CN103753443A - 一种涡轮叶片夹具 - Google Patents

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Abstract

一种涡轮叶片夹具。其包括基座、第一移动底座、第二移动底座、伺服气缸、伺服电机、从动端夹头、轴承套、从动端联轴器、主动端夹头和主动端联轴器；本发明优点：通过球头定位杆和带叶形填装块对涡轮叶片进行精准定位及夹持，且填装块能自由拆卸，并可自由加工成所需形状以匹配不同形状涡轮叶片，且球头定位杆能很好地通过点接触来夹持叶片，自适应叶形变化，并且不造成压痕，因此定位更准确、更稳固，方便加工和损坏后更换；轴承套能保证从动端夹头随着主动端夹头转动。第一、第二滑动底座能够随意移动，根据需要夹持的涡轮叶片长短来进行调节，且固定方便。熔覆加工与扫描测绘工具安装台可以实现多自由度调节，达到最优加工和测绘位置。

Description

一种涡轮叶片夹具
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，特别是涉及一种涡轮叶片夹具。
背景技术
涡轮发动机上涡轮的叶片是航空发动机的重要热端部件，其质量好坏直接关系到发动机的性能和飞行安全，由于其价格昂贵，且容易损坏，因此对该部件进行维护是机务维修的关键工作之一。为了保证飞机等飞行器的安全，需要经常对涡轮的叶片进行检测和维修。由于该叶片型面是由一系列二维截面线表示，而截面线又是由一组离散点定义，其点的数据通常是根据空气动力学或流体力学原理经过复杂数值计算及试验修正得到的，因此在测量及维修加工过程中很难实现对叶片的定位和安装，所以获得精确叶片几何模型或精确加工十分困难。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种在维修熔覆加工和扫描测量时能更方便地对涡轮叶片进行安装定位的涡轮叶片夹具。
为了达到上述目的，本发明提供的涡轮叶片夹具包括基座、第一移动底座、第二移动底座、伺服气缸、伺服电机、从动端夹头、轴承套、从动端联轴器、主动端夹头和主动端联轴器；其中基座水平设置，其表面前后两侧部位分别凹陷形成有一条纵向滑道；第一移动底座以能够在基座上滑道移动的方式设置在基座表面一端；第二移动底座以能够在基座上滑道移动的方式设置在基座表面另一端；伺服气缸安装在第一移动底座的表面，伺服电机安装在第二移动底座的表面，并且伺服气缸上的活塞杆与伺服电机上的输出轴相对设置且轴向中心位于同一条水平线上；从动端夹头通过轴承套和从动端联轴器固定在伺服气缸上的活塞杆外端；主动端夹头通过主动端联轴器固定在伺服电机的输出轴外端。
所述的从动端夹头和主动端夹头结构相同，均由夹持器、填料块和多个球头定位杆组成；其中夹持器的后部为与伺服电机输出轴或轴承套7连接的固定柱，前部截面呈U字形，并且两侧壁上形成有至少两个带有内螺纹的安装定位孔；填料块设置在夹持器前部的U形槽中，其为长方体形，中部沿固定柱长度方向形成有一个截面与涡轮叶片端部截面形状相同的叶片孔，两侧则分别形成有至少两个与夹持器上安装定位孔相对应的定位螺纹孔，并且定位螺纹孔和叶片孔相连通；球头定位杆包括内六角装卸头、螺杆和双球头；螺杆的后端与内六角装卸头的前端面中部相连，前端面上形成有一个凹槽，螺纹连接在安装定位孔及相对应的定位螺纹孔中；双球头上的一个球头设置在上述螺杆前端的凹槽内，另一个球头位于外部。
所述的涡轮叶片夹具还包括工具安装台、支撑杆和工具夹持器；其中工具安装台以能够沿基座上滑道移动的方式安装在基座中部一侧边缘；支撑杆垂直设置，下端利用锁紧旋钮安装在工具安装台上；工具夹持器的后端铰接在支撑杆的上端，用于放置扫描测绘或熔覆加工装置。
本发明提供的涡轮叶片夹具具有以下优点：通过球头定位杆和带叶形填装块对涡轮叶片进行精准定位及夹持，且填装块能够自由拆卸，并可自由加工成所需形状以匹配不同形状的涡轮叶片，并且球头定位杆能够很好地通过点接触来夹持叶片，自适应叶形变化，并且不造成压痕，因此定位更准确、更稳固，方便加工和损坏后的更换；轴承套能够保证从动端夹头随着主动端夹头转动。第一、第二滑动底座能够随意移动，根据需要夹持的涡轮叶片长短来进行调节，且固定方便。熔覆加工与扫描测绘工具安装台可以实现多自由度调节，达到最优加工和测绘位置。
附图说明
图1为本发明提供的涡轮叶片夹具整体结构示意图。
图2为图1示出的涡轮叶片夹具中夹持器结构示意图。
图3为图1示出的涡轮叶片夹具中填装块结构示意图。
图4为图1示出的涡轮叶片夹具中球头定位杆结构示意图。
图5为图4示出的球头定位杆上双球头结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的涡轮叶片夹具进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的涡轮叶片夹具包括基座1、第一移动底座2、第二移动底座3、伺服气缸4、伺服电机5、从动端夹头6、轴承套7、从动端联轴器8、主动端夹头9和主动端联轴器10；其中基座1水平设置，其表面前后两侧部位分别凹陷形成有一条纵向滑道；第一移动底座2以能够在基座1上滑道移动的方式设置在基座1表面一端；第二移动底座3以能够在基座1上滑道移动的方式设置在基座1表面另一端；伺服气缸4安装在第一移动底座2的表面，伺服电机5安装在第二移动底座3的表面，并且伺服气缸4上的活塞杆与伺服电机5上的输出轴相对设置且轴向中心位于同一条水平线上；从动端夹头6通过轴承套7和从动端联轴器8固定在伺服气缸4上的活塞杆外端；主动端夹头9通过主动端联轴器10固定在伺服电机5的输出轴外端。
如图2—图5所示，所述的从动端夹头6和主动端夹头9结构相同，均由夹持器11、填料块12和多个球头定位杆13组成；其中夹持器11的后部为与伺服电机5输出轴或轴承套7连接的固定柱14，前部截面呈U字形，并且两侧壁上形成有至少两个带有内螺纹的安装定位孔15；填料块12设置在夹持器11前部的U形槽中，其为长方体形，中部沿固定柱14长度方向形成有一个截面与涡轮叶片16端部截面形状相同的叶片孔17，两侧则分别形成有至少两个与夹持器11上安装定位孔15相对应的定位螺纹孔18，并且定位螺纹孔18和叶片孔17相连通；球头定位杆13包括内六角装卸头19、螺杆20和双球头21；螺杆20的后端与内六角装卸头19的前端面中部相连，前端面上形成有一个凹槽，螺纹连接在安装定位孔15及相对应的定位螺纹孔18中；双球头21上的一个球头设置在上述螺杆20前端的凹槽内，另一个球头位于外部。
所述的涡轮叶片夹具还包括工具安装台22、支撑杆23和工具夹持器24；其中工具安装台22以能够沿基座1上滑道移动的方式安装在基座1中部一侧边缘；支撑杆23垂直设置，下端利用锁紧旋钮25安装在工具安装台22上；工具夹持器24的后端铰接在支撑杆23的上端，用于放置扫描测绘或熔覆加工装置。
现将本发明提供的涡轮叶片夹具工作原理阐述如下：首先由工作人员利用移动第一移动底座2和第二移动底座3的方法将从动端夹头6和主动端夹头9之间的距离调整到大于待加工的涡轮叶片16的长度，然后根据涡轮叶片16的截面形状选择具有适宜叶片孔17形状的填料块12，之后在从动端夹头6和主动端夹头9上夹持器11的U形槽内分别放置一块填料块12，之后将涡轮叶片16的一端从位于主动端夹头9上填料块12的叶片孔17外端***到其内部，然后在该夹持器11上的每个安装定位孔15以及填料块12上相对应的定位螺纹孔18中分别安装一个球头定位杆13，直至双球头21的前端抵在涡轮叶片16上而将该端固定住。然后启动伺服气缸4而使其上的活塞杆向外伸出，直至涡轮叶片16的另一端***到从动端夹头6上填料块12的叶片孔17内，然后在该夹持器11上的每个安装定位孔15以及填料块12上相对应的定位螺纹孔18中分别安装一个球头定位杆13，直至双球头21的前端抵在涡轮叶片16上而将该端固定住。在加工前或加工过程中，如果涡轮叶片16的角度不适宜操作，可利用伺服电机5通过从动端夹头6和主动端夹头9带动涡轮叶片16旋转至适宜的角度，这样就可以利用工具夹持器24上的扫描测绘或熔覆加工装置进行操作了。
虽然已经结合具体实施例对本发明进行了描述，然而可以理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进或替换。尤其是，只要不存在结构上的冲突，各实施例中的特征均可相互结合起来，所形成的组合式特征仍属于本发明的范围内。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (3)

1.一种涡轮叶片夹具，其特征在于：其包括基座（1）、第一移动底座（2、第二移动底座（3）、伺服气缸（4）、伺服电机（5）、从动端夹头（6）、轴承套（7）、从动端联轴器（8）、主动端夹头（9）和主动端联轴器（10）；其中基座（1）水平设置，其表面前后两侧部位分别凹陷形成有一条纵向滑道；第一移动底座（2）以能够在基座（1）上滑道移动的方式设置在基座（1）表面一端；第二移动底座（3）以能够在基座（1）上滑道移动的方式设置在基座（1）表面另一端；伺服气缸（4）安装在第一移动底座（2）的表面，伺服电机（5）安装在第二移动底座（3）的表面，并且伺服气缸（4）上的活塞杆与伺服电机（5）上的输出轴相对设置且轴向中心位于同一条水平线上；从动端夹头（6）通过轴承套（7）和从动端联轴器（8）固定在伺服气缸（4）上的活塞杆外端；主动端夹头（9）通过主动端联轴器（10）固定在伺服电机（5）的输出轴外端。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶片夹具，其特征在于：所述的从动端夹头（6）和主动端夹头（9）结构相同，均由夹持器（11）、填料块（12）和多个球头定位杆（13）组成；其中夹持器（11）的后部为与伺服电机（5）输出轴或轴承套（7）连接的固定柱（14），前部截面呈U字形，并且两侧壁上形成有至少两个带有内螺纹的安装定位孔（15）；填料块（12）设置在夹持器（11）前部的U形槽中，其为长方体形，中部沿固定柱（14）长度方向形成有一个截面与涡轮叶片（16）端部截面形状相同的叶片孔（17），两侧则分别形成有至少两个与夹持器（11）上安装定位孔（15）相对应的定位螺纹孔（18），并且定位螺纹孔（18）和叶片孔（17）相连通；球头定位杆（13）包括内六角装卸头（19）、螺杆（20）和双球头（21）；螺杆（20）的后端与内六角装卸头（19）的前端面中部相连，前端面上形成有一个凹槽，螺纹连接在安装定位孔（15）及相对应的定位螺纹孔（18）中；双球头（21）上的一个球头设置在上述螺杆（20）前端的凹槽内，另一个球头位于外部。
3.根据权利要求1所述的涡轮叶片夹具，其特征在于：所述的涡轮叶片夹具还包括工具安装台（22）、支撑杆（23）和工具夹持器（24）；其中工具安装台（22）以能够沿基座（1）上滑道移动的方式安装在基座（1）中部一侧边缘；支撑杆（23）垂直设置，下端利用锁紧旋钮（25）安装在工具安装台（22）上；工具夹持器（24）的后端铰接在支撑杆（23）的上端。
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