形成了角度为57.12°的夹角，与扇形件圆周方向上的侧边夹角角度一致，用于使导向叶片的左端与定位块准确贴合。
具体实施方式二：针对燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边部分的加工需求，本方案提出使用一种特殊磨削砂轮——单层钎焊CBN杯型砂轮；此砂轮在磨削加工中线速度极高，可以明显提高材料去除率，同时降低加工过程中的磨削力，在减少磨削热的同时，提高加工质量，并且可以延长刀具使用寿命。
具体实施方式三：本实施方式中使用用于燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的夹具磨削导向叶片扇形件的方法具体按以下步骤进行：
一、夹具的安装与导向叶片的定位：将下底板与上底板连接并使用螺钉M8与螺钉M10进行固定；将左定位块与上限位块分别装入上底板对应的安装孔内并用螺钉M6固定；将待加工燃气涡轮导向叶片扇形件上橼板侧面部分与下橼板进气边部分置于上底板凹槽内，调整导向叶片扇形件的位置，使导向叶片扇形件圆周方向上的侧面与左定位块V型面重合，并且使导向叶片扇形件上橼板顶部圆弧面部分与上限位块接触；在导向叶片扇形件圆周方向的另一面插入右V型压块压紧叶片并用螺钉M6固定；调整左垫块与右垫块相对于导向叶片扇形件的位置，安装左垫块压板与右垫块压板，使其分别覆盖导向叶片扇形件上橼板部分与叶片部分，并插入左垫块压板压紧螺钉与右垫块压板压紧螺钉用以固定。
二、调整夹具与机床坐标系的相对位置：将夹具安装在机床工作台上，在上底板顶面不同位置测量3个点的坐标，调整机床的工作台，使得上底板顶面调平；然后，使用机床三坐标测量功能测量上限位块下测端面，建立x轴，测量左侧端面，建立y轴，测量上底板顶面位置，建立z轴起点；调整夹具位姿，使得工件坐标系方向与机床坐标系方向一致。
三、磨削方法：使用特殊磨削砂轮——单层钎焊CBN杯型砂轮，将砂轮置于下橼板排气边加工位置，并控制砂轮转速为2000n/min，对待加工燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边部分进行高速往复式磨削，直至磨至要求尺寸与精度。
Claims (6)
1.用于燃气涡轮导向叶片扇形件下橼板排气边磨削的夹具，其特征在于用于导向叶片下橼板排气边磨削的夹具具体包括待加工燃气涡轮导向叶片扇形件(1)、叶片定位部件以及各支撑、连接、固定部件。
2.根据权利要求1所述的用于导向叶片下橼板排气边磨削的夹具，其特征在于叶片的定位部件具体包括：右V型压块(4)、左定位块(5)、上限位块(8)。
3.根据权利要求1所述的用于导向叶片下橼板排气边磨削的夹具，其特征在于各支撑、连接、固定部件具体包括：右垫块(2)、右垫块压板(3)、左垫块压板(6)、左垫块(7)、下底板(9)、上底板(10)、右垫块压板压紧螺钉(11)、左垫块压板压紧螺钉(12)、螺钉M6(101)、螺钉M10(102)、螺钉M8(103)。
4.根据权利要求2、3所述的用于导向叶片下橼板排气边磨削的夹具，其特征在于上底板(10)的直径为145mm，加工厚度为14±0.1mm，表面粗糙度应小于Ra0.8μm；加工时首先使用磨削的方法磨削上底板两个端面，使其厚度表面粗糙度达到相应尺寸与精度要求，然后使用慢走丝电火花线切割技术在上底板(10)的左端与上端切割出2个高精度的定位孔；其中左侧的定位孔用于安装左定位块(5)，顶部的定位孔用于安装上限位块(8)。
5.根据权利要求2、3所述的用于导向叶片下橼板排气边磨削的夹具，其特征在于左定位块(5)与上限位块(8)均采用慢走丝电火花线切割技术加工而成，精度极高，用于导向叶片的高精度定位；其中，左定位块(5)右端面为V型，将左定位块(5)安装在上底板(10)对应的安装孔后，定位块与上底板(10)表面形成了角度为57.12°的夹角，与扇形件圆周方向上的侧边夹角角度一致，用于使导向叶片的左端与定位块准确贴合。
6.利用如权利要求1所述的用于导向叶片下橼板排气边磨削的夹具磨削导向叶片下橼板排气边的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、夹具的安装与导向叶片的定位：将下底板(9)与上底板(10)连接并固定；将左定位块(5)与上限位块(8)分别装入上底板(10)对应的安装孔内并固定；将待加工燃气涡轮导向叶片扇形件(1)上橼板侧面部分与下橼板进气边部分置于上底板(10)凹槽内，调整导向叶片扇形件的位置，使导向叶片扇形件圆周方向上的侧面与左定位块(5)V型面重合，并且使导向叶片扇形件上橼板顶部圆弧面部分与上限位块(8)接触；在导向叶片扇形件圆周方向的另一面插入右V型压块(4)并固定；调整左垫块(7)与右垫块(2)相对于导向叶片扇形件的位置，安装左垫块压板(3)与右垫块压板(6)，使其分别覆盖导向叶片扇形件上橼板部分与叶片部分，并插入左垫块压板压紧螺钉(12)与右垫块压板压紧螺钉(11)用以固定。
二、调整夹具与机床坐标系的相对位置：将夹具安装在机床工作台上，在上底板(10)顶面不同位置测量3个点的坐标，调整机床的工作台，使得上底板(10)顶面调平；然后，使用机床三坐标测量功能测量上限位块(8)下测端面，建立x轴，测量左侧端面，建立y轴，测量上底板(10)顶面位置，建立z轴起点；调整夹具位姿，使得工件坐标系方向与机床坐标系方向一致。
三、磨削方法：对待加工燃气涡轮导向叶片扇形件(1)下橼板排气边部分(201)进行高速往复式磨削。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20221018 |