專利名稱：整體葉盤磨粒流拋光用夾具的制作方法
技術領域：
本發明涉及航空發動機關鍵零部件拋光技術領域，具體為ー種整體葉盤磨粒流拋光用夾具。
背景技術：
在航空發動機中，作為關鍵性零件的整體葉盤由內外輪轂及若干個葉片組成，其葉片型面多為復雜自由曲面，葉身具有彎、寬、掠、扭、薄的特點。隨著航空エ業的發展，航空發動機所裝用的整體葉盤中葉片數量越來越多，工作條件越來越惡劣，隨著氣體動カ性能要求提高，葉片空間曲面越來越復雜，諸多因素決定了在銑削加工后，葉片表面必須進行拋光加工，以滿足越來越高的葉片型面加工要求。當前國內葉片型面拋光主要采用的傳統機械專用加工設備，由工人手工完成。這種加工方式不穩定，加工精度不高，葉片質量的一致性和移植性也都難以保證，人工拋光由于是一次加工到位,磨削余量大,加工殘余應カ也大,還容易造成葉片燒傷而破壞葉片材質的組織結構。而一般的數控拋光設備不能適應整體葉盤的復雜結構，無法克服葉片間通道開敞性差，拋光機構在拋光過程中無法實時根據葉片型面的變化調整姿態，通過機械結構控制拋光力變化以適應加工精度需要困難等問題，不能滿足航空發動機整體葉盤對拋光エ序的加工要求。采用磨粒流拋光技術是葉盤和葉片拋光技術的ー個重要發展方向。但我國對該技術的研究尚處于起步階段，針對諸如整體葉盤這樣的航空發動機關鍵性零部件的磨粒流設備、磨料、エ藝技術方案都處于技術空白的狀態。而磨粒流夾具作為磨粒流拋光體系中至關重要的環節，起著保護零部件不被擠壓變形、引導磨料按預先設計的方向和部位流動、保持拋光過程中零部件始終處于密閉的工作環境等作用，直接決定磨料與零部件的接觸狀態，對拋光效果的影響權數極大。現存的整體葉盤夾具設計簡単，并沒有充分考慮到磨料在夾具中實際的流動狀態，導致使用磨粒流技術拋光后，整體葉盤的葉片前后緣型面毀損嚴重。因此迫切需要一種既能保護整體葉盤葉片前后緣型面，又便于制造與保養的磨粒流夾具。

發明內容
要解決的技術問題本發明要解決的問題是針對航空發動機的整體葉盤設計專用的磨粒流夾具，通過該夾具實現正確引導磨料流動；避免磨料在拋光過程中損毀葉片前后緣型面；避免整體葉盤在拋光過程中因上下汽缸高壓推動活塞擠壓磨料導致葉盤因受カ過大而產生的變形；堤高夾具的氣密性，防止磨料外泄造成的對工作環境的污染和可能發生的人身傷害事故。技術方案本發明的技術方案為:所述ー種整體葉盤磨粒流拋光用夾具，其特征在于:由上盤匣、下盤匣、外輪轂密封圈、內輪轂密封圈、葉片前緣密封墊、葉片后緣密封墊組成；上盤匣由內外兩個同心回轉體組成，在上盤匣內外兩個同心回轉體之間固定有上密封墊基座，上密封墊基座個數等于待拋光整體葉盤中的葉片個數，且上密封墊基座位置與葉片位置對應，在上密封墊基座內固定有葉片前緣密封墊；下盤匣也由內外兩個同心回轉體組成，在下盤匣內外兩個同心回轉體之間固定有下密封墊基座，下密封墊基座個數等于待拋光整體葉盤中的葉片個數，且下密封墊基座位置與葉片位置對應，在下密封墊基座內固定有葉片后緣密封墊；葉片前緣密封墊的頂部貼合面與葉片前緣型面貼合，葉片后緣密封墊的頂部貼合面與葉片后緣型面貼合；外輪轂密封圈和內輪轂密封圈均為環型結構，外輪轂密封圈和內輪轂密封圈填充上盤匣及下盤匣與待拋光整體葉盤內輪轂及外輪轂之間的間隙。所述ー種整體葉盤磨粒流拋光用夾具，其特征在于:上盤匣、下盤匣采用高速鋼材料；外輪轂密封圈、內輪轂密封圈、葉片前緣密封墊、葉片后緣密封墊采用氫化丁腈橡膠材料。有益效果本發明通過盤匣內的密封墊基座和密封墊，實現了正確引導磨料流動，避免磨料在拋光過程中損毀葉片前后緣型面；通過設置盤匣避免整體葉盤在拋光過程中因上下汽缸高壓推動活塞擠壓磨料導致葉盤因受カ過大而產生的變形；通過采用外輪轂密封圈和內輪轂密封圏，提高夾具的氣密性，防止磨料外泄造成的對工作環境的污染和可能發生的人身傷害事故。


圖1:整體葉盤的葉片示意圖；圖2:整體葉盤結構示意圖；圖3:本發明整體結構4:葉片、前后緣密封墊、密封墊基座裝夾示意圖；圖5:內、外輪轂密封環與內、外輪轂裝夾示意圖；圖6:整體葉盤磨粒流專用夾具拆分示意圖；其中:1.整體葉盤葉片前緣；2.整體葉盤葉片后緣；3.整體葉盤葉片葉盆；4.整體葉盤葉片葉背；5.整體葉盤葉片；6.整體葉盤外輪轂；7.整體葉盤內輪轂；8.上盤匣；
9.密封墊基座；10.下盤匣；11.葉片前緣密封墊；12.葉片后緣密封墊；13.內輪轂密封圈；14.外輪轂密封圈；15.下盤匣耳邊。
具體實施例方式下面結合具體實施例描述本發明:本實施例中的整體葉盤磨粒流拋光用夾具由上盤匣8、下盤匣10、外輪轂密封圈14、內輪轂密封圈13、葉片前緣密封墊11、葉片后緣密封墊12組成。上盤匣、下盤匣采用具有抗沖壓不易變形特性的高速鋼材料；外輪轂密封圈、內輪轂密封圈、葉片前緣密封墊、葉片后緣密封墊采用具有抗腐蝕、抗撕裂和抗壓縮變形特性的氫化丁腈橡膠材料。上盤匣8由內外兩個同心回轉體組成，上盤匣8剖面呈倒立的“凹”字形，在上盤匣內外兩個同心回轉體之間固定有上密封墊基座，上密封墊基座個數等于待拋光整體葉盤中的葉片個數，且上密封墊基座位置與葉片位置對應，葉片前緣密封墊11根部植入上密封墊基座的槽腔內，其截面的邊界線近似平行于葉片流道線的延長線，葉片前緣密封墊的頂部貼合面與葉片前緣型面完全貼合。上盤匣的作用是:①通過上盤匣上的上密封墊基座固定葉片前緣密封墊11 (如圖4)，保證葉片前緣密封墊完全裹覆葉片前緣I型面，從而避免在拋光過程中磨料對葉片前緣I型面的毀損；②承受磨粒流設備垂直作用于整體葉盤上端面的壓力，避免整體葉盤的內輪轂7和外輪轂6軸向變形，避免外輪轂6、內輪轂7和葉片5受磨料擠壓而產生殘余應力，保證外輪轂6、內輪轂7的疲勞特性與上密封墊基座、葉片前緣密封墊11共同組成磨料“頂部導流堰”，導引磨料沿葉盆和葉背3型面流動。降低磨料在夾具內流動時受到的阻力。下盤匣10也由內外兩個同心回轉體組成，下盤匣10呈“凹”字形，在下盤匣內外兩個同心回轉體之間固定有下密封墊基座，下密封墊基座個數等于待拋光整體葉盤中的葉片個數，且下密封墊基座位置與葉片位置對應，葉片后緣密封墊12根部植入下密封墊基座的槽腔內，其截面的邊界線近似平行于葉片流道線的延長線，葉片后緣密封墊的頂部貼合面與葉片后緣型面完全貼合。下盤匣的作用:①通過下盤匣上的下密封墊基座固定葉片后緣密封墊12 (如圖4)，保證葉片后緣密封墊12完全裹覆葉片后緣2型面，從而避免在拋光過程中磨料對葉片后緣2型面的毀損；②承受磨粒流設備垂直作用于整體葉盤下端面的壓力，避免整體葉盤的內輪轂7和外輪轂6軸向變形，避免外輪轂6、內輪轂7和葉片受5磨料擠壓而產生殘余應力，保證外輪轂6、內輪轂7的疲勞特性與下密封墊基座、葉片后緣密封墊12共同組成磨料“底部導流堰”，導引磨料沿葉盆4和葉背3型面流動。降低磨料在夾具內流動時受到的阻力。④另外，下盤匣10上的定位耳片15保證上下盤匣裝夾時同軸同心(如圖6)，避免在拋光過程中盤匣受磨粒流設備擠壓發生徑向滑移。外輪轂密封圈和內輪轂密封圈均為環型結構，內輪轂密封環13的半徑等于內輪轂I內輪轂到整體葉盤回轉軸的最大距離，外輪轂密封環14的半徑等于外輪轂6外輪廓到整體葉盤回轉中心的最小距離；其截面輪廓線為夾具與盤匣所圍腔體的截面線。外輪轂密封圈和內輪轂密封圈填充上盤匣及下盤匣與待拋光整體葉盤內輪轂及外輪轂之間的間隙。外輪轂密封圈與內輪轂密封圈的作用:①填充夾具內壁與內、外輪轂外表面間形成的腔體，防止磨料流入該腔體損毀整體葉盤的非拋光作業區域。②對整體葉盤外輪轂6與內輪轂7起到徑向支撐的作用，増加夾具剛性；降低夾具整體對高速鋼的使用量。③防止高溫磨料沿盤匣接縫處噴射污染工作環境和對操作人員的人身傷害。葉片前緣密封墊11與葉片后緣密封墊12的作用是①構成頂部和尾部導流堰，引導磨料流動。②通過完全裹覆葉片前緣1、后緣2，防止磨料對其型面的毀損。③定位和固定整體葉盤在夾具中的位置。由于整體葉盤的氣動外形，在受流體作用后會繞葉盤回轉中心旋轉。利用葉片前緣密封墊11、葉片后緣密封墊12可杜絕此狀況的發生。整體葉盤專用磨粒流夾具的裝夾方法如下:第一歩:先將隸屬于下盤匣10的下密封墊基座的葉片后緣密封墊12安裝就位。第二步:先將整體葉盤下端面與下盤匣10對接，再將內輪轂密封環13與外輪轂密封環14套于整體葉盤內外輪轂的凹槽內(如圖5)。第三步:先將隸屬于上盤匣8的上密封墊基座的葉片前緣密封墊11安裝就位，再將整體葉盤上端面端面與上盤匣8對接。安裝完畢后可將エ件連同夾具一并置于磨粒流加工設備的工作臺上，完成磨粒流拋光エ序。
權利要求
1.一種整體葉盤磨粒流拋光用夾具，其特征在干:由上盤匣、下盤匣、外輪轂密封圏、內輪轂密封圈、葉片前緣密封墊、葉片后緣密封墊組成；上盤匣由內外兩個同心回轉體組成，在上盤匣內外兩個同心回轉體之間固定有上密封墊基座，上密封墊基座個數等于待拋光整體葉盤中的葉片個數，且上密封墊基座位置與葉片位置對應，在上密封墊基座內固定有葉片前緣密封墊；下盤匣也由內外兩個同心回轉體組成，在下盤匣內外兩個同心回轉體之間固定有下密封墊基座，下密封墊基座個數等于待拋光整體葉盤中的葉片個數，且下密封墊基座位置與葉片位置對應，在下密封墊基座內固定有葉片后緣密封墊；葉片前緣密封墊的頂部貼合面與葉片前緣型面貼合，葉片后緣密封墊的頂部貼合面與葉片后緣型面貼合；外輪轂密封圈和內輪轂密封圈均為環型結構，外輪轂密封圈和內輪轂密封圈填充上盤匣及下盤匣與待拋光整體葉盤內輪轂及外輪轂之間的間隙。
2.根據權利要求1所述ー種整體葉盤磨粒流拋光用夾具，其特征在于:上盤匣、下盤匣采用高速鋼材料；外輪轂密封圈、內輪轂密封圈、葉片前緣密封墊、葉片后緣密封墊采用氫化丁腈橡膠材料。
全文摘要
本發明提出了一種整體葉盤磨粒流拋光用夾具，由上盤匣、下盤匣、外輪轂密封圈、內輪轂密封圈、葉片前緣密封墊、葉片后緣密封墊組成，上盤匣和下盤匣由內外兩個同心回轉體組成，盤匣內固定有密封墊基座，密封墊基座與葉片一一對應，在密封墊基座內固定有葉片前緣密封墊和葉片后緣密封墊；外輪轂密封圈和內輪轂密封圈填充上盤匣及下盤匣與待拋光整體葉盤內輪轂及外輪轂之間的間隙。本發明實現正確引導磨料流動，避免磨料在拋光過程中損毀葉片前后緣型面，避免整體葉盤在拋光過程中因上下汽缸高壓推動活塞擠壓磨料導致葉盤因受力過大而產生的變形，提高夾具的氣密性，防止磨料外泄造成的對工作環境的污染和可能發生的人身傷害事故。
文檔編號B24C9/00GK103111946SQ20131006848
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月4日 優先權日2013年3月4日
發明者藺小軍, 吳廣, 張軍鋒, 李志山, 辛紅敏 申請人:西北工業大學