CN208087680U - 一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，包括底座，所述底座上均布有若干个卡槽，所述卡槽的形状与叶片枞树形榫头的形状相配合；本实用新型设计的装夹工装只将叶片的榫头朝下插入卡槽放置，仅榫头两侧与工装接触，叶身无遮挡，超声波清洗时叶身各表面均可充分清洁，高温热处理时与工装无相互污染，同时叶身各表面的受热方式一致，可显著改善零件表面涂层的外观差异；同时，由于榫头的结构强度优于缘板和叶尖，高温热处理时以榫头为支撑点可降低零件变形风险；本工装的使用，避免了叶片涂层在热处理过程中的接触点蚀，热处理后表面颜色均匀一致。使用该工装生产效率可成倍提高。

Description

一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装

技术领域

本实用新型属于真空热处理技术领域，具体涉及一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装。

背景技术

现有航空发动机涡轮叶片多为具有复杂内腔结构的高温合金空心叶片，为满足此类叶片在高温燃气环境下的使用要求，通常对叶身内腔及外表面涂覆涂层以提高其抗氧化、防腐蚀性能，并通过后续真空热处理来提高涂层与基体的结合强度。目前生产中通常采用真空热处理通用工装——料筐对涂层后叶片进行超声波清洗和真空热处理，叶盆朝下平铺于框内。该装夹方式存在以下问题：1.叶盆朝下与工装近距离接触，超声波清洗时叶背清洗程度优于叶盆，且真空热处理时叶盆易与工装相互污染，从而导致叶身两侧涂层外观出现差异；2.叶片平铺放置，内腔复杂通道内清洗溶剂不易流出，残留水分影响热处理时抽真空速率，对设备造成不良影响；3.叶片平铺时由尺寸很薄的缘板或叶尖为支撑点，高温热处理(＞1000℃)过程中易出现叶片变形。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，解决了通用工装料筐对涂层后叶片进行超声波清洗和真空热处理进行装夹，导致叶身两侧涂层外观出现差异、叶片变形的缺陷。

本实用新型提供的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，包括底座，所述底座上均布有若干个卡槽，所述卡槽的形状与叶片枞树形榫头的形状相配合。

优选地，所述卡槽的顶部开设有通孔。

优选地，所述卡槽呈阵列式结构均布在底座上。

优选地，底座为长方形结构，在其四角开设有第一安装孔，第一安装孔为圆形结构，且圆形结构的外侧壁上设置有两个对称布置的内陷结构。

优选地，底座上设置有支架，所述支架包括支撑杆、第一侧板和第二侧板，其中，第一侧板和第二侧板均设置有两个，同时，第一侧板和第二侧板交替布置在底座上；第一侧板、第二侧板和底座之间通过支撑杆连接。

优选地，第一侧板底部的两端和中间位置均开设有第二安装孔；第二侧板底部的两端均开设有第二安装孔。

优选地，第一侧板的底部与底座相接触；第二侧板的顶部与底座相接触；支撑杆依次穿过第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔，将底座、第一侧板和第二侧板连接成一个整体结构。

优选地，支撑杆的一端设置有两组互相平行布置的凸台机构，每组凸台机构包括两个对称布置的凸台，所述凸台与第一安装孔上的内陷结构相配合；同时，两组凸台机构之间的距离大于第一安装孔的深度。

优选地，支撑杆的横截面为正六边形结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，包括底座，所述底座上均布有若干个卡槽，所述卡槽的形状与叶片枞树形榫头的形状相配合；本实用新型设计的装夹工装只将叶片的榫头朝下插入卡槽放置，仅榫头两侧与工装接触，叶身无遮挡，超声波清洗时叶身各表面均可充分清洁，高温热处理时与工装无相互污染，同时叶身各表面的受热方式一致，可显著改善零件表面涂层的外观差异；同时，由于榫头的结构强度优于缘板和叶尖，高温热处理时以榫头为支撑点可降低零件变形风险；本工装的使用，避免了叶片涂层在热处理过程中的接触点蚀，热处理后表面颜色均匀一致。使用该工装生产效率可成倍提高。

进一步的，榫头外端分布有与内腔气流通道相通的气孔，因此在清洗时进入叶片内腔的清洗剂可以顺利流出，减少残留水分对工艺和设备的影响。

进一步的，将卡槽设计成阵列式结构，一方面，可以使叶片的装载量最大化，另一方面，叶片与叶片之间可以相互支撑，使叶片在工装上的更加稳定。

进一步的，工装采用分体式设计，便于生产中的维护和维修。工装可自由组合为两层或三层，便于根据设备尺寸和生产任务量灵活使用。该工装操作简易，使用方便，可反复使用。

附图说明

图1a是底座的俯视图；

图1b是底座的主视图；

图2是叶片安装后的俯视图；

图3a是第一侧板的俯视图；

图3b是第一侧板的主视图；

图4a是第二侧板的俯视图；

图4b是第三侧板的主视图；

图5a是支撑杆的俯视图；

图5b是A-A剖视图；

图5c是B-B剖视图

图6是叶片安装示意图；

其中，1、底座 2、支撑杆 3、卡槽 4、通孔 5、第一侧板 6、第二侧板 201、第一安装孔 202、内陷结构 501、第二安装孔 502、第一工艺孔 601、第三安装孔 602、第二工艺孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。

如图1a和图1b所示，本实用新型提供的一种用于带涂层复杂型腔涡轮叶片的装夹工装，该装夹工装用于所述涡轮叶片的超声波清洗和真空热处理，包括底座1、侧板和支撑杆2，其中，底座1上开设有若干个卡槽3，所述卡槽3的形状与叶片枞树形榫头的形状相配合，同时，卡槽3的底部开设有通孔4。

卡槽3呈阵列式结构均布在底座1上。该排布方式根据涡轮叶片结构设计，在该方式下，当叶片榫头卡入卡槽3后，叶片的缘板与缘板之间紧密贴合，如图2所示；一方面，可以使叶片的装载量最大化，另一方面，叶片与叶片之间可以相互支撑，使叶片在工装上的更加稳定。

底座1为长方形结构，在其四角开设有第一安装孔101，第一安装孔101为圆形结构，且圆形结构的外侧壁上设置有两个对称布置的内陷结构102。

工装可自由组合为两层或三层，通过安装在底座1上的支架起到支撑作用。

所述支架包括支撑杆2、第一侧板5和第二侧板6，其中，第一侧板5和第二侧板6均设置有两个，同时，第一侧板5和第二侧板6交替布置在底座1上；第一侧板5、第二侧板6和底座1之间通过支撑杆2连接。

具体地，如图3a、图3b、图4a和图4b所示，第一侧板5底部的两端和中间位置均开设有第二安装孔501，同时，第一侧板5的侧面均布有若干个第一工艺孔502；

第二侧板6底部的两端均开设有第三安装孔601，同时，第二侧板的侧面均布有若干个第二工艺孔602。

在安装时，第一侧板5的底部与底座1相接触；第二侧板6的顶部与底座1相接触，第一安装孔101、第二安装孔501和第三安装孔601依次接触。

第一工艺孔502和第二工艺孔602，是为了减轻整个工装的重量。

如图5a至图5c，支撑杆2的横截面为正六边形结构，防止支撑杆2在使用过程中随意转动，导致工装不稳定。

支撑杆2的一端设置有两组互相平行布置的凸台机构，每组凸台机构包括两个对称布置的凸台201，所述凸台201与第一安装孔101上的内陷结构102相配合；同时，两组凸台机构之间的距离大于第一安装孔101的深度。

在使用时，支撑杆2上插入第一安装孔101中，当处于下方的一组凸台机构伸出第一安装孔101时，通过转动支撑杆2使两组凸台机构卡装在内陷结构102上，防止支撑杆2上下位移。

支撑杆2依次穿过第一安装孔101、第二安装孔102和第三安装孔103，将底座1、第一侧板5和第二侧板6连接成一个整体的料框式支架。

在料框式支架上向上重叠最多三层底座，以满足大装载量要求。

在组合安装时，对了整个装夹工装的稳定性，两个第一侧板5之间通过第三侧板连接，其中，第三侧板与第二侧板6互相平行布置，且与第二侧板6的结构相同。

在工作时：

如图5所示，将叶片榫头朝下插入卡槽3内放置，仅榫头两侧与卡槽3的侧壁接触，叶身无遮挡，通过缘板相互依靠提供一定的支撑力，不需要专门去支撑叶身，且叶身有涂层，不应该与其他物品接触。

超声波清洗时叶身各表面均可充分清洁，高温热处理时与工装无相互污染，同时叶身各表面的受热方式一致，可显著改善零件表面涂层的外观差异；

卡槽内的通孔与内腔气流通道相通，且卡槽内的通孔的孔径最大，因此清洗时进入叶片内腔的清洗剂可以顺利流出，减少残留水分对工艺和设备的影响；榫头的结构强度优于缘板和叶尖，高温热处理时以榫头为支撑点可降低零件变形风险。

有益效果：工装采用分体式设计，便于生产中的维护和维修。工装可自由组合为两层或三层，便于根据设备尺寸和生产任务量灵活使用。该工装操作简易，使用方便，可反复使用，对于具有类似榫头结构的各类叶片的超声波清洗和真空热处理均适用。本工装的使用，避免了叶片涂层在热处理过程中的接触点蚀，热处理后表面颜色均匀一致。使用该工装生产效率可成倍提高。

实施例

涡轮叶片涂覆涂层后采用此工装经超声波清洗，在1050℃保温2小时真空扩散热处理后，表面颜色均匀一致，符合验收标准。

Claims (9)

1.一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)上均布有若干个卡槽(3)，所述卡槽(3)的形状与叶片枞树形榫头的形状相配合。

2.根据权利要求1所述的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，其特征在于：所述卡槽(3)的顶部开设有通孔(4)。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，其特征在于：所述卡槽(3)呈阵列式结构均布在底座(1)上。

4.根据权利要求1所述的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，其特征在于：底座(1)为长方形结构，在其四角开设有第一安装孔(101)，第一安装孔(101)为圆形结构，且圆形结构的外侧壁上设置有两个对称布置的内陷结构(102)。

5.根据权利要求1所述的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，其特征在于：底座(1)上设置有支架，所述支架包括支撑杆(2)、第一侧板(5)和第二侧板(6)，其中，第一侧板(5)和第二侧板(6)均设置有两个，同时，第一侧板(5)和第二侧板(6)交替布置在底座(1)上；第一侧板(5)、第二侧板(6)和底座(1)之间通过支撑杆(2)连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，其特征在于：第一侧板(5)底部的两端和中间位置均开设有第二安装孔(501)；第二侧板(6)底部的两端均开设有第三安装孔(601)。

7.根据权利要求6所述的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，其特征在于：第一侧板(5)的底部与底座(1)相接触；第二侧板(6)的顶部与底座(1)相接触；支撑杆(2)依次穿过第一安装孔(101)、第二安装孔(501)和第三安装孔(601)，将底座(1)、第一侧板(5)和第二侧板(6)连接成一个整体结构。

8.根据权利要求5-7任一项所述的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，其特征在于：支撑杆(2)的一端设置有两组互相平行布置的凸台机构，每组凸台机构包括两个对称布置的凸台(201)，所述凸台(201)与第一安装孔(101)上的内陷结构(102)相配合；同时，两组凸台机构之间的距离大于第一安装孔(101)的深度。

9.根据权利要求8所述的一种用于带有涂层复杂型腔涡轮叶片的热处理工装，其特征在于：支撑杆(2)的横截面为正六边形结构。