[发明专利]单晶叶片蜡模组模拼装夹具及单晶叶片蜡模组模拼装方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机及工业燃气轮机单晶定向叶片熔模精铸技术领域，特别地，涉及一种单晶叶片蜡模组模拼装夹具。此外，本发明还涉及一种单晶叶片蜡模组模拼装方法。

背景技术

为了提高航空发动机整体性能，其涡轮前工作温度不断提高，单晶叶片的使用比率越来越高。单晶叶片相对于等轴叶片，其晶体生长方向有严格限制，一般要求叶片的单晶体实际生长方向与叶片积叠轴的偏离角θ应不大于10°。单晶叶片蜡模浇注系统拼装是单晶叶片生产的第一个环节，叶片与螺旋选晶器、引晶段为一个拼装单元，拼装单元在拼接进圆盘状底板时的拼装方向(叶片积叠轴和引晶段轴线方向)对偏离角θ有直接的影响，拼装方向偏离Z轴方向越大，则造成的偏离角θ会越大，所以在进行蜡模浇注系统拼装时应保证拼装方向与Z轴方向平行。

目前，行业内单晶叶片拼装单元在拼装时普遍为手工拼装方式，拼装方向无法保证与Z轴方向平行，且拼装单元在底板上的分布也不均匀。

发明内容

本发明提供了一种单晶叶片蜡模组模拼装夹具及单晶叶片蜡模组模拼装方法，以解决现有手工拼装方式，单晶叶片拼装单元拼装时叶片积叠轴和引晶段轴线方向无法保证且分布不均的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种单晶叶片蜡模组模拼装夹具，包括基座，所述基座上设有转动连接于所述基座上并用于承载蜡模底板和所述蜡模底板上的蜡模拼装单元的旋转底盘、用于锁止所述旋转底盘转动位置的旋转锁止机构以及设于所述旋转底盘外用于夹持固定所述蜡模拼装单元的蜡模固定机构；所述蜡模底板和所述蜡模拼装单元随旋转底盘沿旋转底盘的周向转动。

进一步地，蜡模固定机构包括沿旋转底盘径向布置的导轨、滑动连接于导轨上的支撑滑杆、套设于支撑滑杆上用于夹持蜡模拼装单元的引晶段的引晶段夹持架以及套设于支撑滑杆上用于夹持蜡模拼装单元的叶片段的叶片夹持架。

进一步地，导轨上设有用于限制支撑滑杆在导轨上的滑动范围的限位件。

进一步地，引晶段夹持架滑动连接于支撑滑杆上并通过第一紧固件固定引晶段夹持架在支撑滑杆上的位置；叶片夹持架滑动连接于支撑滑杆上并通过第二紧固件固定叶片夹持架在支撑滑杆上的位置。

进一步地，支撑滑杆上还装有用于微调引晶段夹持架和/或叶片夹持架竖向高度的微距高度调节装置。

进一步地，旋转锁止机构包括固接于基座上的固接部以及沿旋转底盘的径向插接在旋转底盘的插接孔内的插接件。

进一步地，基座上设有用于保持旋转底盘转动稳定性的第一转动稳定机构；和/或旋转底盘上设有用于保持蜡模底板转动稳定性的第二转动稳定机构。

进一步地，旋转底盘设有多层单元盘体，多层单元盘体由下至上径向尺寸逐渐减小；第一转动稳定机构卡接于底层单元盘体上；第二转动稳定机构卡接于顶层单元盘体上。

进一步地，蜡模固定机构设置有多组，多组蜡模固定机构沿旋转底盘的周向分布于旋转底盘的周边。

根据本发明的另一方面，还提供了一种单晶叶片蜡模组模拼装方法，包括以下步骤：a、旋转体转动至第一个蜡模拼装单元固定位置并固定旋转体，将蜡模底板装于旋转体上固定；b、分别夹持固定蜡模拼装单元的引晶段和叶片段进行蜡模拼装单元的固定；c、用蜡料将蜡模拼装单元固定于蜡模底板上；d、释放夹持的蜡模拼装单元并将夹持件退至蜡模拼装单元的转动范围外；e、释放旋转体，并使旋转体转动至下一蜡模拼装单元固定位置；f、重复步骤a-e至蜡模底板上的所有蜡模拼装单元固定位置上均固定有蜡模拼装单元；g、拆下蜡模底板，获得单晶叶片蜡模组模。

本发明具有以下有益效果：

本发明单晶叶片蜡模组模拼装夹具，通过蜡模固定机构对处于蜡模拼接单元位置上的蜡模拼装单元进行夹持固定，以保证蜡拼装单元与蜡模拼接单元位置之间的对应，从而通过蜡将蜡拼装单元与蜡模底板进行固接，并且保证蜡拼装单元处于蜡拼装单元位置上；通过在转动底板上固定蜡模底板，通过旋转底盘带动蜡模底板转动从而形成蜡模拼接单元位置可以通过转动调节变动的状态，同时通过旋转锁止机构对旋转底盘进行转动锁止，以随时固定蜡模拼接单元位置，从而实现对蜡模底板上每一个蜡模拼装单元与蜡模拼装单元位置能够一一对应并且相互固接；从而完成整单晶叶片蜡模组模的拼装。适用于各类航空发动机及工业燃气轮机单晶定向叶片熔模精铸。

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。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明