一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具的制作方法
【专利摘要】一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具，它涉及一种模具。现有在轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯的加工过程中，因导流芯的复杂型线结构导致其加工工序复杂、个体之间尺寸和型线偏差难以统一的问题。所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具包括凸模块、凹模块和芯轴，所述凸模块的下端面加工有一凸棱，所述凸棱的下端面为第一曲面，所述凹模块的上端面加工有一个与凸模块上凸棱相配合的凹槽，所述凹槽的槽底为第二曲面，当凸模块与凹模块相扣合时，所述凸棱处于凹槽内时，所述芯轴位于凹槽内并与凸棱间隙设置。本发明用于轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯的成型加工中。
【专利说明】一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具。
【背景技术】
[0002]燃气轮机透平空心静叶片是一种可以使高温燃气在其中膨胀加速，把燃气的内能转化为动能的叶片。由于透平空心静叶片所处的条件很恶劣，主要是被高温且温度差别大的燃气包围，此时导流芯装在透平空心静叶片的空心型腔内，其作用是在透平空心静叶片工作时，引导压缩空气在透平空心静叶片内的流动方向、提高压缩空气在透平空心静叶片内的停留时间对透平空心静叶片进行冷却，防止烧毁透平空心静叶片。所以导流芯在透平空心静叶片中进行冷却工作时，由于需要满足气体流量试验要求，才能达到冷却的效果，因此对导流芯的外形尺寸和型线偏差有严格的要求。但是，现有的导流芯成型方法无法满足外形尺寸和型线偏差，很难保证透平静叶片的气体流量要求，材料利用率低，并且制备成本高，制备工序复杂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具，以现有在轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯的加工过程中，因导流芯的复杂型线结构导致其加工工序复杂、个体之间尺寸和型线偏差难以统一的问题。
[0004]本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0005]所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具包括凸模块、凹模块和芯轴，所述凸模块的下端面加工有一凸棱，所述凸棱的下端面为第一曲面，所述凹模块的上端面加工有一个与凸模块上凸棱相配合的凹槽，所述凹槽的槽底为第二曲面，当凸模块与凹模块相扣合时，所述凸棱处于凹槽内时，所述芯轴位于凹槽内并与凸棱间隙设置。
[0006]本发明具有以下有益效果:
[0007]1、本发明结构设计科学合理，通过凸模块、凹模块和芯轴之间的配合使用，可一次冲压成型燃气轮机透平空心静叶片的导流芯，一次冲压成型后的导流芯的外形尺寸精度达0.1mm、型线偏差小，型线相对理论值偏差±0.2mm，板材面积利用率提高30% — 40%，保证了批量制造导流芯尺寸的一致性。
[0008]2、通过本发明加工的导流芯既能保证外形尺寸和型线偏差，又能够满足透平静叶片应该满足气体流量要求。
[0009]3、本发明与现有技术相比操作简单，制备成本降低30%，制备工序简化，劳动强度与现有技术相比降低了 50%，适合普遍推广使用。
[0010]4、本发明填补了现有轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯冲压成型模具的空白，本发明是通过凸模块的凸棱和凹模块的凹槽之间的配合结构而对套装在芯轴上的预成型高温合金钢筒进行一次冲压，进而形成轻型燃气轮机透平空心静叶片的导流芯。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的主视结构剖面图，图2是图1的俯视结构示意图，图3是凸模块I的主视结构剖面图，图4是图3的仰视结构示意图，图5是凹模块2的主视结构剖面图，图6是图5的俯视结构不意图，图7是芯轴3的主视结构不意图，图8是图7的俯视结构不意图。图9是挡板7主视结构示意图，图10是图7的俯视结构剖面图。
【具体实施方式】
[0012]【具体实施方式】一:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式中所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具包括凸模块1、凹模块2和芯轴3，所述凸模块I的下端面加工有一凸棱4，所述凸棱4的下端面为第一曲面14，所述凹模块2的上端面加工有一个与凸模块I上凸棱4相配合的凹槽5，所述凹槽5的槽底为第二曲面15，当凸模块I与凹模块2相扣合时，所述凸棱4处于凹槽5内时，所述芯轴3位于凹槽5内并与凸棱4间隙设置。
[0013]本发明制造导流芯的原材料是预成型高温合金钢筒，预成型高温合金钢筒为根据导流芯外形尺寸进行高温合金钢板的剪板下料，卷制成具有一道重叠边的圆筒。预成型高温合金钢筒的厚度为0.3mm。本发明中芯轴3的作用是处于凸模块I的凸棱4和凹模块2的凹槽5之间起到支撑预成型高温合金钢筒的作用，所述芯轴3是一根带有倾斜角度的轴体，芯轴3外圆周面为曲面，其形状与第一曲面14、第二曲面15扣合后相吻合。芯轴3的型线尺寸的确定是根据高温合金钢板料的回弹量、导流芯外形尺寸而确定。
[0014]本发明中先用一个预成型高温合金钢筒套装在芯轴3上，然后将套装有预成型高温合金钢筒的芯轴3放置在凹模块2的凹槽5中，再利用凸模块I的凸棱4压紧在放有芯轴3的凹槽5内，再以所述凸棱4的下端面的第一曲面14为上模面，凹槽5的槽底的第二曲面15为下模面，对芯轴进行一次冲压，本发明为冷冲压成型模具，无需加热，冲压成型后，将凸模块I和凹模块2分离开即可。所述凸棱4的下端面的第一曲面14的曲面弯度和凹槽5的槽底的第二曲面15的曲面弯度是根据具体需要制造的导流芯的尺寸而具体设定的，加工不同尺寸的导流芯对第一曲面14和第二曲面15的曲面弯度有具体严格的要求。第一曲面I的型线尺寸和第二曲面15的型线尺寸是在考虑高温合金钢板料的回弹量、导流芯外形尺寸而确定的。
[0015]本实施方式中凸棱4为倾斜凸棱，凹槽5为倾斜凹槽5，二者倾斜的角度与芯轴3的倾斜角度一致。芯轴3的倾斜角度是由导流芯空间形状尺寸确定。
[0016]【具体实施方式】二:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式中所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具还包括两个辅助限位块6，所述凹模块2的上端面上固定连接有两个辅助限位块6，所述两个辅助限位块6分别位于凹槽5的两侧。本实施方式中两个辅助限位块6是为了方便起模而设置，当使用本发明冲压成型后，通过两个辅助限位块6使凸模块I和凹模块2存在缝隙，此缝隙使得凸模块I和凹模块2之间更加容易分离，便于本发明的加工工作顺利进行。辅助限位块6为块状、长方体形状或三角形状，只要能起到限位、方便起模作用即可。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0017]【具体实施方式】三:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式中所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具还包括挡板7，当凸模块I与凹模块2相扣合时，所述挡板7可拆卸连接在凸模块I和凹模块2的同侧。挡板7的设置是为了凸模块I和凹模块2在扣合状态对套装有预成型高温合金钢筒的芯轴3进行冲压时，使凸模块I与凹模块2之间位置稳定，不易错位。有效保证了加工后的导流芯的加工精度。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一和二相同。
[0018]【具体实施方式】四:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式中所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具还包括多个螺栓8，所述挡板7上沿其板面的厚度方向加工有多个第一螺纹孔9，所述凹模块2内沿凹槽5的长度方向加工有多个第二螺纹孔10，所述多个螺栓8依次穿过挡板7上的第一螺纹孔9和凹模块2上第二螺纹孔10并与第一螺纹孔9和第二螺纹孔10螺纹连接。挡板7的这种固定方式为试验中取得的使凸模块I与凹模块2之间固定效果最佳的固定方式。挡板7也可以可拆卸连接在凸模块I的侧面上。所述多个螺栓8为多个六角螺栓，螺栓8的个数与第一螺纹孔9的个数、第二螺纹孔10的个数相等。其它组成及连接关系与【具体实施方式】三相同。
[0019]【具体实施方式】五:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式中所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具还包括凸模块手持部11和凹模块手持部12，所述凸模块I的顶部固定连接有水平设置的凸模块手持部11，所述凹模块2的底部固定连接有水平设置的凹模块手持部12。凸模块手持部11的形状可设置为长方体形状或半圆弧形状，其设置的目的就是为了方便操作者双手抓取分离凸模块I和凹模块2而设置，使凸模块I与凹模块2在冲压预成型高温合金钢筒形成导流芯后有效快速的分离，凸模块手持部11位置是方便操作者用力而设置。凸模块手持部11和凹模块手持部12的设置是为了操作者在利用本发明进行冲压成型导流芯时，更加方便抓取及握住凸模块I和凹模块2，有利于快速稳定地控制住凸模块I和凹模块2，有利于本发明的加工工作顺利进行。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一和四相同。
[0020]结合【具体实施方式】一、二、三、四和五说明本发明的操作步骤:
[0021]第一步:首先将凹模块2水平放置，选取一张尺寸适宜预成型高温合金钢筒套装在芯轴3上，此时预成型高温合金钢筒与芯轴3间隙设置。
[0022]第二步:然后将套装有预成型高温合金钢筒的芯轴3放置在凹模块2的凹槽5中，再将凸模块I扣合在凹模块2的正上方，使凸模块I的凸棱4压紧在套装有预成型高温合金钢筒的芯轴3上，此时套装有预成型高温合金钢筒的芯轴3与凹模块2的槽底相贴紧，此时是以凸棱4的下端面的第一曲面14为上模面，凹槽5的槽底的第二曲面15为下模面，对芯轴进行一次冲压。
[0023]第三步:保持第二步的状态对套装有预成型高温合金钢筒的芯轴3进行冲压，持续冲压时间5至10分钟。
[0024]第四步:冲压完毕后，对冲压成型的导流芯进行点焊、端头修剪后即可使用。
【权利要求】
1.一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具，其特征在于:所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具包括凸模块(1)、凹模块(2)和芯轴(3)，所述凸模块(1)的下端面加工有一凸棱(4)，所述凸棱(4)的下端面为第一曲面(14)，所述凹模块(2)的上端面加工有一个与凸模块(1)上凸棱(4)相配合的凹槽(5),所述凹槽(5)的槽底为第二曲面(15)，当凸模块(1)与凹模块(2)相扣合时，所述凸棱⑷处于凹槽(5)内时，所述芯轴(3)位于凹槽(5)内并与凸棱(4)间隙设置。
2.根据权利要求1所述的一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具，其特征在于:所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具还包括两个辅助限位块(6)，所述凹模块(2)的上端面上固定连接有两个辅助限位块￠)，所述两个辅助限位块(6)分别位于凹槽(5)的两侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具，其特征在于:所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具还包括挡板(7)，当凸模块⑴与凹模块⑵相扣合时，所述挡板(7)可拆卸连接在凸模块⑴和凹模块(2)的同侧。
4.根据权利要求3所述的一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具，其特征在于:所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具还包括多个螺栓(8)，所述挡板(7)上沿其板面的厚度方向加工有多个第一螺纹孔(9)，所述凹模块(2)内沿凹槽(5)的长度方向加工有多个第二螺纹孔(10)，所述多个螺栓(8)依次穿过挡板(7)上的第一螺纹孔(9)和凹模块(2)上第二螺纹孔(10)并与第一螺纹孔(9)和第二螺纹孔(10)螺纹连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具，其特征在于:所述一种轻型燃气轮机透平空心静叶片导流芯成型用模具还包括凸模块手持部(11)和凹模块手持部(12)，所述凸模块(1)的顶部固定连接有水平设置的凸模块手持部(11)，所述凹模块(2)的底部固定连接有水平设置的凹模块手持部(12)。
【文档编号】B21D37/10GK104226822SQ201410498714
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】王德彪, 傅晓萍, 邸春光, 刘钧, 周卫潇, 王民保, 王恒, 朴永伟 申请人:哈尔滨汽轮机厂有限责任公司