专利名称：用于涡轮叶片的夹具以及包括该夹具的磨床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工装夹具领域，具体涉及用于涡轮叶片的夹具以及包括这种夹具 的磨床。
背景技术：
图1示出了一种目前在用的涡轮叶片夹具的结构示意图。如图1中所示的，该夹 具主要包括定位块1和压板2，需要进行平磨时，将涡轮叶片放置在定位块1上，叶片上、下 叶冠的水平侧面放置在定位块1的基底部分上，上、下叶冠的竖向侧面与定位块1的定位部 分抵接在一起，由此实现对叶片的定位，进而将压板2压紧在叶身(叶盆或叶背)上，旋紧 压板2上的螺母，由此夹紧叶片，随之对叶片进行平磨。该现有技术中的夹具主要存在以下缺点1.涡轮叶片叶冠的竖向侧面是具有角度的，并不垂直于叶身上、下叶冠的水平侧 面，由于这种有角度的竖向侧面，叶片无法实现在定位块1上稳固地定位，夹紧后的叶片在 平磨时容易发生移位，因此使叶片加工不准确，误差较大。2.夹紧叶片时是直接用压板2压在叶身上，由于叶身是不规则的形状(具有弧 度)，同样导致不能稳固地夹紧叶片，从而导致加工误差较大，并且压板2压紧叶身时常会 划伤叶身。3.由于叶片的加工非常复杂，由很多工序要进行，经平磨后的叶片平面要作为下 一道工序的加工基准，那么在平磨叶片时设定一个准确的测量基准就很重要，现有的夹具 没有测量经平磨的叶片平面的基准，而如果没有准确的测量基准，则经平磨的叶片的累计 误差就很大，由此会导致次品率上升。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种改进的，其能够稳固地夹紧叶片，减小平磨误差， 提高产品质量。针对上述目的，根据本实用新型的第一方面提供了一种用于涡轮叶片的夹具，包 括底座；定位装置，固定在夹具的底座上，定位装置具有用于放置涡轮叶片的水平安置面 以及用于在侧向上定位涡轮叶片的竖向倾斜定位面，定位面与安置面形成一斜角，斜角与 涡轮叶片的叶冠的倾斜侧面的角度相匹配；以及压紧装置，安装在底座上，压紧装置具有压 紧涡轮叶片的压紧端。进一步地，根据本实用新型第一方面的用于涡轮叶片的夹具，其中，斜角小于等于 叶冠毛坯的竖向倾斜侧面的角度。进一步地，根据本实用新型第一方面的用于涡轮叶片的夹具还包括圆柱状压紧 棒，设置在压紧装置与涡轮叶片之间，压紧棒的半径小于涡轮叶片叶盆最低点处的曲率半径。进一步地，根据本实用新型第一方面的用于涡轮叶片的夹具还包括顶面为标准水平面的测量基准，测量基准为磨床的磁台或放置在底座上的基准块。进一步地，根据本实用新型第一方面的用于涡轮叶片的夹具还包括固定在底座上 的定位销，定位销沿着安置后的涡轮叶片的纵向方向设置在定位装置外侧。进一步地，根据本实用新型第一方面的用于涡轮叶片的夹具，其中，压紧装置在其 支撑端处通过支撑螺栓安装在底座上。进一步地，根据本实用新型第一方面的用于涡轮叶片的夹具，其中，压紧装置通过 贯穿其中的螺栓安装在底座上，压紧装置与底座之间设置压缩弹簧、片簧或橡胶弹簧，压紧 装置上方以螺母拧紧。进一步地，根据本实用新型第一方面的用于涡轮叶片的夹具，其中，压紧装置的压 紧端后侧形成有凹部。进一步地，根据本实用新型第一方面的用于涡轮叶片的夹具，其中，夹具包括两个 定位装置，两个定位装置分别设置在底座的两侧。根据本实用新型的第二方面提供了一种磨床，该磨床包括根据本实用新型第一方 面的用于涡轮叶片的夹具，夹具放置在磨床的磁台上。本实用新型具有以下技术效果本实用新型的用于涡轮叶片的夹具主要由定位装置和夹紧装置组成，其中将定位 装置的竖向定位面形成为斜面，并且使该斜面的倾斜角度与涡轮叶片叶冠的倾斜侧面的倾 斜角度相匹配，从而在加工叶片的过程中稳固地夹紧叶片，有效防止叶片移动，减小加工误差。应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是 为了对要求保护的本实用新型提供进一步的说明。
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本实用新型。这些附图图解了 本实用新型的一些实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。在附图中相同的 部件用相同的标号表示。附图中图1示出了现有技术中的涡轮叶片夹具的结构示意图；图2示出了根据本实用新型一个实施方式的用于涡轮叶片的夹具的结构示意图；图3示出了根据本实用新型一个实施方式的用于涡轮叶片的夹具的另一结构示 意图；图4示出了根据本实用新型另一实施方式的用于涡轮叶片的夹具的一个局部剖 视结构示意图；以及图5示出了待加工的涡轮叶片的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图并结合示例性实施例来说明根据本实用新型的具体实施方式
。图1示出了根据本实用新型一个实施方式的用于涡轮叶片的夹具。如图1中所示， 该夹具包括固定在夹具的底座40上的定位块(定位装置)10，定位块10具有用于放置涡 轮叶片70(如图5中所示)的安置面11以及用于在侧向上(即横切于涡轮叶片70的纵向轴线的方向)定位涡轮叶片70的倾斜定位面12，该定位面12与安置面11形成斜角α，斜 角α与涡轮叶片70的叶冠73的竖向倾斜侧面73a(如背景技术中描述的，该竖向倾斜侧 面73a在涡轮叶片70安装到位后抵接于定位面12)的斜度相匹配；本夹具还包括安装在底 座40上的压板(压紧装置)20，压板20具有压紧涡轮叶片的压紧端21。上述本实用新型的夹具中，由于与叶冠73的竖向倾斜侧面73a抵接的定位面12 形成为斜面，且倾斜的角度α与叶冠71的竖向倾斜侧面73a的斜度相匹配，由此使得涡轮 叶片70能够更加稳固地定位，有效防止平磨过程中不期望的移动，从而能够减小产品的加 工误差。对于上述图5中所示的叶片70，需要说明的是，图中虚线所示的轮廓是叶片70加 工成型后的外型，而虚线外部的较粗的实线则是叶片半成品的轮廓。在本实用新型的夹具中，上述安置面11通常为水平面，以便于安置涡轮叶片70， 因为在将涡轮叶片70放置到定位块10上时，涡轮叶片70的叶冠73的水平侧面7 将直 接放置在上述安置面11上。优选的，上述斜角α小于等于叶冠73的倾斜侧面73a的斜度。这是由于涡轮叶片 70的毛坯在铸造过程中可能有角度误差，而在后续的加工过程中毛坯的角度误差会逐渐减 小，从而叶冠的倾斜侧面73a的角度也随之减小，因此，设计定位块12的定位斜角α时应 小于毛坯叶冠的倾斜侧面73a的角度。进一步，如图3(其中省略了定位块10)所示，根据本实用新型的夹具还包括圆柱 状压紧棒50，该压紧棒50用于辅助压紧涡轮叶片70，以便更加稳固地压紧叶片70。在使 用状态下，该压紧棒50设置在压板20与涡轮叶片70之间，在压板20要压紧在涡轮叶片 70的叶盆72上的情况下，将该压紧棒50放入叶盆72内，由于叶盆72呈下凹形状，因此压 紧棒50会自动滚到叶盆72的最低点处，此时再将压板20的压紧端21压在压紧棒50上。 根据这种布置，压板20通过压紧棒50间接地压紧在叶盆72上，由于压紧棒50具有圆柱状 外形，这种圆柱状外形能够适应叶盆72的下凹形状，因此使得夹具能够更加稳定的夹紧叶 片70。同时，压紧棒50的圆滑外形也不会对叶盆72产生刮擦，防止刮伤叶片70，这一点在 叶片70预先进行过镀膜处理的情况下尤其有益。由于上述设计，使得本实用新型的夹具与 现有技术的夹具相比具有显著的优点。现有技术中，压板直接压紧在叶盆72上，压板的两 个棱边与叶盆72接触，不仅难以稳定压紧叶片，同时很容易在平磨过程刮伤叶片表面，这 对于表面光洁度要求很高的涡轮叶片而言是非常不利的。并且，优选的，压紧棒50的半径 小于等于叶盆72最低点处的曲率半径，这保证压紧棒50能够顺利地容纳在叶盆72的下凹 中。图4示出了根据本实用新型的夹具的一个局部剖视示意图，其中所示出的部分与 图3中所示的类似，区别在于，图4中示出叶片70反转过来平磨的状态，压板20的压紧端 21此时压紧在叶片70的叶背71上。进一步，为了提高叶片70的加工精度，减小累积误差，本实用新型的夹具还包括 顶面为标准水平面的测量基准30。在图1所示的实施例中，测量基准30为放置在底座40 上的额外的基准块，为了提供准确地测量基础，基准块顶面要严格地精细加工。此外，在其 他事实方式中，测量基准30可以直接由磨床的磁台形成，这是因为，磨床的磁台是磨床零 部件安装的基准面，其通常具有良好的水平度，能够满足作为测量基准的需要。通过建立这种测量基准30，在平磨操作中，将由于测量打磨厚度的百分表放置在该测量基准30上，整 个平磨操作中都以这个同样的基准进行测量，由此能够准确地测量打磨的尺寸，减小累积 误差。并且，能够显著提高叶片加工的一致性。优选的，本实用新型的夹具还包括固定在底座40上的定位销65，该定位销65用于 在纵向上对涡轮叶片70进行定位。具体地，定位销65沿着安置后的涡轮叶片70的纵向方 向设置在定位块10外侧，由此，当安装叶片70时，将叶冠73的顶部抵接于该定位销65，即 可实现纵向定位。同时，参照图4可见，支撑螺栓60拧入底座40中的下端处还设置有锁紧 销66，以便支撑螺栓60牢固地拧紧在底座40中。进一步，如图1和图2所示，压板20通过贯穿其中的螺栓60安装在底座40上，螺 栓60的下端拧入底座40，上端则伸出到压板20之上。在图示的实施例中，压板20与底座 40之间还设置压缩弹簧62，压板20上方以螺母61拧紧。通过这种设计，在保证压板20自 由移动的同时，还能够根据叶片的具体尺寸方便地调节压板20。在其他实施例中，可以用片 簧、橡胶弹簧等其他弹性元件替换压缩弹簧62此外，如图1和图2所示，螺母61与压板20 之间以及压板20与压缩弹簧62之间均设置有垫圈63。此外，在典型实施例中，压板20在其支撑端23处通过支撑螺栓64支撑在底座40 上，支撑螺栓64的下端拧入底座40中。并且，由于压板20具有条形贯穿开口(即，螺栓 60穿过的开口，图中未示出)，因此压板20可以沿着该条形贯穿开口前后移动，在移动过程 中，支撑螺栓64的顶端6 支撑压板20。优选地，压板20还形成有滑动槽M，支撑螺栓的 顶端6 就在该滑动槽M中移动。再次参照图4，优选地，在图4所示的实施例中，可见到 支撑螺栓64的顶部形成为圆弧形，这样可以在支撑压板20以及压板20相对于支撑螺栓64 移动时，避免支撑螺栓64的顶端6 刮擦压板20。优选地，如图2所示，在本实用新型的夹具中，压板20的压紧端21后侧形成有凹 部22。这种设计是为了适应涡轮叶片70的弧形叶身的形状，对于弧度较大的叶身形状，当 叶盆72向上时，其向上延伸的侧边可能会接触到压板20的下表面，这是不希望发生的情 况，因此设置这种凹部22，以避免叶身的侧边与压板20接触。在图示的实施方式中，夹具包括两个定位块10，两个定位块10分别设置在底座40 的两侧，以支撑涡轮叶片70两端的叶冠部分。实践证明，通过改进现有的夹具，利用本实用新型的夹具不仅搞了叶片产品的质 量，而且缩短了叶片加工制造周期，提高工效近20%。以每月加工5台份，共500多片叶片 的生产情况为例，叶片加工合格率达98%，良品率显著提高。需要说明的，根据本实用新型的原理，还提供了一种包括根据本实用新型的夹具 的磨床，本实用新型的夹具放置在磨床的磁台上，且位于砂轮的正下方，打开磨床磁台的电 磁开关，将夹具的底座40吸在磨床磁台上，即可实现定位。上述磨床同样是本实用新型所 要求专利保护的主题，在本实用新型的保护范围之内。以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域 的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于涡轮叶片的夹具，其特征在于，包括底座(40)；定位装置(10)，固定在所述夹具的底座GO)上，所述定位装置(10)具有用于放置所述 涡轮叶片(70)的水平安置面(11)以及用于在侧向上定位所述涡轮叶片(70)的竖向倾斜 定位面(12)，所述定位面(12)与所述安置面(11)形成一斜角(α)，所述斜角(α)与所述 涡轮叶片(70)的叶冠(73)的倾斜侧面(73a)的角度相匹配；以及压紧装置(20)，安装在所述底座00)上，所述压紧装置具有压紧所述涡轮叶片的压紧 端 01)。
2.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片的夹具，其特征在于，所述斜角(α)小于等于 叶冠毛坯的竖向倾斜侧面(73a)的角度。
3.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片的夹具，其特征在于，还包括圆柱状压紧棒 (50)，设置在所述压紧装置O0)与所述涡轮叶片(70)之间，所述压紧棒(50)的半径小于 所述涡轮叶片(70)叶盆(72)最低点处的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片的夹具，其特征在于，还包括顶面为标准水平 面的测量基准(30)，所述测量基准为磨床的磁台或放置在所述底座00)上的基准块。
5.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片的夹具，其特征在于，还包括固定在所述底座 (40)上的定位销(65)，所述定位销(65)沿着安置后的所述涡轮叶片的纵向方向设置在所 述定位装置(10)外侧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于涡轮叶片的夹具，其特征在于，所述压紧装 置O0)在其支撑端处通过支撑螺栓(64)安装在所述底座GO)上。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的用于涡轮叶片的夹具，其特征在于，所述压紧装 置O0)通过贯穿其中的螺栓(60)安装在所述底座GO)上，所述压紧装置O0)与所述底 座G0)之间设置压缩弹簧(62)、片簧或橡胶弹簧，所述压紧装置O0)上方以螺母(61)拧 紧。
8.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片的夹具，其特征在于，所述压紧装置O0)的压 紧端Ol)后侧形成有凹部02)。
9.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片的夹具，其特征在于，所述夹具包括两个所述 定位装置(10)，两个所述定位装置(10)分别设置在所述底座G0)的两侧。
10.一种磨床，其特征在于，包括根据前述权利要求中任一项所述的用于涡轮叶片的夹 具，所述夹具放置在所述磨床的磁台上。
专利摘要本实用新型提供了一种用于涡轮叶片的夹具和包括该夹具的磨床。本实用新型的夹具包括底座；固定在夹具的底座上的定位装置，定位装置具有用于放置涡轮叶片的水平安置面以及用于在侧向上定位涡轮叶片的竖向倾斜定位面，定位面与安置面形成一斜角，斜角与涡轮叶片的叶冠的倾斜侧面的角度相匹配；以及安装在底座上的压紧装置，压紧装置具有压紧涡轮叶片的压紧端。本实用新型的用于涡轮叶片的夹具的定位装置的竖向定位面形成为斜面，并且使该斜面的倾斜角度与涡轮叶片叶冠的倾斜侧面的倾斜角度相匹配，从而在加工叶片的过程中稳固地夹紧叶片，有效防止叶片移动，减小加工误差。
文档编号B24B19/14GK201907047SQ201020587430
公开日2011年7月27日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者吴登良 申请人:株洲南方燃气轮机成套制造安装有限公司