用于透平叶片加工的方箱结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及透平叶片加工的工装夹具领域，具体为用于透平叶片加工的方箱结构。
[0002]
【背景技术】
在中大型透平叶片的加工中，由于叶片型面复杂难于定位，需要将叶片放入方箱中，通过浇注锡铋合金将叶片与方箱凝固在一起，方箱就可以作为随行夹具与叶片一起上机床，这样就将定位基准由叶片型面转换至方箱相互垂直的两面，便于加工叶根时进行定位。
[0003]目前所用方箱的内腔A都是垂直于方箱端面的轮廓面B(见图1)，叶片一般有叶冠、凸台等部件，为了能将叶片穿过方箱放在适当的位置，也为了适应不同形状的叶片，方箱的内腔都设计的比较大，这就导致充满整个内腔的锡铋合金用量非常大；而由于锡铋合金的密度远大于普通金属的密度，锡铋合金用量大就意味着整个夹具的重量比较重，机床的负荷也就比较大；又由于方箱的内腔较叶片型面大，叶片放进方箱后，叶片与方箱之间的空隙就非常不均匀，叶片型面往往还是扭曲的，从而造成从方箱的前端面到后端面的空隙也不均匀，也就是说在横向和纵向两个方向的空隙都不均匀，导致浇注的锡铋合金有的地方薄，有的地方厚，锡铋合金在冷却的过程中会膨胀，厚薄不均匀，热胀率就不均匀，导致叶片变形，使得叶片与方箱的相对位置产生偏移，最终影响叶根的加工精度。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明用于透平叶片加工的方箱结构，其能解决现有方箱内腔因与叶片之间空隙不均匀而导致锡铋合金厚薄不均、热胀率不同的问题，从而有效减少叶片变形、保证叶根加工精度。
[0005]用于透平叶片加工的方箱结构，其包括方箱箱体，所述方箱箱体设有内腔面，叶片装夹时叶片装夹部位设置于所述内腔面内，所述叶片装夹部位与所述内腔面之间的空隙由锡铋合金填充浇注从而将叶片与方箱箱体结合成整体，其特征在于:所述方箱箱体的内腔面为叶片装夹部位的型面轮廓的法向包络面，所述法向包络面的包络量为叶片在方箱内需要浇注的锡铋合金的厚度。
[0006]进一步的，所述方箱箱体包括上箱体和下箱体，所述上箱体包括上端盖和上型腔块，所述下箱体包括下底座和下型腔块，所述上端盖扣合安装于所述下底座上，所述上端盖的内侧安装有上型腔块，所述下底座的内侧安装有下型腔块，所述上型腔块的内型腔面、下型腔块的内型腔面拼合形成所述方箱箱体的内腔面。
[0007]进一步的，所述上型腔块与上端盖之间、下型腔块与下底座之间均分别通过定位键槽、螺钉连接安装成整体。
[0008]进一步的，所述上端盖的两端设有榫头，所述下底座的两侧支撑壁上设有榫齿，所述上端盖的榫头配合安装于所述下底座上的榫齿内，并且所述上端盖与下底座之间通过活节螺栓和螺母紧固。
[0009]进一步的，所述下底座的前端侧面上安装端面定位块，所述端面定位块的上端面凸出于所述下底座的两侧支撑壁的顶面。
[0010]进一步的，所述上型腔块的内型腔面上、下型腔块的内型腔面上分别设有带坡口的半圆形浇注口，所述半圆形浇筑口内还设有三角形应力槽。
[0011]进一步的，所述上型腔块的内型腔面、下型腔块的内型腔面的设计方法，根据工艺需要先确定叶片在方箱中的位置，再在叶片设置于方箱内时对应方箱的前端面、后端面和中间部分平行地、等距地截取叶片上的三处型线；将预先确定的叶片四周需要包裹锡铋合金的厚度作为叶片型面的法向包络量，法向偏置截取的三条型线；再将偏置后的型线合理的分成上下型腔线，保证所分的上、下型腔线无倒钩，再通过曲线组的方法分别将上、下三条型腔线连成从而形成所述上型腔块的内型腔面、下型腔块的内型腔面。
[0012]本发明的有益效果在于:方箱箱体的内腔面是根据叶片型面轮廓法向偏置预定锡铋合金厚度的包络量形成的法向包络面，因而当叶片放入方箱内腔后，方箱内腔面与叶片四周形成均匀的空隙，这样在空隙内所浇注的锡铋金厚薄均匀，用量少、重量轻，能够有效减轻机床负载；同时，方箱内腔面与叶片的四周保持均匀的空隙，可以保持相同的热胀率，防止叶片变形，保证定位精度；方箱箱体由上端盖、下底座扣合的分体组合式结构，上端盖与下底座之间通过活节螺栓、螺母连接，在锡铋合金冷却膨胀时产生的变形可以通过活节螺栓传递至上箱体，从而减轻下箱体的变形，保证叶片相对于方箱底面的定位精度；并且由于方箱箱体为组合式结构，上端盖和下底座是通用的，能够适用于不同的叶片，根据待加工叶片型面的不同只需更换相应的上型腔块和下型腔块就可以了，大大节省了成本；带坡口的浇注口便于浇注锡铋合金，应力槽使加工完成后敲碎合金的工作更加方便有效，因而不仅可以浇注低熔点合金，也可以浇注易碎低熔点合金。
【附图说明】
[0013]图1为现有用于透平叶片加工的方箱结构的示意图；
图2为本发明实施例的用于透平叶片加工的方箱结构的主视结构示意图；
图3为图2的俯视结构不意图；
图4为本发明实施例的用于透平叶片加工的方箱结构的上箱体的立体结构示意图；
图5为本发明实施例的用于透平叶片加工的方箱结构的下箱体的立体结构示意图；
图6为本发明实施例方箱内型腔面设计方法中叶片型线截取示意图；
图7为本发明实施例方箱内型腔面设计方法中上、下型腔分割示意图；
图8为本发明实施例中将叶片置于方箱内的示意图。
[0014]附图标记:10-方箱箱体；11-内腔面；12-上箱体；121-上端盖；1211-榫头；122-上型腔块；1221-上型腔块的内型腔面；13-下箱体；131-下底座；1311-榫齿；132_下型腔块；1321-上型腔块的内型腔面；133-端面定位块；14-键槽结构；15_圆柱头内六角螺钉；16_活节螺栓；17_带肩六