[发明专利]一种针对风扇叶片组合的模拟装配和车加工的装置

说明书

本发明公开了一种针对风扇叶片组合的模拟装配和车加工的装置，包括：底座、内定位环、外定位环、支撑环、压钩、挡板、横梁、小端压板、大端压板、销轴、压紧螺栓Ⅰ、压紧螺栓Ⅱ；所述内定位环安装在底座上端面的内圈处，所述外定位环安装在底座上端面的外圈处，所述支撑环安装在底座上端面的外圈处，所述压钩装配在挡板及外定位环中，所述挡板安装在底座外圈，所述小端压板和大端压板通过销轴安装在横梁的两端，所述横梁通过压紧螺栓Ⅰ和压紧螺栓Ⅱ安装在底座上。叶片在加工装置中的装配模拟最终在发动机中的装配关系，可以根据生产实际需要在加工装置中灵活调整叶片数量，以满足叶片加工圆弧型面的精度要求，保证叶片加工的一致性，大大提高生产效率。

技术领域

本发明涉及一种航空发动机的风扇静子叶片的加工领域，特别提供一种针对风扇叶片组合的模拟装配和车加工的装置。

背景技术

叶片是航空发动机的核心部件之一，它的曲面形状和制造精度直接决定了飞机发动机的推进效率的大小。叶片安装板是叶片上与叶身圆滑转接形成通道的部分，它是叶片与机匣相连接和配合的部位，装配中必须保证安装板两内侧面分别与发动机气道内外环齐平，保证气道通畅。安装板加工精度直接决定叶片与机匣的装配精度，从而影响发动机的工作状态。由于安装板的型面相对较复杂，加工精度和表面完整性要求较高，因此安装板的加工工艺始终是叶片加工工艺的重中之重。

一种航空发动机的风扇静子叶片材料为钛合金，叶片下安装板的径向型面均为圆弧形，与机匣的静子内环相配合，沿圆周分布48片或68片叶片(不同级叶片数量不同)。其尺寸精度及形位公差要求较高，最小公差只有0.025mm，与内环的配合面对上安装板的配合面的同轴度要求不大于0.03mm。由于叶片叶身型面复杂，传统的加工方法是先对单个叶片浇注低熔点合金方箱，再利用方箱在夹具上定位后车削加工安装板型面，每次只能加工6至12件叶片，加工后还要加热去除合金方箱，由于低熔点合金为锡铋合金，脱方箱后还要进行去污染处理，叶片需要在厂际间流转，工艺路线长，生产效率低，夹具结构较复杂，制造精度要求高，成本高，严重制约生产进度。

发明内容

本发明针对航空发动机静子叶片安装板的加工效率低，加工精度难以保证的现状，改变工艺方法，提供一种针对风扇叶片组合的模拟装配和车加工的装置，叶片在工艺装置中的装配模拟最终在发动机中的装配关系，每次加工的叶片数量可以根据生产实际需要在工艺装置中进行灵活调整，最多可以一次装配整台份的单级风扇静子叶片，整体进行加工，以满足叶片加工圆弧型面的精度要求，保证叶片加工的一致性，大大提高生产效率。也可以利用定位件和压紧件的调整，用同一套工艺装置加工少量叶片备件，因此该装置具有较大的灵活性。

本发明通过模拟叶片在发动机中的装配关系，改变原浇注合金方箱的工艺路线，将整台份发动机的单级风扇静子叶片通过专用加工装置的内、外定位环、支撑环定位，利用径向以及轴向的压紧机构压紧叶片，使叶片在加工装置中装配为叶片环，再把它们作为一个整体进行下安装板的车削加工。这样既能满足叶片加工圆弧型面的精度要求，而且可以一次加工整台份的单级风扇静子叶片，保证了叶片加工的一致性，大大提高了生产效率。同时，该装置通过在底座上设计不同的定位接口，叶片两侧的定位和压紧装置可以灵活更换位置，实现叶片加工数量的可调整，具有较大的灵活性。

为保证静子叶片的加工精度要求，必须合理选择叶片的定位基准，合理选择压紧方式，同时为方便加工过程中的在线测量，加工装置的定位基准与测量基准要合理协调和选定。加工装置采用径向、轴向及侧面三套定位装置以及三套对应的压紧机构保证叶片装配符合在发动机中的装配要求，定位准确，装卸方便。加工装置中包含测量装置保证叶片加工过程中的在线测量。