涡轮转子磨工夹具的制作方法

本发明涉及发动机装配领域，特别地，涉及一种涡轮转子磨工夹具。

背景技术：

发动机燃气涡轮转子在装配到发动机之前，需要进行整盘叶尖磨削，磨削的直径尺寸为叶片在发动机内高速旋转工作状态的最大直径φD，目前主要是将发动机燃气涡轮转子的端齿固定在磨工夹具的端齿上，使用拉杆、压板、垫圈、螺母拉紧燃气涡轮转子，将带有燃气涡轮转子的磨工夹具放到磨床上，用磨床双顶尖顶住拉杆两端的顶尖孔，机床开始旋转，叶尖靠机床旋转离心力甩出最大直径φD，磨床的砂轮设定好磨削直径后开始磨削叶片的叶尖。

但是，普通的机床因为转速不高，叶片不能按照发动机工作状态的转速甩开叶片，达不到叶片工作状态时的最大直径值φD，有些叶片在磨削时可能磨不到，导致叶片尺寸不准确，装配到发动机内时影响发动机性能及质量；

另外一方面，因为叶片上有气膜孔，磨削过程中，部分磨削粉末会进入气膜孔内，堵住气膜孔，造成多余物，在发动机工作状态中，这些多余物一部分留在叶片内，一部分掉落到发动机内部，会影响叶片寿命及质量。

技术实现要素：

本发明提供了一种涡轮转子磨工夹具，以解决涡轮转子在普通机床上磨削时，转子叶片不能甩到最大直径造成有些叶片无法磨削的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明是一种涡轮转子磨工夹具，用于撑开涡轮转子叶片，该磨工夹具包括：用于固定涡轮盘的支座组件，与支座组件间隙配合并用于压紧涡轮转子两个端面的定位组件、位于涡轮盘两侧与定位组件抵接并用于撑开涡轮转子叶片到最大直径的撑紧组件，以及用于施加压力以用于撑紧组件撑开涡轮转子叶片的压力机，通过支座组件和定位组件固定涡轮盘并压紧涡轮转子端面，经压力机分别向撑紧组件施加压力以撑开涡轮转子叶片至最大直径。

进一步地，定位组件包括用于支撑涡轮转子两个端面的第一定位轴和第二定位轴，用于压紧第一定位轴的拉板及用于压紧第二定位轴的压板，拉板经拉杆与压板连接，拉杆上设有用于拉紧拉板和压板的拉紧螺母。

进一步地，撑紧组件包括与涡轮盘同心的圆环状压块，圆环状压块的外圆周方向设有多个与涡轮转子叶片对应的并用于叶片的舌簧，圆环状压块上设置有供压力机穿过的第一通孔，以及用于撑开涡轮转子叶片时锁止撑紧组件的第二通孔。

进一步地，撑紧组件上设有用于箍紧舌簧的卡箍，以便于舌簧对齐涡轮转子叶片的叶缘。

进一步地，舌簧与第一定位轴之间设有用于受力时撑开舌簧的涨紧套，涨紧套上设有垫片。

进一步地，磨工夹具还包括穿过第一通孔，用于向撑紧组件提供压力的压杆。

进一步地，涡轮盘上设有与第一定位轴贴合的密封垫圈。

进一步地，支座组件包括用于固定涡轮盘两侧的第一支座和第二支座，第一支座和第二支座经穿过涡轮盘中心的用于拉紧第一支座和第二支座的中心件连接。

进一步地，中心件的一端设有与第一支座连接的定位销，中心件的另一端设有与第二支座连接的螺钉。

进一步地，涡轮转子磨工夹具还包括用于防止磨削粉末进入涡轮转子叶片气膜孔的吹气设备；支座组件上开设有用于吹气设备的气流进入的通气孔。

本发明具有以下有益效果：

本发明的涡轮转子磨工夹具，该夹具包括用于固定涡轮盘的支座组件，位于涡轮盘两侧与支座组件间隙配合并用于压紧涡轮转子端面的定位组件、与定位组件抵接并用于撑开涡轮转子叶片至最大直径的撑紧组件，以及用于施加压力以用于撑紧组件撑开转子叶片的压力机，通过支座组件和定位组件固定涡轮盘并压紧涡轮转子端面，经压力机向撑紧组件施加压力以撑开涡轮转子叶片至最大直径，本发明有效解决了涡轮转子在普通机床上磨削时，转子叶片不能甩到最大直径造成有些叶片无法磨削的技术问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明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发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的涡轮转子磨工夹具的示意图；

图2是本发明优选实施例的涡轮转子的示意图；

图3是本发明优选实施例的涡轮转子叶片的示意图；

图4是本发明优选实施例吹气设备的气流在涡轮转子内的流向示意图。

附图标记说明：

1、第一支板；2、第二支板；3、第一压杆；4、第二压杆；

7、垫圈；8、卡箍；9、垫片；10、涨紧套；

11、第一支座；12、第二支座；13、中心件；14、拉紧螺钉；

21、第一定位轴；22、第二定位轴；23、拉板；24、拉杆；25、压板；26、拉紧螺母；

31、圆环状压块；32、舌簧；

40、涡轮盘；

50、涡轮转子叶片；51、叶缘；52、气膜孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1、图2及图3，本发明的优选实施例提供了一种涡轮转子磨工夹具，用于撑开涡轮转子叶片，该磨工夹具包括用于固定涡轮盘40的支座组件，与支座组件间隙配合并用于压紧涡轮转子两个端面的定位组件、位于涡轮盘40的两侧与定位组件抵接并用于撑开涡轮转子叶片50到最大直径的撑紧组件，以及用于施加压力以用于撑紧组件撑开涡轮转子叶片50的压力机，

通过支座组件和定位组件固定涡轮盘40并压紧涡轮转子端面，经压力机分别向撑紧组件施加压力以撑开涡轮转子叶片50至最大直径。

本实施例的涡轮转子磨工夹夹具通过支座组件和定位组件固定涡轮盘并压紧涡轮转子端面，经压力机分别向撑紧组件施加压力以撑开涡轮转子叶片至最大直径，有效的解决了涡轮转子叶片在普通机床上磨削时，转子叶片不能甩至最大直径造成有些叶片无法磨削的技术问题。

优选地，支座组件包括用于固定涡轮盘40两侧的第一支座11和第二支座12，第一支座11和第二支座12经穿过涡轮盘40中心的用于拉紧第一支座11和第二支座12的中心件13连接。

中心件13的一端设有与第一支座11连接的定位销，中心件13的另一端设有与第二支座12连接的拉紧螺钉14。

在本实施例中，第一支座11与涡轮盘40经螺钉连接，中心件13为拉杆，拉杆的一端经定位销与第一支座11连接，拉杆的另一端与第二支座12经拉紧螺钉14连接，拉杆与涡轮盘40同心，拧紧拉紧螺钉14的同时，拉杆拉紧第一支座11和第二支座12，用于涡轮盘40的定位和定心。

优选地，定位组件包括用于支撑涡轮转子两个端面的第一定位轴21和第二定位轴22，用于压紧第一定位轴21的拉板23及用于压紧第二定位轴22的压板25，拉板23经拉杆24与压板25连接，拉杆24上设有用于拉紧拉板23和压板25的拉紧螺母26。

在本实施例中，涡轮盘40的两侧设有压紧涡轮转子两个端面的第一定位轴21和第二定位轴22，第一定位轴21的一侧还设有压紧第一定位轴21的拉板23，第二定位轴22的一侧设有压紧第二定位轴22的压板25，拉板23经拉杆24与压板25连接，拉杆24的一端经定位销与拉板23连接，拉杆24的另一端经拉紧螺母26与压板25连接。拧紧拉紧螺母26，使拉杆24拉紧拉板23和压板25，进一步压紧第一定位轴21和第二定位轴22，以确保第一定位轴21和第二定位轴22贴近涡轮转子的端面，保证涡轮转子和叶片保持在同一水平面上。

优选地，撑紧组件包括与涡轮盘40同心的圆环状压块31，圆环状压块31的外圆周方向设有多个与涡轮转子叶片50对应并用于撑开叶片的舌簧32，圆环状压块31上设有供压力机穿过的第一通孔，以及用于撑开涡轮转子叶片50时锁止撑紧组件的第二通孔。

在本实施例中，舌簧32是与圆环状压块31的外圆周方向垂直的长条状膨胀板，多个长条状膨胀板呈均匀间隙设置在圆环状压块31的外圆周方向，舌簧32包括固定在圆环状压块31外圆周方向的固定端，以及远离圆环状压块31的用于与涡轮转子叶片50的叶缘51对应的自由端，舌簧32的数量是与涡轮转子叶片50的数量一一对应，在受力作用时，舌簧32的自由端撑紧涡轮转子叶片50。在其他实施例中，舌簧32可以是其他形状的用于撑开涡轮转子叶片50的膨胀板。

具体地，第一定位轴21和第二定位轴22的一侧分别设有撑紧组件，以设置在第一定位轴21一侧的撑紧组件做说明，撑紧组件包括与涡轮盘40同心且与第一定位轴21抵接的圆环状压块31，圆环状压块31的外圆周方向设有多个与涡轮转子叶片50对应的用于撑开叶片的舌簧32，第一圆环状压块31上设有供压力机穿过的第一通孔；第一圆环状压块31上还设有锁止撑紧组件的第二通孔。圆环状压块31设置在拉板23和第一定位轴21之间，圆环状压块31与第一定位轴21抵接，在拉杆24的作用下，拉板23压紧第一定位轴21。

同样的，在第二定位轴22一侧设有相同结构的撑紧组件，以用于撑开涡轮转子叶片50，并经螺钉锁止撑紧组件；第二定位轴22的一侧设有压板25，压板25压紧支撑组件，压板25经撑紧组件以用于压紧第二定位轴22。

在本实施例中，涡轮转子叶片50在位于涡轮盘40两侧的撑紧组件作用下，将涡轮转子叶片50撑至工作状态时的最大直径。

优选地，舌簧32与第一定位轴21或者第二定位轴22之间设有用于受力时撑开舌簧32的涨紧套10，涨紧套10上设有垫片9。

在本实施例中，舌簧32与第一定位轴21之间设有涨紧套10，涨紧套10上设有垫片9，舌簧32、涨紧套10均为膨胀件，压力机经圆环状压块31的第一通孔作用在垫片9上，涨紧套10在受力作用下，向外扩张，撑开舌簧32，直至撑开涡轮转子叶片50达到最大直径；圆环状压块31上对应垫片9的位置处设有第一通孔和第二通孔，压力机经第一通孔将压力作用与垫片9上，直至撑紧组件撑开涡轮转子叶片50至最大直径，锁止螺钉穿过第二通孔与垫片9抵接，拧紧螺钉，以锁止撑紧组件。在其他实施例中，还可以用螺钉将圆环状压块31与第一定位轴21固定，以锁止撑紧组件。

同样的，在第二定位轴22的一侧，撑紧组件与第二定位轴22之间设有相同结构涨紧套10和垫片9，在受力作用下，涨紧套10将撑紧组件撑开以将涡轮转子叶片50撑开至最大直径，并经螺钉锁止撑紧组件。

优选地，撑紧组件上设有用于箍紧舌簧32的卡箍8，以便于舌簧32对齐涡轮转子叶片50的叶缘51。在本实施例中，舌簧32为膨胀件，在安装时不便于对齐涡轮转子叶片50，所以在安装时，首先用卡箍8箍筋舌簧32，以便于舌簧32对齐涡轮转子叶片50的叶缘51。

优选地，磨工夹具还包括穿过第一通孔，用于向撑紧组件提供压力的压杆。在本实施例中，压杆设置在涡轮盘40的两侧，在第一定位轴21的一侧，设有用于向撑紧组件提供压力的第一压杆3，拉板23上设有供压力机穿过的通孔，第一压杆3穿过拉板23和撑紧组件的第一通孔作用在垫片9上，为撑紧组件提供撑开涡轮转子叶片50的压力；同样的，在第二定位轴22的一侧，设有用于向撑紧组件提供压力的第二压杆4，第二压杆4穿过撑紧组件作用在垫片9上，为撑紧组件提供撑开涡轮转子叶片50的压力；第一压杆3连接有第一支板1，第二压杆4连接有第二支板2，压力机经第一支板1和第二支板2施加压力。

优选地，磨工夹具还包括用于防止磨削粉末进入涡轮转子叶片50气膜孔52的吹气设备；支座组件上开设有用于吹气设备的气流进入的通气孔。

在本实施例中，参照图4，第一支座11上开设有通气孔，供吹气设备的气流进入涡轮转子叶片50，以防止涡轮转子磨削时，粉末进入叶片的气膜孔52。

优选地，涡轮盘40上设有与第一定位轴21贴合的密封垫圈7。

在本实施例中，密封垫圈7为橡胶材料的垫圈，粘贴在第一定位轴21，用于防止进入涡轮盘40的气流跑出，保证气流从涡轮转子叶片50气膜孔52流出。

涡轮转子磨工夹具的工作原理如下：

初始状态时，支座组件与定位组件间隙配合，第一定位轴21和第二定位轴22贴合涡轮转子的端面，位于涡轮盘40两侧撑紧组件的舌簧32对齐涡轮转子叶片50的叶缘51，运动时，压力机经涡轮转子两侧的压杆分别向垫片9施加压力，涨紧套10在压力机的作用下向外涨开将与其抵接的舌簧32撑开，舌簧32进一步将涡轮转子叶片50撑开，直至最大直径，此时，圆环状压块31上对应垫片9的位置设置的螺钉与垫片9抵接，拧紧螺钉以锁止撑紧组件，松开压力机，使涡轮转子叶片50保持在工作状态的最大直径，拧紧拉紧螺母26，使拉杆24拉紧拉板23和压板25，进一步压紧第一定位轴21和第二定位轴22，以确保第一定位轴21和第二定位轴22贴近涡轮转子的端面，保证涡轮转子和叶片在同一平面上。

将该磨工夹具安装在磨削机床上，吹气设备安装在磨削机床的顶尖上，开启吹气设备和磨削机床，对涡轮转子叶片50的叶尖进行磨削，吹气设备的气流从第一支座11的通气孔内进入夹具中而后进入涡轮转子叶片50内，从气膜孔52中流出，在涡轮转子磨削的过程中，粉末不会进入涡轮转子叶片50的气膜孔52内。

从以上的描述可以得知，本发明的涡轮转子磨工夹具，通过支座组件和定位组件固定涡轮盘并压紧涡轮转子端面，经压力机分别向撑紧组件施加压力以撑开涡轮转子叶片至最大直径，有效的解决了涡轮转子叶片在普通机床上磨削时，转子叶片不能甩至最大直径造成有些叶片无法磨削的技术问题；并且增加了吹气设备，在涡轮转子磨削过程中，使气流从该磨工夹具进入涡轮转子叶片内，从气膜孔中流出，以确保在磨削过程中，粉末不会掉落至气膜孔内；本发明使用普通磨削机床实现了高速磨削的效果，节省了成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。