陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片、工装及装配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种用于航空发动机的双联固定导向器叶片，具体涉及陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片、工装及装配方法。解决了现有双联固定导向器叶片存在装配困难、装配间隙较大以及缺乏专用工装的技术问题。本发明专利技术陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片包括两个叶身、内缘板组件、外缘板组件和铆钉。内缘板组件和外缘板组件采用分体式结构，减小安装难度的同时提升装配精度。本发明专利技术工装包括底座、可拆卸垫块、高度检测块、内缘板压板、外缘板压板、内缘板定位底座、第一叶身定位垫块、第二叶身定位垫块和外缘板定位底座，工装各部件与陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片各零件的接触面高度贴合，减小安装间隙，提升装配精度，进而提升产品最终质量。最终质量。最终质量。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片、工装及装配方法


[0001]本专利技术涉及一种用于航空发动机的双联固定导向器叶片，具体涉及陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片、工装及装配方法。

技术介绍

[0002]固定导向器叶片的主要作用为，对从燃烧室喷出的高温高速气流进行一定的角度偏转，从而使其冲向涡轮的高压和低压叶片，通过涡轮高压和低压叶片的高速旋转，涡轮轴带动压气机旋转并不断往复循环，进而不断产生推力。固定导向器叶片在工作时需要承受1300℃以上的高温、极大的热应力、燃气应力、热应变及诸多复杂腐蚀等。
[0003]SiC
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/SiC陶瓷基复合材料被认为是第六代航空发动机热端部件最理想的材料，为满足固定导向器叶片的工作要求，SiC
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/SiC陶瓷基复合材料是固定导向器叶片的优选材料。此外，目前，国内正在开展静止缩比及等比件的相关研究工作，其中SiC
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/SiC陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片是目前研究的重点对象之一，从气动外型设计到装配制作完成，设计及工艺均需要经过反复的探索与改进，其中，SiC
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/SiC陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片的工装及装配方法关系到叶片产品最终的质量，特别是双联固定导向器叶片装配过程中各零件之间配合间隙的控制精度，决定了固定导向器叶片在服役过程中所能承受的条件极限。
[0004]中国专利CN110966049公开了一种航空发动机陶瓷基复合材料固定导向器叶片结构及其成型，该固定导向器叶片包括n块叶身、固定在n块叶身顶部的上缘板组件以及固定在n块叶身底部的下缘板。由于固定导向器叶片总体尺寸较小，上述固定导向器叶片的上缘板组件和下缘板均为整体式，使其在装配过程中存在装配困难，且装配后间隙较大，难以保证装配精度，导致最终产品难以满足使用要求。
[0005]此外，上述SiC
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/SiC陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片因为结构特殊复杂，尺寸小，装配难度较大，目前尚无适用于该固定导向器叶片的专用工装，因此急需设计一款能够提升装配精度并保证产品质量的专用工装。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决现有双联固定导向器叶片因结构复杂、构件尺寸小，装配困难，且装配后间隙较大，使最终产品无法满足使用要求，以及目前没有适用的专用工装的技术问题，而提供一种陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片、工装及装配方法。
[0007]本专利技术的专利技术构思是基于装配中存在的以下几个问题：1、双联固定导向器叶片缩比件尺寸较小(100mm范围内)，极大程度限制了定位基准面和操作空间，无法对固定导向器叶片进行精确的定位；2、双联固定导向器叶片各零件上的小尺寸(约1mm)几何特征无法加工到位，零件加工精度难以保证，因SiC
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/SiC陶瓷基复合材料的基体材料为SiC，属于典型的难加工材料，现有金刚石工具很难实现小尺寸几何特征的加工；3、受到现有装配工艺的限制，固定导向器叶片各零件之间装配间隙≥0.2mm，装配精度较低，难以满足最终产品使
用要求；而专门设计的一种陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片、工装及装配方法。本专利技术提供的陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片、工装及装配方法，可显著提高双联固定导向器叶片产品的装配精度。
[0008]本专利技术的技术解决方案是：
[0009]一种陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片，包括两个叶身、内缘板组件、外缘板组件和多个铆钉；其特殊之处在于：
[0010]所述叶身包括叶身前曲面和叶身后曲面，叶身两端分别设置有内榫头和外榫头；
[0011]所述内缘板组件包括第三内缘板、分别覆盖在第三内缘板上部外表面和下部外表面的第一内缘板和第二内缘板；所述第三内缘板上设置有分别与两个内榫头相适配的两个内窗花，两个内榫头分别穿过两个内窗花；所述第一内缘板的下端设置有向外延伸的第一横向凸台，第一横向凸台的中部开设缺口，且第一横向凸台位于两个内窗花上方；所述第二内缘板的上端面开设有分别与两个内榫头相适配的两个凹槽，两个内榫头分别穿过两个凹槽；两个凹槽之间通过台阶凸起结构隔开，台阶凸起结构的上端面与第一内缘板底面贴合接触；所述第二内缘板的下端面位于第三内缘板下端面上方；所述第一内缘板和第二内缘板与第三内缘板分别通过铆钉铆接；
[0012]所述外缘板组件包括第一外缘板、第三外缘板和覆盖在第一外缘板外表面的第二外缘板；所述第一外缘板上设置有分别与两个外榫头相适配的两个第一外窗花；所述第二外缘板上设置有分别与两个外榫头相适配的两个第二外窗花；所述两个外榫头分别依次穿过第一外窗花和第二外窗花；所述第二外缘板的下端设置有向外延伸的第二横向凸台，第三外缘板的内端设置有向上延伸的凸起；所述凸起的的侧面与第三外缘板的底面分别与第二外缘板下端的外侧面和第二横向凸台的上表面贴合接触；所述第一外缘板与第二外缘板和第二外缘板与第三外缘板之间通过铆钉铆接。
[0013]进一步地，所述第三外缘板的凸起的安装面上设置有分别与两个外榫头底端相适配的榫头装配槽；两个外榫头的底端分别卡入两个榫头装配槽内；所述第三内缘板的外侧面上设置有用于定位第二内缘板下端面的限位线；所述第二内缘板分别位于两个凹槽外侧的上端面低于台阶凸起结构的上端面。
[0014]一种装配上述陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片的工装，其特殊之处在于：包括底座、可拆卸垫块、高度检测块、内缘板压板、外缘板压板，以及设置在底座上的内缘板定位底座、第一叶身定位垫块、第二叶身定位垫块和外缘板定位底座；
[0015]所述内缘板定位底座的上端为楼梯结构，从内到外依次为第一台阶、第二台阶、第三台阶、第四台阶和第五台阶；所述第一台阶和第二台阶的台阶面面型分别与第三内缘板和第二内缘板的下端面的型面相同，第一台阶和第二台阶的台阶面分别用于与第三内缘板和第二内缘板的下端面贴合；所述第三台阶用于避让两个内榫头；所述第四台阶的台阶面与第一横向凸台下端面的型面相同，第四台阶的台阶面上设置有与缺口相适配的第一凸台,第一凸台的上端面与第五台阶台阶面齐平；第四台阶的台阶面用于与第一横向凸台的下端面贴合，且第一凸台用于插入缺口内；第四台阶的侧面与第一横向凸台的外侧面的型面相同，用于与第一横向凸台的外侧面贴合；所述内缘板压板设置在第五台阶上，用于将第一横向凸台的上端面压紧；
[0016]所述第一叶身定位垫块上设置有第一曲面，第一曲面与叶身后曲面的型面相同，
用于与其中一个叶身的叶身后曲面中部贴合接触；
[0017]所述第二叶身定位垫块上设置有第二曲面，第二曲面与叶身前曲面的型面相同，用于与另一个叶身的叶身前曲面中部贴合接触；
[0018]所述可拆卸垫块的上端面用于与第二外缘板的下端面贴合接触；
[0019]所述外缘板定位底座的上端面与可拆卸垫块的下端面可拆卸连接；
[0020]所述外缘板压板设置在可拆卸垫块上，用于与第三外缘板的上表面压紧接触；
[0021]所述高度检测块与底座配合，用于装配过程中检测两个外榫头的底部高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片，包括两个叶身(01)、内缘板组件(02)、外缘板组件(03)和多个铆钉；其特征在于：所述叶身(01)包括叶身前曲面(013)和叶身后曲面(014)，叶身(01)两端分别设置有内榫头(011)和外榫头(012)；所述内缘板组件(02)包括第三内缘板(023)、分别覆盖在第三内缘板(023)上部外表面和下部外表面的第一内缘板(021)和第二内缘板(022)；所述第三内缘板(023)上设置有分别与两个内榫头(011)相适配的两个内窗花(0231)，两个内榫头(011)分别穿过两个内窗花(0231)；所述第一内缘板(021)的下端设置有向外延伸的第一横向凸台(0211)，第一横向凸台(0211)的中部开设缺口(0212)；所述第二内缘板(022)的上端面开设有分别与两个内榫头(011)相适配的两个凹槽(0221)，两个内榫头(011)分别穿过两个凹槽(0221)；两个凹槽(0221)之间通过台阶凸起结构(0222)隔开，台阶凸起结构(0222)的上端面与第一内缘板(021)底面贴合接触；所述第二内缘板(022)的下端面位于第三内缘板(023)下端面上方；所述第一内缘板(021)和第二内缘板(022)与第三内缘板(023)分别通过铆钉铆接；所述外缘板组件(03)包括第一外缘板(031)、第三外缘板(033)和覆盖在第一外缘板(031)外表面的第二外缘板(032)；所述第一外缘板(031)上设置有分别与两个外榫头(012)相适配的两个第一外窗花(0311)；所述第二外缘板(032)上设置有分别与两个外榫头(012)相适配的两个第二外窗花(0322)；所述两个外榫头(012)分别依次穿过第一外窗花(0311)和第二外窗花(0322)；所述第二外缘板(032)的下端设置有向外延伸的第二横向凸台(0321)，第三外缘板(033)的内端设置有向上延伸的凸起(0331)；所述凸起(0331)的侧面与第三外缘板(033)的底面分别与第二外缘板(032)下端的外侧面和第二横向凸台(0321)的上表面贴合接触；所述第一外缘板(031)与第二外缘板(032)和第二外缘板(032)与第三外缘板(033)之间通过铆钉铆接。2.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片，其特征在于：所述第三外缘板(033)的凸起(0331)的安装面上设置有分别与两个外榫头(012)底端相适配的榫头装配槽(0332)；两个外榫头(012)的底端分别卡入两个榫头装配槽(0332)内；所述第三内缘板(023)的外侧面上设置有用于定位第二内缘板(022)下端面的限位线(0232)；所述第二内缘板(022)分别位于两个凹槽(0221)外侧的上端面低于台阶凸起结构(0222)的上端面。3.一种陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片工装，用于权利要求1或2所述的陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片的装配，其特征在于：包括底座(1)、可拆卸垫块(6)、高度检测
块(7)、内缘板压板(8)、外缘板压板(9)，以及设置在底座(1)上的内缘板定位底座(2)、第一叶身定位垫块(3)、第二叶身定位垫块(4)和外缘板定位底座(5)；所述内缘板定位底座(2)的上端为楼梯结构，从内到外依次为第一台阶(21)、第二台阶(22)、第三台阶(23)、第四台阶(24)和第五台阶(25)；所述第一台阶(21)和第二台阶(22)的台阶面面型分别与第三内缘板(023)和第二内缘板(022)的下端面的型面相同，并分别用于与第三内缘板(023)和第二内缘板(022)的下端面贴合；所述第三台阶(23)用于避让两个内榫头(011)；所述第四台阶(24)的台阶面与第一横向凸台(0211)下端面的型面相同，其台阶面上设置有与缺口(0212)相适配的第一凸台(241)，第一凸台(241)的上端面与第五台阶(25)台阶面齐平；第四台阶(24)的台阶面用于与第一横向凸台(0211)的下端面贴合，且第一凸台(241)用于插入缺口(0212)内；第四台阶(24)的侧面与第一横向凸台(0211)的外侧面的型面相同，用于与第一横向凸台(0211)的外侧面贴合；所述内缘板压板(8)设置在第五台阶(25)上，用于将第一横向凸台(0211)的上端面压紧；所述第一叶身定位垫块(3)上设置有第一曲面(31)，第一曲面(31)与叶身后曲面(014)的型面相同，用于与其中一个叶身(01)的叶身后曲面(014)中部贴合接触；所述第二叶身定位垫块(4)上设置有第二曲面(41)，第二曲面(41)与叶身前曲面(013)的型面相同，用于与另一个叶身(01)的叶身前曲面(013)中部贴合接触；所述可拆卸垫块(6)的上端面用于与第二外缘板(032)的下端面贴合接触；所述外缘板定位底座(5)的上端面与可拆卸垫块(6)的下端面可拆卸连接；所述外缘板压板(9)设置在可拆卸垫块(6)上，用于与第三外缘板(033)的上表面压紧接触；所述高度检测块(7)与底座(1)配合，用于在陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片装配时检测两个外榫头(012)的底部高度。4.根据权利要求3所述的陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片工装，其特征在于：所述内缘板定位底座(2)下端外侧设置有第一外沿结构(26)，内缘板定位底座(2)通过第一外沿结构(26)与底座(1)固定连接；所述第一叶身定位垫块(3)和第二叶身定位垫块(4)的外侧分别设置有第二外沿结构(10)，第一叶身定位垫块(3)和第二叶身定位垫块(4)分别通过相应的第二外沿结构(10)与底座(1)固定连接；所述外缘板定位底座(5)下端长度方向的两个外侧分别设置有第三外沿结构(51)，外缘板定位底座(5)通过两个第三外沿结构(51)与底座(1)固定连接。5.根据权利要求4所述的陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片工装，其特征在于：所述第一外沿结构(26)上设置有定位孔(261)，底座(1)上设置有与定位孔(261)相对应的定位销钉孔，定位销钉依次穿过定位孔(261)和定位销钉孔对内缘板定位底座(2)进行定位。6.根据权利要求5所述的陶瓷基复合材料双联固定导向器叶片工装，其特征在于：所述底座(1)中部设置有第一装配槽(12)、第二装配槽(13)和第三装配槽(14)；
所述第一装配槽(12)和第二装配槽(13)的边部均设开口；所述第一叶身定位垫块(3)和第二叶身定位垫块(4)分别设置在第一装配...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴京军，涂建勇，刘梦珠，何江怡，王佳民，杨骞，吴亚明，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：