一種渦輪葉片渦流探傷對比試塊加工夾具及其制作方法與流程

本發明屬于計量檢測技術領域，涉及一種渦輪葉片渦流探傷對比試塊加工夾具及其制作方法。

背景技術：

發動機渦輪葉片渦流探傷對比試塊一般采用在渦輪葉片上線切割加工人工缺陷的方法制作的，然后再對試塊上的人工缺陷進行檢測。由于渦輪葉片型面復雜，非平面狀態，加工時沒有基準面，現有技術是將渦輪葉片擺放到需要位置時，用壓板壓住進行線切割加工人工缺陷，然后在對試塊進行計量檢測，加工狀態和計量狀態的裝夾位置很難保證一致，因此導致人工缺陷尺寸計量結果準確性差，不能滿足渦輪葉片對比試塊加工的要求。同時在加工時，需要耗費大量時間擺放葉片，而計量時，也需要耗費大量時間調整葉片的擺放角度。

技術實現要素：

本發明的目的是：提出渦輪葉片渦流探傷對比試塊加工夾具及其制作方法，在渦輪葉片渦流探傷對比試塊的加工和計量時能快速將葉片位置擺放到位，且裝夾狀態穩定可靠，提高試塊制作及計量檢測工作效率，重復計量準確性高。

本發明的技術方案是：一種渦輪葉片渦流探傷試塊加工夾具，包括基座1、榫槽塊2和螺釘3。所述基座1包括三個工作面，基面a，側面b和側面c，側面b與基面a的夾角為α，側面c與基面a的夾角為β；所述榫槽塊2數量是兩塊，分別通過兩個螺釘3安裝在側面b和側面c上；榫槽塊2的上表面開有一榫槽，榫槽的型面與渦輪葉片6的榫頭型面相符，榫槽貫通榫槽塊2的上下兩面，并與榫槽塊2的端面開通，呈開口形，榫槽型面的對稱中心平面垂直于榫槽2的底平面，當渦輪葉片6排氣邊朝上，榫頭部分插入側面b上的榫槽塊2的榫槽中，進氣邊一側的榫頭端面e與側面b相抵，葉身部分懸空支出榫槽塊2和基座1，呈懸臂狀態時，渦輪葉片6排氣邊預加工人工缺陷處的區域表面x與基面a之間的距離保證最小值與最大值的差不 大于0.2mm；當渦輪葉片6進氣邊朝上，榫頭部分插入側面c上的榫槽塊2的榫槽中，排氣邊一側的榫頭端面d與側面c相抵，葉身部分懸空支出榫槽塊2和基座1，呈懸臂狀態時，渦輪葉片6進氣邊預加工人工缺陷處的區域表面y與基面a之間的距離保證最小值與最大值的差不大于0.2mm。

所述一種渦輪葉片渦流探傷試塊加工夾具的制作方法，包括以下步驟：

1.標記缺陷區域：

a.標記渦輪葉片6排氣邊預加工人工缺陷處的區域表面x，以預加工的排氣邊人工缺陷為中心，區域劃定大小為10～100mm²進行標記；

b.標記渦輪葉片6進氣邊預加工人工缺陷處的區域表面y，以預加工的進氣邊人工缺陷為中心，區域劃定大小為10～100mm²進行標記；

2.制作榫槽塊2：首先在榫槽塊2上表面加工榫槽，接著在上表面劃一條直刻線7，直刻線7與榫槽的對稱中心平面平行；然后在上表面避開榫槽的位置加工兩個螺紋過孔。

3.測定基座1工作面夾角：

a.測定側面b與基面a的夾角α

渦輪葉片6排氣邊一側的榫頭端面d朝上，其榫頭部分插入榫槽塊2的榫槽中，再將榫槽塊2底平面朝下放置在水平工作臺上，保持渦輪葉片6與榫槽塊2的相對位置不變，調整榫槽塊2的底平面與工作臺面之間的夾角，使用杠桿千分表，采用打表法測量標記的預加工人工缺陷處的區域表面x與工作臺面之間的距離，保證區域表面x與工作臺面之間的距離最小值與最大值的差不大于0.2mm，測量此時榫槽塊2底平面與工作臺面的夾角值即為側面b與基面a的夾角α值。

b.測定側面c與基面a的夾角β

渦輪葉片6進氣邊一側的榫頭端面e朝上，其榫頭部分插入榫槽塊2的榫槽中，再將榫槽塊2底平面朝下放置在水平工作臺上，保持渦輪葉片6與榫槽塊2的相對位置不變，調整榫槽塊2的底平面與工作臺面之間的夾角，使用杠桿千分表，采用打表法測量標記的預加工 人工缺陷處的區域表面y與工作臺面之間的距離，保證區域表面y與工作臺面之間的距離最小值與最大值的差不大于0.2mm，測量此時榫槽塊2底平面與工作臺面的夾角值即為側面c與基面a的夾角β值。

4.制作基座1：根據測得的α和β值制作基座1，并在側面b、c上各加工1個螺紋孔4。

5.配做螺紋孔5：在基座1的側面b和側面c上分別配做一個螺紋孔5。配做方法如下：

a.配做側面b上的螺紋孔5，首先用螺釘3通過榫槽塊2上的螺紋過孔之一旋入側面b上的螺紋孔4，將一個榫槽塊2裝在基座1的側面b上，使榫槽塊2上的直刻線7大致與基面a平行，不需擰很緊；然后將渦輪葉片6排氣邊朝上，榫頭部分插入這個榫槽塊2的榫槽中，使進氣邊一側的榫頭端面e與側面b相抵，葉身部分懸空支出榫槽塊2和基座1；接著使用杠桿千分表，采用打表法測量排氣邊的預加工人工缺陷處的區域表面x與基面a的距離，通過調整榫槽塊2保證區域表面x與基面a之間的距離最小值與最大值的差不大于0.2mm，利用此時榫槽塊上另一螺紋過孔的位置可以確定側面b上預加工螺紋孔5的位置，并做好標記，取下榫槽塊2，在側面b上加工螺紋孔5。

b.配做側面c上的螺紋孔5，所用方法與配做側面b上的螺紋孔5相同，區別在于渦輪葉片6是進氣邊朝上裝入榫槽塊2中，榫槽塊2安裝在側面c上，杠桿千分表測量的區域是進氣邊預加工人工缺陷處的區域表面y與基面a的距離。

6.裝配夾具：將兩個榫槽塊2按配做螺釘孔5時的位置，通過兩個連接件螺釘3分別裝于基座的側面b和側面c上。

本發明的優點是：加工、計量渦輪葉片渦流探傷對比試塊人工缺陷時擺放容易到位，效率高，計量重復性好。加工進氣邊人工缺陷和加工排氣邊人工缺陷可以使用同一個夾具。試驗證明，本發明大大提高了渦輪葉片渦流探傷對比試塊上的人工缺陷的加工和計量檢測的工作效率以及重復計量的準確性。

附圖說明

圖1是本發明的夾具結構示意圖

圖2是本發明的夾具基座示意圖

圖3是渦輪葉片榫頭插入榫槽塊時截面圖

圖4是渦輪葉片平放時示意圖

具體實施方式

參見圖1-4，對本發明做詳細說明：

實施例1，某型航空發動機ⅱ級渦輪葉片渦流探傷試塊加工夾具，包括基座1、榫槽塊2和螺釘3。先按照本發明所述的夾具制造方法制作夾具，具體過程如下：

1.標記缺陷區域：

a.標記渦輪葉片6排氣邊預加工人工缺陷處的區域表面x，以預加工的排氣邊人工缺陷為中心，區域劃定大小為40mm²進行標記；

b.標記渦輪葉片6進氣邊預加工人工缺陷處的區域表面y，以預加工的進氣邊人工缺陷為中心，區域劃定大小為40mm²進行標記；

2.制作榫槽塊2：榫槽塊是一個長方體，以渦輪葉片6的榫頭型面尺寸在榫槽塊2的上表面加工一個榫槽，榫槽貫通榫槽塊2的上下兩面，并與榫槽塊2的端面開通，呈開口形，榫槽型面的對稱中心平面垂直于榫槽2的底平面，渦輪葉片6榫頭部分插入榫槽塊2的榫槽后，其葉身部分支出榫槽塊2，呈懸臂狀態；在榫槽塊2的上表面劃一條直刻線7，直刻線7與榫槽的對稱中心平面重合；在榫槽塊2的上表面避開榫槽加工兩個螺紋過孔。

3.測定基座1工作面夾角：

a.測定側面b與基面a的夾角α

渦輪葉片6排氣邊一側的榫頭端面d朝上，其榫頭部分插入榫槽塊2的榫槽中，再將榫槽塊2底平面朝下放置在水平工作臺上，保持渦輪葉片6與榫槽塊2的相對位置不變，調整榫槽塊2的底平面與工作臺面之間的夾角，使用杠桿千分表，采用打表法測量標記的預加工人工缺陷處的區域表面x與工作臺面之間的距離，使區域表面x與工作臺面之間的距離最小值與最大值的差0.13mm，測量此時榫槽塊2底平面與工作臺面的夾角值即為側面b與基面a的夾角α值為37°。

b.測定側面c與基面a的夾角β

渦輪葉片6進氣邊一側的榫頭端面e朝上，其榫頭部分插入榫槽 塊2的榫槽中，再將榫槽塊2底平面朝下放置在水平工作臺上，保持渦輪葉片6與榫槽塊2的相對位置不變，調整榫槽塊2的底平面與工作臺面之間的夾角，使用杠桿千分表，采用打表法測量標記的預加工人工缺陷處的區域表面y與工作臺面之間的距離，使區域表面y與工作臺面之間的距離最小值與最大值的差為0.11mm，測量此時榫槽塊2底平面與工作臺面的夾角值即為側面c與基面a的夾角β值為52°。

4.制作基座1：根據測得的α和β值制作基座1，所述基座1是個三棱體，三棱體的三個棱面分別為基面a，側面b和側面c，側面b與基面a的夾角為α＝37°，側面c與基面a的夾角為β＝52°，在側面b、c上各加工1個螺紋孔4。

5.配做螺紋孔5：在基座1的側面b和側面c上分別配做一個螺紋孔5。配做方法如下：

a.配做側面b上的螺紋孔5，首先用螺釘3通過榫槽塊2上的螺紋過孔之一旋入側面b上的螺紋孔4，將一個榫槽塊2裝在基座1的側面b上，使榫槽塊2上的直刻線7大致與基面a平行，不需擰很緊；然后將渦輪葉片6排氣邊朝上，榫頭部分插入這個榫槽塊2的榫槽中，使進氣邊一側榫頭端面e與側面b相抵，葉身部分懸空支出榫槽塊2和基座1；接著使用杠桿千分表，采用打表法測量排氣邊的預加工人工缺陷處的區域表面x與基面a的距離，通過調整榫槽塊2使區域表面x與基面a之間的距離最小值與最大值的差為0.15mm，利用此時榫槽塊上另一螺紋過孔的位置可以確定側面b上預加工螺紋孔5的位置，并做好標記，取下榫槽塊2，在側面b上加工螺紋孔5。

b.配做側面c上的螺紋孔5，所用方法與配做側面b上的螺紋孔5相同，區別在于渦輪葉片6是進氣邊朝上裝入榫槽塊2中，榫槽塊2安裝在側面c上，杠桿千分表測量的是進氣邊預加工人工缺陷處的區域表面y與基面a的距離，測得距離的最小值與最大值的差為0.13mm。

6.裝配夾具：將兩個榫槽塊2按配做螺釘孔5時的位置，通過兩個連接件螺釘3分別裝于基座的側面b和側面c上。

夾具裝配后，當渦輪葉片6排氣邊朝上，榫頭部分插入側面b上的榫槽塊2的榫槽中，進氣邊一側的榫頭端面e與側面b相抵，葉身 部分懸空支出榫槽塊2和基座1，呈懸臂狀態時，使用杠桿千分表，采用打表法測得渦輪葉片6排氣邊預加工人工缺陷處的區域表面x與基面a之間的距離最小值與最大值的差不大于0.2mm；當渦輪葉片6進氣邊朝上，榫頭部分插入側面c上的榫槽塊2的榫槽中，排氣邊一側的榫頭端面d與側面c相抵，葉身部分懸空支出榫槽塊2和基座1，呈懸臂狀態時，渦輪葉片6進氣邊預加工人工缺陷處的區域表面y與基面a之間的距離最小值與最大值的差不大于0.2mm。

實施例2，某型航空發動機ⅰ級渦輪葉片渦流探傷試塊加工夾具，其制作過程與實施例1相同，側面b與基面a的夾角α值為35°，側面c與基面a的夾角為β值54°，排氣邊預加工人工缺陷處的區域表面x為64mm²，進氣邊預加工人工缺陷處的區域表面y為64mm²。

實施例3，某型航空發動機ⅱ級渦輪葉片渦流探傷試塊加工夾具，其制作過程與實施例1相同，側面b與基面a的夾角α值為32°，側面c與基面a的夾角為β值60°，排氣邊預加工人工缺陷處的區域表面x為64mm²，進氣邊預加工人工缺陷處的區域表面y為64mm²。

上述夾具制作以及裝配好后，分別測得渦輪葉片6排氣邊預加工人工缺陷處的區域表面x與基面a之間的距離最小值與最大值的差均不大于0.2mm；渦輪葉片6進氣邊預加工人工缺陷處的區域表面y與基面a之間的距離最小值與最大值的差均不大于0.2mm。保證了在加工人工缺陷和計量檢測時渦輪葉片6的裝夾狀態的一致性，提高了測量的準確度，并且大大節約了裝夾時間。