单晶叶片的单晶取向测量夹具的制作方法

本实用新型涉及夹具领域，特别地，涉及一种单晶叶片的单晶取向测量夹具。

背景技术：

目前，三代以上的先进航空发动机的涡轮叶片都采用了单晶高温合金，该材料承温能力高，具有良好的综合性能，其能完美地应用于航空发动机涡轮叶片。然而，单晶高温合金是一种各向异性材料，其物理性能尤其是机械性能具有方向性和不对称性，其晶粒取向性大大地影响了其力学性能，因此，在工业应用中，单晶高温合金的晶轴取向受到严格的控制，对于航空发动机用单晶叶片，均要求100％对叶片的晶轴方向取向进行检测。

单晶叶片单晶取向采用X射线衍射原理进行测量，由X射线管产生连续X射线，X射线穿过细孔准直光阑，以近似平行光束照射到待测单晶试样上，由于试样晶体中存在着许多不同方向和不同间距d的晶面，这些晶面以不同的角度θ与入射X射线相交，这样就必然会有一些晶面满足布拉格方程而产生衍射，布拉格方程表示为：

λ＝2dsinθ···················(1)

式中：λ—X射线波长。

通过面阵探测器采集这些衍射X射线束，通过专用软件进行分析计算，最终得出晶体的取向角度信息。

目前，单晶取向测量的常规方法不能直接对单晶叶片进行测量，而是从单晶叶片浇道上切取一块试块，需将试块加工成规则形状，且试块需要按一定角度进行转动测量，这使得单晶取向测量过程繁琐、时间较长，且额外加工试块增加了测量成本。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种单晶叶片的单晶取向测量夹具，以解决单晶叶片的单晶取向测量时存在的测量过程繁琐、测量时间长及测量成本高的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种单晶叶片的单晶取向测量夹具，用于装夹定位待测量的单晶叶片后卡装至基于X射线衍射法原理测量单晶取向的试样平台上，单晶取向测量夹具包括：用于卡装至试样平台上、且卡装至试样平台上时的安装中线与试样平台的中线平行的卡接台，卡接台上设有用于支承、定位单晶叶片的夹具本体；夹具本体包括用于支承单晶叶片以使单晶叶片的叶片积叠轴与卡接台的安装中线平行的支座、用于抵顶支承于支座上的单晶叶片的缘板流道面以对单晶叶片沿其叶片积叠轴方向进行定位的第一定位块、用于抵顶支承于支座上的单晶叶片的榫头以对单晶叶片沿垂直其叶片积叠轴方向进行定位的第二定位块，支座、第一定位块及第二定位块均固定设置于卡接台上。

进一步地，支座包括用于支承单晶叶片的缘板的缘板支靠块、用于支承单晶叶片的叶身的叶身支靠块；缘板支靠块和叶身支靠块沿单晶叶片的叶片积叠轴方向相对间隔设置，单晶叶片支承于缘板支靠块和叶身支靠块上且其叶片积叠轴与卡接台的安装中线平行；第一定位块设置于缘板支靠块和叶身支靠块之间；第二定位块靠近缘板支靠块。

进一步地，叶身支靠块上与单晶叶片的叶背抵顶的面为与叶背的弧面贴合的弧面。

进一步地，缘板支靠块上与单晶叶片的缘板侧边抵顶的面为与缘板侧边的平面贴合的平面。

进一步地，第一定位块包括与卡接台固定的固定部，固定部上设有沿叶片积叠轴方向延伸以抵顶单晶叶片的缘板流道面的定位部。

进一步地，定位部上与单晶叶片的缘板流道面抵顶的面为球面。

进一步地，第二定位块上与单晶叶片的榫头侧边抵顶的面为与单晶叶片的榫头侧边贴合的斜面。

进一步地，卡接台包括用于安装夹具本体的安装板，安装板的安装中线与单晶叶片装设于夹具本体上时的叶片积叠轴平行；安装板的背面设有卡条组，以使安装板卡装至试样平台上且安装板的安装中线与试样平台的中线平行。

进一步地，试样平台为方形平台，包括与其中线平行的第一限位边及与第一限位边垂直的第二限位边；卡条组包括与第一限位边抵靠以限位的第一卡条、与第二限位边抵靠以限位的第二卡条，安装板通过第一卡条与第一限位边的抵靠、第二卡条与第二限位边的抵靠卡装至试样平台上。

进一步地，第一卡条上与第一限位边抵靠的第一限位面与第一限位边平行，第二卡条上与第二限位边抵靠的第二限位面与第二限位边平行；安装板为方形板，包括与其安装中线平行的第一侧边及与第一侧边垂直的第二侧边，第一限位面与第一侧边平行，第二限位面与第二侧边平行。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的单晶叶片的单晶取向测量夹具中，通过支座支承单晶叶片，并使支承于支座上的单晶叶片的叶片积叠轴与卡接台的安装中线平行，再通过第一定位块抵顶支承于支座上的单晶叶片的缘板流道面以对单晶叶片沿其叶片积叠轴方向进行定位，及通过第二定位块抵顶支承于支座上的单晶叶片的榫头以对单晶叶片沿垂直其叶片积叠轴方向进行定位，从而单晶叶片在支座、第一定位块及第二定位块的作用下支承定位于卡接台上且单晶叶片的叶片积叠轴与卡接台的安装中线平行，又因为卡接台卡装至试样平台上时，其安装中线与试样平台的中线平行，从而定位后的单晶叶片的叶片积叠轴与试样平台的中线平行，这样就保证了待测量单晶叶片的方位符合X射线衍射法测量单晶取向的原理。本实用新型的单晶叶片的单晶取向测量夹具实现了对单晶叶片的直接测量，且测量过程中无需转动单晶叶片，故相比现有的方式，采用本实用新型的单晶叶片的单晶取向测量夹具测量单晶叶片的单晶取向时操作简单、测量时间短，不仅提高了测量效率，节省了人力，且降低测量成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的单晶叶片的单晶取向测量夹具的空间结构示意图；

图2是图1中单晶叶片的单晶取向测量夹具的仰视结构示意图；

图3是图1中单晶叶片的单晶取向测量夹具的右视结构示意图；

图4是图1中单晶叶片的单晶取向测量夹具的主视结构示意图；

图5是图1中单晶叶片的单晶取向测量夹具卡装至试样平台的俯视结构示意图；

图6是图5的仰视结构示意图。

图例说明

10、单晶叶片；20、试样平台；21、第一限位边；22、第二限位边；30、卡接台；31、安装板；311、第一侧边；312、第二侧边；32、第一卡条；321、第一限位面；33、第二卡条；331、第二限位面；40、夹具本体；41、第一定位块；42、第二定位块；43、缘板支靠块；44、叶身支靠块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1和图5，本实用新型的优选实施例提供了一种单晶叶片的单晶取向测量夹具，用于装夹定位待测量的单晶叶片10后卡装至基于X射线衍射法原理测量单晶取向的试样平台20上，单晶取向测量夹具包括：用于卡装至试样平台20上、且卡装至试样平台20上时的安装中线与试样平台20的中线平行的卡接台30，卡接台30上设有用于支承、定位单晶叶片10的夹具本体40。夹具本体40包括用于支承单晶叶片10以使单晶叶片10的叶片积叠轴与卡接台30的安装中线平行的支座、用于抵顶支承于支座上的单晶叶片10的缘板流道面以对单晶叶片10沿其叶片积叠轴方向进行定位的第一定位块41、用于抵顶支承于支座上的单晶叶片10的榫头以对单晶叶片10沿垂直其叶片积叠轴方向进行定位的第二定位块42，支座、第一定位块41及第二定位块42均固定设置于卡接台30上。本实用新型的单晶叶片的单晶取向测量夹具中，通过支座支承单晶叶片10，并使支承于支座上的单晶叶片的叶片积叠轴与卡接台30的安装中线平行，再通过第一定位块41抵顶支承于支座上的单晶叶片10的缘板流道面以对单晶叶片10沿其叶片积叠轴方向进行定位，及通过第二定位块42抵顶支承于支座上的单晶叶片10的榫头以对单晶叶片10沿垂直其叶片积叠轴方向进行定位，从而单晶叶片10在支座、第一定位块41及第二定位块42的作用下支承定位于卡接台30上且单晶叶片10的叶片积叠轴与卡接台30的安装中线平行，又因为卡接台30卡装至试样平台20上时，其安装中线与试样平台20的中线平行，从而定位后的单晶叶片10的叶片积叠轴与试样平台20的中线平行，这样就保证了待测量单晶叶片的方位符合X射线衍射法测量单晶取向的原理。本实用新型的单晶叶片的单晶取向测量夹具实现了对单晶叶片的直接测量，且测量过程中无需转动单晶叶片，故相比现有的方式，采用本实用新型的单晶叶片的单晶取向测量夹具测量单晶叶片的单晶取向时操作简单、测量时间短，不仅提高了测量效率，节省了人力，且降低测量成本。

可选地，如图1所示，支座包括用于支承单晶叶片10的缘板的缘板支靠块43、用于支承单晶叶片10的叶身的叶身支靠块44。缘板支靠块43和叶身支靠块44沿单晶叶片10的叶片积叠轴方向相对间隔设置，单晶叶片10支承于缘板支靠块43和叶身支靠块44上且其叶片积叠轴与卡接台30的安装中线平行。第一定位块41设置于缘板支靠块43和叶身支靠块44之间。第二定位块42靠近缘板支靠块43。

优选地，如图1所示，为防止支承于叶身支靠块44上的单晶叶片10的叶身在垂直叶片积叠轴的方向左右晃动从而影响单晶叶片10的定位精度，本优选实施例中，叶身支靠块44上与单晶叶片10的叶背抵顶的面为与叶背的弧面贴合的弧面。

同样的，如图1所示，为防止支承于缘板支靠块43上的单晶叶片10的缘板在垂直叶片积叠轴的方向左右晃动从而影响单晶叶片10的定位精度，本优选实施例中，缘板支靠块43上与单晶叶片10的缘板侧边抵顶的面为与缘板侧边的平面贴合的平面。

可选地，如图1和图4所示，第一定位块41包括与卡接台30固定的固定部，固定部上设有沿叶片积叠轴方向延伸以抵顶单晶叶片10的缘板流道面的定位部。优选地，如图1所示，定位部上与单晶叶片10的缘板流道面抵顶的面为球面。由于球面具有自动调心的作用，当通过球面与单晶叶片10的缘板流道面抵顶时，可自动调节以始终在平行叶片积叠轴的方向抵顶缘板流道面。

优选地，如图1和图3所示，第二定位块42上与单晶叶片10的榫头侧边抵顶的面为与单晶叶片10的榫头侧边贴合的斜面。

可选地，如图2、图5和图6所示，卡接台30包括用于安装夹具本体40的安装板31，安装板31的安装中线与单晶叶片10装设于夹具本体40上时的叶片积叠轴平行。安装板31的背面设有卡条组，以使安装板31卡装至试样平台20上且安装板31的安装中线与试样平台20的中线平行。

本实施例中，如图2和图5所示，试样平台20为方形平台，包括与其中线平行的第一限位边21及与第一限位边21垂直的第二限位边22。卡条组包括与第一限位边21抵靠以限位的第一卡条32、与第二限位边22抵靠以限位的第二卡条33，安装板31通过第一卡条32与第一限位边21的抵靠、第二卡条33与第二限位边22的抵靠卡装至试样平台20上。

进一步地，如图2和图6所示，第一卡条32上与第一限位边21抵靠的第一限位面321与第一限位边21平行，第二卡条33上与第二限位边22抵靠的第二限位面331与第二限位边22平行。安装板31为方形板，包括与其安装中线平行的第一侧边311及与第一侧边311垂直的第二侧边312，第一限位面321与第一侧边311平行，第二限位面331与第二侧边312平行。由于第一限位面321与第一限位边21平行，第一限位边21与试样平台20的中线平行，故第一限位面321与试样平台20的中线平行；由于第一限位面321与第一侧边311平行，第一侧边311与安装板31的安装中线平行，故第一限位面321与安装板31的安装中线平行，从而试样平台20的中线与安装板31的安装中线平行，又因为安装板31的安装中线与叶片积叠轴平行，从而试样平台20的中线与叶片积叠轴平行。

以上所述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。