[发明专利]一种复杂型面涡轮导向叶片基准转换加工方法及转换工装

说明书

本发明涉及航空发动机领域，具体涉及一种复杂型面涡轮导向叶片基准转换加工方法，包括以下步骤：设计、制作用于定位叶片毛坯的基准转换工装，确定转换基准所需的锡铋合金材料；将浇注盒子安装到基准转换工装上并夹紧，然后将叶片毛坯装夹到定位装夹机构上，并将定位装夹机构翻转后安装到基准转换工装的支撑框架上；浇注锡铋合金；取出工件体；完成加工；分离零件与凝固合金。本发明利用锡铋合金的熔点低、凝固快、硬度高、易击碎的特性，通过巧妙的设计，将叶片毛坯原本位于排气边的定位点转换到浇注盒子的基准平面上，在磨床上加工时，通过浇注盒子来进行装夹定位，而无需夹持叶片毛坯主体表面，从而可以有效避免压伤叶片而导致报废。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，具体涉及一种复杂型面涡轮导向叶片基准转换加工方法及转换工装。

背景技术

航空发动机涡轮导向叶片经过精密铸造形成毛坯后，需要通过高精度的机械冷加工完成最终的设计图纸尺寸要求；目前，发动机涡轮导向叶片的毛坯基准定位点按照设计图纸要求大部分都分布在叶片叶身的排气边上及内通道安装板上，通常叶身排气边的厚度都很薄，并且是圆弧形状，半径不超过R0.8，见图1、图2。如果按照设计图的基准定位点来设计工装夹具，定位点都是尖点接触，在磨削过程中由于压紧力和磨削力都很大，必定会造成叶身排气边定位点处有压伤凹坑出现，造成零件批量报废，报废率较高、合格率脚底，从而难以确保叶片的按时交付，可能造成工期延长和巨大的经济损失。因此，继续找到一种能正常批量磨削叶片并且不会压伤叶片的工艺方法。

发明内容

本发明的目的是为了找到一种能正常批量磨削叶片并且不会压伤叶片的工艺方法，填补国内航空发动机涡轮导向叶片毛坯基准转换的技术空白，降低报废率，确保叶片按时交付。

本发明实现其目的采用的技术方案如下：

一种复杂型面涡轮导向叶片基准转换加工方法，包括以下步骤：

a.设计、制作用于定位叶片毛坯的基准转换工装，确保该基准转换工装具备支撑框架、定位装夹机构和以底面作为转换基准的浇注盒子，浇注盒子用于通过凝固合金材料将叶片毛坯下沿浇注在其内，并与叶片毛坯一体构成可在磨床上加工的工件体；

b.根据加工尺寸，设计转换后的叶片毛坯与浇注盒子一体构成的工件体的尺寸，并计算叶片毛坯的零件加工表面到浇注盒子的底面基准的距离；

c.确定转换基准所需的凝固合金材料及配比，所述凝固合金材料选择凝固后具有较高硬度和一定脆性的锡铋合金材料，确保其在受到一定冲击力时会破碎；

d.将浇注盒子安装到基准转换工装上并夹紧，然后将叶片毛坯装夹到定位装夹机构上，并将定位装夹机构翻转后安装到基准转换工装的支撑框架上，确保叶片毛坯下沿置于浇注盒子内；

e.浇注凝固合金材料：将配制好的凝固合金材料融化，并将液体合金浇灌到浇注盒子里，待合金凝固后，叶片毛坯与浇注盒子通过凝固的合金成为一个统一的工件体；

f.取出工件体：松开浇注盒子，取出叶片毛坯与浇注盒子形成的工件体，工件体以盒子底面为加工基准；

g.完成加工：将工件体放置在磨床的平台上并压紧，按照计算好的尺寸对零件进行磨削加工；

h.分离零件与凝固合金：加工完毕后，用铜锤敲击合金，将合金敲碎，取出零件。

进一步，凝固合金材料的成分和配比量按重量为：锡43％，铋57％。

一种复杂型面涡轮导向叶片基准转换工装，包括支撑框架、用于装夹定位叶片毛坯并翻转固定在所述支撑框架上的定位装夹机构，以及可通过凝固合金材料浇注将叶片毛坯下沿浇注在内的浇注盒子，所述支撑框架两侧设有用于紧固定位所述浇注盒子的紧固机构。