CN114888610A - 用于叶片定位的齿形定位块及叶片汽道加工装夹找正方法 - Google Patents

用于叶片定位的齿形定位块及叶片汽道加工装夹找正方法 Download PDF

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Abstract

用于叶片定位的齿形定位块及叶片汽道加工装夹找正方法，涉及汽轮机叶片加工技术领域。本发明是为了解决现有的叶片在汽道加工过程中，装夹固定方式容易导致叶冠顶针孔与机床顶针不同心，叶根的装夹与叶冠的固定使叶片偏移，致使叶片汽道型线和加工位置度超差的问题。本发明所述的一种用于装夹高温合金叶片的齿形定位块，包括两块定位块，每块定位块的一侧端面上加工有齿形面，所述的齿形面与叶片上叶根部分的齿形面相匹配，每块定位块的另一侧端面上加工有基准块，所述的基准块垂直于所述定位块的另一侧端面；所述的两块定位块具有齿形面的一侧相对设置。本发明主要用于叶片汽道部分的加工。

Description

用于叶片定位的齿形定位块及叶片汽道加工装夹找正方法
技术领域
本发明涉及汽轮机叶片加工技术领域，尤其涉及一种用于叶片定位的齿形定位块及叶片汽道加工装夹找正方法。
背景技术
M11A机组动叶片采用GH4413材料，叶片装配时带有2.5°的预扭角。由于材料本身具有较高的强度及韧性，在汽道加工过程中，采用传统的齿形定位块及夹紧块去夹持叶根，由于叶根的上下两面为齿形，齿形定位块与压紧块之间容易形成错齿现象，导致叶片装夹不稳定。而叶冠采用预先加工出的顶针孔进行固定，叶冠顶针孔所在的中心线与叶根齿形结构中心线可能会存在偏差，导致顶针孔的中心线位置不在机床回转中心线上，叶片装夹时叶冠顶针孔与机床顶针不同心，顶紧过程“别劲”，叶根的装夹与叶冠的固定使叶片偏移，致使叶片汽道型线和加工位置度超差。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：现有的叶片在汽道加工过程中，装夹固定方式容易导致叶冠顶针孔与机床顶针不同心，叶根的装夹与叶冠的顶紧固定使叶片偏移，致使叶片汽道型线加工位置度超差的问题；进而提供一种用于叶片定位的齿形定位块及叶片汽道加工装夹找正方法。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：
一种用于装夹高温合金叶片的齿形定位块，包括两块定位块，每块定位块的一侧端面上加工有齿形面，所述的齿形面与叶片上叶根部分的齿形面相匹配，每块定位块的另一侧端面上加工有基准块，所述的基准块垂直于所述定位块的另一侧端面；所述的两块定位块具有齿形面的一侧相对设置。
进一步的，所述的齿形面处于所述定位块的一侧端面的上端。
进一步的所述的基准块处于所述定位块的另一侧端面的上端并与所述定位块的上端面平齐。
一种用于加工高温合金叶片汽道的装夹找正方法，具体加工步骤如下：
步骤1，线切割掉叶片的一部分工艺夹柄，使得工艺夹柄的外端面上留有一部分顶针孔；
步骤2，在叶片的工艺夹柄的外端面上补焊一层铜，并抛平补铜后的工艺夹柄的外端面；
步骤3，对叶片的工艺夹柄的背径向和工艺夹柄的出汽侧进行磨削，并利用三坐标检测、记录工艺夹柄的背径向距叶片Z轴的距离和工艺夹柄的出汽侧距叶片Z轴的距离；
步骤4，将两块定位块安装在机床的钳口部位；
步骤5，将叶片的叶根装夹于两块定位块之间；
步骤6，利用机床测头分别测量叶片的工艺夹柄的背径向距机床回转中心的距离和出汽侧距机床回转中心的距离，确定叶片上叶根的装夹精度是否在要求的范围之内；
步骤7，机床顶针垂直扎入叶片的工艺夹柄的外端面，并利用机床的液压装置夹紧叶片的工艺夹柄；
步骤8，对叶片的汽道部位进行加工。
进一步的，所述步骤4中，将两块定位块分别置于机床的钳口部位，两块定位块的齿形面相对设置，处于上方的定位块上的基准块的侧端面与机床上钳的外端面紧贴，处于下方的定位块上的基准块的侧端面与机床下钳的外端面紧贴。
本发明与现有技术相比产生的有益效果是：
本发明中的叶片通过设计的齿形定位块进行装夹定位，并通过本发明的方法进行装夹找正后，叶片的加工精度得到了明显提高，汽道的位置度及轮廓度满足图纸0.1mm的精度要求，叶片的合格率可达到95％以上。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明中两块定位块合为一个整体时的结构示意图；
图2为单块定位块的结构示意图；
图3为叶片的结构示意图，其中Z所在的线表示为叶片的Z轴；
图4为机床上钳口、齿形定位块与叶片组合在一起的装夹图；
图5为图3中A处的局部放大图；
图6为叶片工艺夹柄的背径向和出汽侧的位置示意图。
图中：1-定位块：1-1-齿形面；1-2-基准块；1-3-侧端面；1-4-安装端面；2-叶片；2-1-叶根；2-2-工艺夹柄；2-2-1-背径向；2-2-2-出汽侧；2-2-3-顶针孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。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。
参见图1至图5所示，本申请实施例提供一种用于装夹高温合金叶片的齿形定位块，包括两块相对设置的定位块1，每块定位块1的一侧端面上加工有齿形面1-1，所述的齿形面1-1与叶片2上叶根2-1部分的齿形面相匹配，两块定位块1上的齿形面1-1用于夹持叶片2的叶根2-1部分；每块定位块1的另一侧端面上加工有基准块1-2，所述的基准块1-2垂直于所述定位块1的另一侧端面；所述的两块定位块1具有齿形面1-1的一侧相对设置。
本实施例中，如图1所示，所述的两块定位块1是一体加工而成，两块定位块1是沿着一整块的齿形定位块的齿形中心线采用线切割慢走丝的方式加工而成，入丝点选取在非定位表面上，线切割结束后沿齿型中心线将齿块一分为二，即获得两块定位块1。在两块定位块1的长度上增加了长度定位基准，即以基准块1-2的侧端面1-3作为长度定位基准，两块定位块在与机床钳口连接时用于定位块在长度方向的定位，可保证两块定位块在长度方向上不错齿；两块定位块1上加工有基准块1-2的端面为宽度定位基准，保证定位块在宽度方向上不产生倾斜，通过定位块1的改进保证叶片2叶根2-1部位装夹的一致性及稳定性。
在一种可能的实施例中，所述的齿形面1-1处于所述定位块1的一侧端面的上端。
在一种可能的实施例中，所述的基准块1-2处于所述定位块1的另一侧端面的上端并与所述定位块1的上端面平齐。
本申请实施例提供一种用于加工高温合金叶片汽道的装夹找正方法，具体加工步骤如下：
步骤1，线切割掉叶片2的一部分工艺夹柄2-2，使得工艺夹柄2-2的外端面上留有一部分顶针孔2-2-3，用于后续补焊铜；
步骤2，在叶片2的工艺夹柄2-2的外端面上补焊一层铜，并抛平补铜后的工艺夹柄2-2的外端面；
步骤3，对叶片2的工艺夹柄2-2的背径向2-2-1和工艺夹柄2-2的出汽侧2-2-2进行磨削，使工艺夹柄2-2的背径向2-2-1和工艺夹柄2-2的出汽侧2-2-2达到工艺基准，并利用三坐标检测、记录工艺夹柄2-2的背径向2-2-1距叶片Z轴的距离和工艺夹柄2-2的出汽侧2-2-2距叶片Z轴的距离；
步骤4，将两块定位块1安装在机床的钳口部位；
步骤5，将叶片2的叶根2-1装夹于两块定位块1之间；
步骤6，利用机床测头分别测量叶片2的工艺夹柄2-2的背径向2-2-1距机床回转中心的距离和出汽侧2-2-2距机床回转中心的距离，确定叶片2上叶根2-1的装夹精度是否在要求的范围之内；用于叶根装夹后验证叶根部位装夹精度，如果工艺夹柄背径向的工艺基准与工艺夹柄出汽侧的工艺基准差值在0.05mm以内，即可保证叶根装夹后机床回转中心与叶片Z轴重合，满足装夹精度要求；
步骤7，机床顶针垂直扎入叶片2的工艺夹柄2-2的外端面1mm深，作为叶冠的装夹定位，且不造成叶冠偏摆，并利用机床的液压装置夹紧叶片2的工艺夹柄2-2；
步骤8，对叶片2的汽道部位进行加工。
本实施例中，所述的叶片2在装夹前和装夹后，分别通过三坐标和机床测头测得工艺夹柄2-2的背径向2-2-1和工艺夹柄2-2的出汽侧2-2-2的数据，然后进行对比，确保叶片2的装夹精度。
本实施例中，所述的叶片2的叶根部分通过两个定位块1的装夹以及叶冠顶针部分工艺夹柄的装夹设计，保证了叶根齿形所在的结构中心线和叶冠顶针所在的中心线不会存在偏差，处于同一条中心线上，故保证了叶片汽道部分加工的精准。
在一种可能的实施例中，所述步骤4中，将两块定位块1分别置于机床的钳口部位，两块定位块1的齿形面1-1相对设置，处于上方的定位块1上的基准块1-2的侧端面与机床上钳的外端面紧贴，处于下方的定位块1上的基准块1-2的侧端面与机床下钳的外端面紧贴，基准块1-2的侧端面1-3作为定位块1安装的长度定位基准，用以保证两块定位块1在长度方向上不错齿，两块定位块1上的基准块1-2的安装端面1-4作为两块定位块1安装的宽度定位基准，用以保证两块定位块1在宽度方向上不产生倾斜。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (5)

1.一种用于装夹高温合金叶片的齿形定位块，其特征在于：包括两块定位块(1)，每块定位块(1)的一侧端面上加工有齿形面(1-1)，所述的齿形面(1-1)与叶片(2)上叶根(2-1)部分的齿形面相匹配，每块定位块(1)的另一侧端面上加工有基准块(1-2)，所述的基准块(1-2)垂直于所述定位块(1)的另一侧端面；所述的两块定位块(1)具有齿形面(1-1)的一侧相对设置。
2.根据权利要求1所述的一种用于装夹高温合金叶片的齿形定位块，其特征在于：所述的齿形面(1-1)处于所述定位块(1)的一侧端面的上端。
3.根据权利要求2所述的一种用于装夹高温合金叶片的齿形定位块，其特征在于：所述的基准块(1-2)处于所述定位块(1)的另一侧端面的上端并与所述定位块(1)的上端面平齐。
4.利用权利要求3所述的齿形定位块加工高温合金叶片汽道的装夹找正方法，其特征在于：具体加工步骤如下：
步骤1，线切割掉叶片(2)的一部分工艺夹柄(2-2)，使得工艺夹柄(2-2)的外端面上留有一部分顶针孔(2-2-3)；
步骤2，在叶片(2)的工艺夹柄(2-2)的外端面上补焊一层铜，并抛平补铜后的工艺夹柄(2-2)的外端面；
步骤3，对叶片(2)的工艺夹柄(2-2)的背径向(2-2-1)和工艺夹柄(2-2)的出汽侧(2-2-2)进行磨削，并利用三坐标检测、记录工艺夹柄(2-2)的背径向(2-2-1)距叶片Z轴的距离和工艺夹柄(2-2)的出汽侧(2-2-2)距叶片Z轴的距离；
步骤4，将两块定位块(1)安装在机床的钳口部位；
步骤5，将叶片(2)的叶根(2-1)装夹于两块定位块(1)之间；
步骤6，利用机床测头分别测量叶片(2)的工艺夹柄(2-2)的背径向(2-2-1)距机床回转中心的距离和出汽侧(2-2-2)距机床回转中心的距离，确定叶片(2)上叶根(2-1)的装夹精度是否在要求的范围之内；
步骤7，机床顶针垂直扎入叶片(2)的工艺夹柄(2-2)的外端面，并利用机床的液压装置夹紧叶片(2)的工艺夹柄(2-2)；
步骤8，对叶片(2)的汽道部位进行加工。
5.根据权利要求4所述的一种高温合金叶片汽道加工的装夹找正方法，其特征在于：所述步骤4中，将两块定位块(1)分别置于机床的钳口部位，两块定位块(1)的齿形面(1-1)相对设置，处于上方的定位块(1)上的基准块(1-2)的侧端面(1-3)与机床上钳口的外端面紧贴，处于下方的定位块(1)上的基准块(1-2)的侧端面(1-3)与机床下钳口的外端面紧贴。
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