專(zhuān)利名稱(chēng)：渦輪機(jī)元件修補(bǔ)夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件的修補(bǔ)。更具體而言，本發(fā)明涉及用于修補(bǔ)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的夾具。
背景技術(shù)：
渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片(包括風(fēng)扇、壓縮機(jī)和渦輪節(jié)葉片(turbinesection blade))常常會(huì)遭受磨損和損傷(例如外物損傷(F0D))。對(duì)這種損傷所進(jìn)行的修補(bǔ)可包括去除涂層、對(duì)磨損/損傷部位進(jìn)行機(jī)加工、和/或附接支架材料。該支架材料可以在外部進(jìn)行附接、插入或原位成形。支架表面可限定出積聚在支架頂上的修補(bǔ)材料的外表面或內(nèi)表面。典型的積聚可通過(guò)焊接(包括激光熔覆)、釬焊或沉積而實(shí)現(xiàn)。在修補(bǔ)過(guò)程中，葉片可被保持在夾具中。典型的夾具是一種被構(gòu)造用以抓緊葉片翼面的壓力側(cè)表面和吸力側(cè)表面的具有拔取工具的類(lèi)似于虎鉗的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于處理葉片的夾具。所述夾具具有第一和第二夾爪。所述第二夾爪相對(duì)于第一夾爪自脫開(kāi)接合的位置是可移動(dòng)的，用于接收葉根。所述葉片被接收在第一夾爪與第二夾爪之間的接收區(qū)域中。所述第二夾爪可移動(dòng)至將葉片夾緊在第一夾爪與第二夾爪之間的接合位置處。氣流通路從進(jìn)口延伸至出口。所述出口被設(shè)置以在安裝好葉片時(shí)將氣體引至葉片進(jìn)口。在其它實(shí)施方式中，可使用結(jié)構(gòu)不同的夾爪拆卸和更換至少一個(gè)所述夾爪，從而允許所述夾具能夠容納結(jié)構(gòu)不同的葉片。所述夾具可用于在葉片上進(jìn)行積聚修補(bǔ)。在所述修補(bǔ)過(guò)程中，通過(guò)夾具可引入適當(dāng)?shù)牟黄鸱磻?yīng)的氣體進(jìn)而限制或避免支架元件、葉片母材和/或沉積材料發(fā)生有害反應(yīng)(例如氧化)。
在下面的附圖和說(shuō)明書(shū)中列出并闡述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。通過(guò)說(shuō)明書(shū)和附圖以及通過(guò)權(quán)利要求書(shū)，可明顯地看到本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是一個(gè)葉片處理工位的視圖。
圖2是圖1所示工位中的夾具的側(cè)視圖。
圖3是圖2所示夾具的前視圖。
圖4是圖2所示夾具的底視圖。
圖5是圖2所示夾具的頂視圖。
在不同附圖中使用相似的參考標(biāo)號(hào)和標(biāo)記表示相似的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了用于處理(例如修補(bǔ))渦輪機(jī)元件22(例如燃?xì)廨啺l(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)或渦輪節(jié)葉片)的工位20。葉片22被夾具24保持住。
對(duì)葉片進(jìn)行的典型處理涉及加入材料(例如修補(bǔ)或修復(fù)工藝中的材料積聚)。所述處理也可以或另一種可選方式是，包括去除材料(例如初步加工或精加工)。可通過(guò)焊接工藝?yán)缂す馊鄹捕鴮?shí)現(xiàn)典型的材料積聚。因此，為了施加材料，工位20可包括焊頭30。為了相對(duì)于葉片22定位焊頭30，焊頭30和夾具24中的一個(gè)或兩個(gè)可以是活動(dòng)的。例如，夾具24可被裝配到自動(dòng)受控的校準(zhǔn)器例如五軸線(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)32上。典型的焊頭是具有噴嘴34和金屬粉末供給管線(xiàn)36的激光熔覆頭。
圖2示出了典型的葉片22和夾具24的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。葉片具有翼面40。翼面40從平臺(tái)44處的內(nèi)側(cè)端部42延伸至外側(cè)頂部46。在一種典型的修補(bǔ)情況下，所述頂部可能已經(jīng)受到損傷且圖中示出已經(jīng)沿表面48進(jìn)行機(jī)加工的葉片?；匦隣畹睦渖夹胃浇尤~根50自平臺(tái)44的下側(cè)下垂伸出。葉根50具有第一和第二縱向端部以及第一和第二周向側(cè)面52和54。為進(jìn)行參考，相對(duì)于在葉根50被安裝在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤(pán)上的互補(bǔ)槽中時(shí)葉片呈現(xiàn)的取向而定義“縱向”、“周向”和“徑向”方向500、502和504。支架元件56具有位于表面48下面的延伸進(jìn)入翼面上的通道或隔室中的第一部分。支架56具有自表面48中伸出的用于在沉積材料被施加到表面48和支架56頂部上時(shí)重新形成通道或隔室的端部部分的第二部分。典型的支架是一種基于難熔金屬(例如鉬)的芯部元件。
典型的夾具24包括用于將夾具裝配到轉(zhuǎn)臺(tái)32上的基座60。典型的基座60成形為金屬板(例如由鋁合金或鋼制成)。在典型的基座60中，一對(duì)金屬(例如鋼制)定位銷(xiāo)62(圖3)具有壓配合進(jìn)入基座中相關(guān)的孔隙64中的上部部分并且具有伸到基座下側(cè)66下面的下部部分。定位銷(xiāo)62可被轉(zhuǎn)臺(tái)中互補(bǔ)的孔或槽接收，從而相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)齊所述夾具。所述夾具例如可通過(guò)夾鉗(圖中未示出)而被緊固到轉(zhuǎn)臺(tái)上。
典型基座60的上表面68承載著接合葉根的夾鉗結(jié)構(gòu)70。典型的夾鉗結(jié)構(gòu)70(圖2)包括固定夾爪72和活動(dòng)夾爪74。所述固定夾爪72和活動(dòng)夾爪74相配合從而限定出用于接收葉根50的類(lèi)似溝槽的接收區(qū)域76。
典型的固定夾爪72包括沿基座60的底部部分80和與活動(dòng)夾爪74相對(duì)并遠(yuǎn)離基座60進(jìn)行延伸的壁部部分82的整體組合件。通過(guò)對(duì)齊銷(xiāo)84和螺絲86(圖4)，典型的固定夾爪被裝配到基座上。
設(shè)置螺絲或其它裝置用以緊固活動(dòng)夾爪74。典型的螺絲組件90包括穿過(guò)夾爪74中的鉆孔93并與固定夾爪72上的鉆孔94形成螺紋嚙合的螺紋軸92。典型的螺絲90進(jìn)一步包括促動(dòng)器96(例如旋鈕)。典型的旋鈕96具有接收螺絲外側(cè)部分的鉆孔98。緊固/松開(kāi)旋鈕96可實(shí)現(xiàn)所述軸相對(duì)于旋鈕的緊固/松開(kāi)或所述軸相對(duì)于螺絲固定的夾爪的緊固/松開(kāi)中的一種或兩種情況，從而使活動(dòng)夾爪74朝向/遠(yuǎn)離嚙合狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)。
典型的螺絲組件90具有偏離基底下側(cè)66的平行方向θ角的旋轉(zhuǎn)中心軸線(xiàn)510。典型的θ角為5-30°。由于徑向方向504大體上正交于下側(cè)66，因此軸線(xiàn)510偏離正交于徑向的方向θ角。典型的底部部分80具有正交于軸線(xiàn)510取向的前端面120。固定夾爪底部部分80具有基本上水平的上表面122。在安裝好葉片且?jiàn)A爪處于嚙合狀態(tài)時(shí)，葉根的下側(cè)124接觸底部部分的上表面122。固定夾爪壁部部分82的肩部130接合葉根相鄰側(cè)面的相關(guān)頸部區(qū)域132?；顒?dòng)夾爪74的后上緣部分140接合葉根相鄰側(cè)面的頸部部分142。軸線(xiàn)510的水平方向偏離角有助于致使活動(dòng)夾爪74在葉根上施加一個(gè)向下的作用力，將葉根夾緊到固定夾爪壁部部分82和底部部分80上。
典型的夾具包括其它用于相對(duì)于所述夾具精確對(duì)齊葉片的裝置。典型的對(duì)齊裝置包括至少部分地被截留在葉片的孔隙中的凸出部。在如圖所示的實(shí)施例中，由銷(xiāo)150的上端部形成所述凸出部(圖3和5)。典型的銷(xiāo)150(例如鋼制)具有從固定夾爪底部部分80的上表面122伸出的銷(xiāo)上部部分和以壓配合方式被接收在固定夾爪底部部分80的相關(guān)鉆孔中的銷(xiāo)下部部分。
溝槽160(圖5)形成在固定夾爪底部部分的上表面122中。典型的溝槽160在葉片縱向方向500(即橫向于軸線(xiàn)510)上延伸伸長(zhǎng)。典型的溝槽160是扁圓形的且可通過(guò)銑削而形成。鏜孔的端口162自溝槽的底部164向下延伸。該端口遇到來(lái)自固定夾爪背面174上的進(jìn)口172的橫向鉆孔170(例如大體上在葉片周向方向502上進(jìn)行延伸的)。鉆孔170可包括用于嚙合一個(gè)配件(圖中未示出)從而將夾具連接至惰性氣體(例如氬氣或其它稀有氣體或在焊接工藝過(guò)程中基本上不發(fā)生反應(yīng)的氣體)氣源180(圖1)的管螺紋。例如，要不然，用于支架元件的所需材料可能受到氧化或其它化學(xué)降解。這些可包括用于形成/重新形成內(nèi)部通道的基于難熔金屬的芯子。所述氣體可有效地將這種降解限制達(dá)到可容許的一定量或基本上消除所述降解反應(yīng)。
已對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了描述。然而，應(yīng)理解在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的條件下可作出多種變型。例如，待處理的特定渦輪機(jī)元件的詳細(xì)情況和作業(yè)工位的詳細(xì)情況可能會(huì)影響具體實(shí)施方式
的細(xì)節(jié)。因此，其它實(shí)施例落入所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于處理葉片的夾具，包括第一夾爪；第二夾爪，所述第二夾爪相對(duì)于第一夾爪自脫開(kāi)接合的位置是可移動(dòng)的，用于接收葉根，所述葉片被接收在第一夾爪與第二夾爪之間的接收區(qū)域中，所述第二夾爪可移動(dòng)至將葉片夾緊在第一夾爪與第二夾爪之間的接合位置處；和從進(jìn)口延伸至出口的氣流通路，所述出口被設(shè)置以在安裝好葉片時(shí)將氣體引至葉片進(jìn)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾具，其中所述第一夾爪與所述接收區(qū)域的底部部分整體成形或相對(duì)于所述接收區(qū)域的底部部分被緊固住。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾具，其中所述出口成形在所述第一夾爪的根部部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾具，進(jìn)一步包括具有限定出裝配平面的裝配表面的基座；和用于將所述第二夾爪緊固到葉根上的螺絲，所述螺絲具有偏離平行于裝配平面的方向5-30°的螺軸。
5.與所述葉片組合在一起的根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾具，其中所述第一夾爪和所述第二夾爪分別接合所述葉根的第一和第二側(cè)面。
6.與焊接工位組合在一起的根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合件，其中所述夾具被裝配在焊接工位的轉(zhuǎn)臺(tái)上。
7.與焊接工位組合在一起的根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾具，其中所述夾具被裝配在焊接工位的轉(zhuǎn)臺(tái)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合件，其中所述進(jìn)口被連接至基本上為惰性氣體的氣源。
9.一種用于處理渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的方法，所述方法包括以下步驟將葉根放置在夾具的接收區(qū)域中；將夾具的夾緊部分緊固到所述葉根上；通過(guò)葉根上的端口輸送氣體通過(guò)所述夾具和葉片；以及將材料添加到葉片上的一定部位。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在所述添加步驟的至少一部分過(guò)程中，所述氣體通過(guò)位于所述部位的至少一個(gè)第一出口排出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述添加步驟關(guān)閉了所述第一出口。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述緊固步驟包括圍繞偏離正交于葉根中心徑向平面5-30°的軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)促動(dòng)構(gòu)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括將所述夾具裝配到自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述添加步驟包括焊接。
15.一種用于處理葉片的設(shè)備，包括用于接收和夾持葉根的裝置；和用于將氣體引至葉片進(jìn)口的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括用于焊接到所述葉片上的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括在被用于接收的裝置夾持住時(shí)用于移動(dòng)所述葉片的裝置。
全文摘要
一種用于處理葉片的夾具具有第一和第二夾爪。所述第二夾爪相對(duì)于第一夾爪自脫開(kāi)接合的位置是可移動(dòng)的，用于接收葉根。所述葉片被接收在第一夾爪與第二夾爪之間的接收區(qū)域中。所述第二夾爪可移動(dòng)至將葉片夾緊在第一夾爪與第二夾爪之間的接合位置處。氣流通路從進(jìn)口延伸至出口。所述出口被設(shè)置以在安裝好葉片時(shí)將氣體引至葉片進(jìn)口。
文檔編號(hào)B23K37/053GK1994679SQ20071000146
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2007年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月6日
發(fā)明者W·M·羅斯 申請(qǐng)人:聯(lián)合工藝公司