【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及熔模精密铸造，尤其涉及一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装及二次定位方法。
技术介绍
1、空心涡轮叶片是航空发动机和燃气轮机等核心关键部件，一般采用熔模精密铸造工艺制造生产，主要工艺为制芯-制模-制壳-浇注-脱芯-后工序打磨等，其中制模为根据空心涡轮叶片设计图设计精度极高的模具，通过在模具中预埋陶瓷型芯后用自动压注机注射蜡料后得到尺寸精度良好的空心涡轮叶片蜡模。目前，空心叶片制模为人工操作，主要操作流程为将模具上模与下模分开-将型芯从盘子里拿出-将芯子放入模具指定位置-手动调整型芯位置使其适配模具-将上下模合上开始注蜡-注蜡完成后将蜡件取出放入盘子，该流程主要存在生产效率不高，产品质量不稳定，操作强度大等问题。随着自动化技术的发展，机械手及自动化设备均发展较为成熟，空心涡轮叶片制模未实现自动化的主要原因为型芯预埋模具精度控制要求高，无明确的自动预埋型芯至模具的方案，因此，亟需设计一种二次定位工装以及二次定位方法以保证空心叶片型芯预埋至模具的精度，有利于实现涡轮空心叶片制模全自动化生产及提高空心涡轮叶片蜡模生产效率、稳定产品质量。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装及二次定位方法，实现机械手自动预埋型芯至模具，从而实现空心涡轮叶片蜡模的全自动化批量生产。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，包括：底座、一次定位机构、叶尖定位机构、红外感应装置、红外位置感应装置、悬臂定位
3、所述一次定位机构用于对陶瓷型芯进行一次定位；
4、所述叶尖定位机构、所述红外感应装置、所述红外位置感应装置、所述悬臂定位机构以及所述可移动辅助定位机构构成二次定位模块，所述叶尖定位机构、所述红外感应装置、所述红外位置感应装置、所述悬臂定位机构与所述可移动辅助定位机构相互配合实现所述陶瓷型芯的二次定位；
5、所述红外感应装置与所述红外位置感应装置分别设置于所述叶尖定位机构的两侧，所述悬臂定位机构设置于所述叶尖定位机构的前侧，所述可移动辅助定位机构可移动至与所述叶尖定位机构以及所述悬臂定位机构配合夹紧所述陶瓷型芯；
6、所述叶尖定位机构包括：第一固定块、第一叶尖支撑圆柱、第二叶尖支撑圆柱以及第三叶尖支撑圆柱，所述第一固定块设置于所述底座的上端面，所述第一叶尖支撑圆柱、所述第二叶尖支撑圆柱以及所述第三叶尖支撑圆柱均设置于所述第一固定块的上端面的一侧，沿背离所述可移动辅助定位机构的方向依次设置有所述第三叶尖支撑圆柱、所述第二叶尖支撑圆柱以及所述第一叶尖支撑圆柱，所述第一叶尖支撑圆柱的高度＞所述第三叶尖支撑圆柱的高度＞所述第二叶尖支撑圆柱的高度，所述第二叶尖支撑圆柱以及所述第三叶尖支撑圆柱用于与陶瓷型芯叶尖相接触，所述第一叶尖支撑圆柱用于与所述陶瓷型芯叶尖的一侧相接触。
7、本专利技术的有益效果是：采用二次定位工装可以确保在制模过程中陶瓷型芯在模具中的精确位置，从而提高空心涡轮叶片尺寸精度，使其满足发动机的要求，提高了产品制造的精确度；通过二次定位工装提前模拟型芯在模具中的定位位置，定位完成后直接将定位好的陶瓷型芯放入模具，通过自动预埋型芯至模具的方法可以快速、精准的将型芯自动预埋至模具，去除了制模过程中的手动操作及调整，提高了生产效率及涡轮空心叶片蜡模产品一致性，从而替代传统手工空心涡轮叶片制模的工艺，减少多个繁琐操作，使得空心涡轮叶片蜡模制造更加简洁、高效，克服了由于陶瓷型芯形状复杂、人工定位不稳定的现象，具有较高的灵活性和适应性，可以实现不同尺寸的型芯快速定位和夹紧、快速适应不同长度型芯的定位需求，通过各类感应器的应用，可以快速检测由于型芯本身不规则、不合格导致制造蜡模不合格的情形，提高涡轮叶片蜡模的质量及性能；同时型芯二次定位工装以及定位完成后自动预埋模具技术的应用，也有助与提高叶片的可靠性，从而提升产品质量。
8、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
9、进一步，所述一次定位机构包括：第一定位立柱和第二定位立柱，所述第一定位立柱与所述第二定位立柱相互平行且分别垂直安装于所述底座的上端面，所述第一定位立柱与所述第二定位立柱间隔设置；
10、所述第一定位立柱以及所述第二定位立柱的顶部均开设有凹槽，所述凹槽向靠近所述底座的方向横截面尺寸逐渐变小，所述第一定位立柱与所述第二定位立柱之间用于放置所述陶瓷型芯，所述凹槽用于支撑陶瓷型芯悬臂并对所述陶瓷型芯悬臂进行一次定位。
11、采用上述进一步方案的有益效果是：通过在第一定位立柱与第二定位立柱之间放置陶瓷型芯，第一定位立柱与第二定位立柱顶部的凹槽支撑陶瓷型芯悬臂的下端面并对陶瓷型芯悬臂进行一次定位；第一定位立柱与第二定位立柱为陶瓷型芯提供了一个稳定的支撑框架，确保陶瓷型芯放入第一定位立柱以及第二定位立柱中时能精确地对准并放置在预定位置，便于一次定位后精确抓取陶瓷型芯并将陶瓷型芯放置在二次定位模块上；凹槽设置成上大下小的形状，更方便让机械手从型芯盘中夹取陶瓷型芯悬臂精确放入一次定位机构中，使得陶瓷型芯悬臂在放入一次定位机构后能够自动依靠重力滑落至凹槽底部，实现快速且稳定的一次定位。
12、进一步，所述叶尖定位机构还包括：t型连接结构、夹紧块、可移动活块以及圆柱台，所述t型连接结构、所述夹紧块、所述可移动活块以及所述圆柱台均设置于所述第一固定块的上端面；
13、所述第一固定块的上端面开设有滑槽，所述可移动活块设置于所述滑槽内并沿所述滑槽滑移，所述可移动活块的两侧分别通过一个所述夹紧块固定在所述第一固定块的上端面；
14、所述可移动活块滑移方向的一侧与所述t型连接结构连接，所述可移动活块设置于所述第二叶尖支撑圆柱与所述t型连接结构之间，所述t型连接结构背离所述可移动活块的一端设置有所述可调节螺钉；
15、所述圆柱台设置于所述第一固定块上靠近所述可移动辅助定位机构的一侧，用于支撑所述可移动辅助定位机构。
16、采用上述进一步方案的有益效果是：通过夹紧块与可移动活块装配，实现可移动活块的精准定位，不易产生偏移；第一叶尖支撑圆柱、第二叶尖支撑圆柱以及第三叶尖支撑圆柱直接与陶瓷型芯接触，主要用于陶瓷型芯叶尖的支撑，辅助实现对陶瓷型芯叶尖的精准定位，圆柱台用于与l型支撑板接触支撑，避免l型支撑板变形。
17、进一步，还包括：与所述叶尖定位机构配合的位置传感器，所述位置传感器上设置有测量头，所述测量头设置于所述可移动活块背离所述t型连接结构的一侧；
18、所述可调节螺钉带动所述可移动活块移动来调节所述测量头的位置，所述测量头用于感应所述陶瓷型芯叶尖的位置并输出报警。
19、采用上述进一步方案的有益效果是：该设置可以实现陶瓷型芯叶尖的位置感应，测量叶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，包括：底座(1)、一次定位机构(2)、叶尖定位机构(3)、红外感应装置(5)、红外位置感应装置(6)、悬臂定位机构(7)以及可移动辅助定位机构(8)，所述一次定位机构(2)、所述叶尖定位机构(3)、所述红外感应装置(5)、所述红外位置感应装置(6)、所述悬臂定位机构(7)以及所述可移动辅助定位机构(8)均设置于所述底座(1)上；
2.根据权利要求1所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，所述一次定位机构(2)包括：第一定位立柱(21)和第二定位立柱(22)，所述第一定位立柱(21)与所述第二定位立柱(22)相互平行且分别垂直安装于所述底座(1)的上端面，所述第一定位立柱(21)与所述第二定位立柱(22)间隔设置；
3.根据权利要求2所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，所述叶尖定位机构(3)还包括：T型连接结构(33)、夹紧块(34)、可移动活块(35)以及圆柱台(39)，所述T型连接结构(33)、所述夹紧块(34)、所述可移动活块(35)以及所述圆柱台(39)均设置于所述第一固定块(
4.根据权利要求3所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，还包括：与所述叶尖定位机构(3)配合的位置传感器(4)，所述位置传感器(4)上设置有测量头(41)，所述测量头(41)设置于所述可移动活块(35)背离所述T型连接结构(33)的一侧；
5.根据权利要求3或4所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，所述红外感应装置(5)包括：感应立柱(51)和感应器(52)，所述感应立柱(51)设置于所述第一固定块(31)的一侧，所述感应器(52)设置于所述感应立柱(51)上，所述感应器(52)用于感应是否放置有所述陶瓷型芯(9)。
6.根据权利要求5所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，共设置有两个所述红外位置感应装置(6)，两个所述红外位置感应装置(6)均设置于所述叶尖定位机构(3)的同一侧；所述红外位置感应装置(6)包括：位置感应立柱(61)和位置感应器(62)，所述位置感应立柱(61)设置于所述第一固定块(31)的另一侧，其中一个所述位置感应器(62)对应陶瓷型芯叶身(92)处排气边的上边缘设置于所述位置感应立柱(61)上，另一个所述位置感应器(62)高于所述陶瓷型芯叶身(92)处排气边的上边缘、设置于所述位置感应立柱(61)上，所述位置感应器(62)用于检查所述陶瓷型芯叶身(92)是否有翘曲。
7.根据权利要求4所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，所述悬臂定位机构(7)包括：第二固定块(71)、第一悬臂支撑柱(72)、第二悬臂支撑柱(73)以及悬臂侧面柱定位柱(74)，所述第二固定块(71)设置于所述叶尖定位机构(3)前侧的所述底座(1)上，所述第二固定块(71)的上端面向背离所述可移动辅助定位机构(8)的方向依次设置有所述第一悬臂支撑柱(72)、所述第二悬臂支撑柱(73)以及所述悬臂侧面柱定位柱(74)，所述第一悬臂支撑柱(72)、所述第二悬臂支撑柱(73)以及所述悬臂侧面柱定位柱(74)共线设置，未设置有所述第一悬臂支撑柱(72)、所述第二悬臂支撑柱(73)以及所述悬臂侧面柱定位柱(74)的所述第二固定块(71)的上端面用于支撑所述可移动辅助定位机构(8)；
8.根据权利要求7所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，所述可移动辅助定位机构(8)包括：气缸滑块(81)、L型支撑板(82)、悬臂侧面柱(83)、对称定位柱(84)、定位小圆柱(85)以及叶尖辅助定位柱(86)，所述气缸滑块(81)设置于所述底座(1)的上端面，所述气缸滑块(81)的活动端连接所述L型支撑板(82)，用于带动所述L型支撑板(82)移动；
9.一种空心涡轮叶片型芯二次定位方法，其特征在于，使用上述权利要求4至8任一所述的空心涡轮叶片型芯二次定位工装，步骤为：
10.根据权利要求9所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位方法，其特征在于，在将所述陶瓷型芯(9)放置于二次定位模块上进行二次定位之前，还需调整设置在叶尖定位机构(3)上测量头(41)的位置，使所述测量头(41)与陶瓷型芯叶尖(91)的端部相接触。
...【技术特征摘要】
1.一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，包括：底座(1)、一次定位机构(2)、叶尖定位机构(3)、红外感应装置(5)、红外位置感应装置(6)、悬臂定位机构(7)以及可移动辅助定位机构(8)，所述一次定位机构(2)、所述叶尖定位机构(3)、所述红外感应装置(5)、所述红外位置感应装置(6)、所述悬臂定位机构(7)以及所述可移动辅助定位机构(8)均设置于所述底座(1)上；
2.根据权利要求1所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，所述一次定位机构(2)包括：第一定位立柱(21)和第二定位立柱(22)，所述第一定位立柱(21)与所述第二定位立柱(22)相互平行且分别垂直安装于所述底座(1)的上端面，所述第一定位立柱(21)与所述第二定位立柱(22)间隔设置；
3.根据权利要求2所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，所述叶尖定位机构(3)还包括：t型连接结构(33)、夹紧块(34)、可移动活块(35)以及圆柱台(39)，所述t型连接结构(33)、所述夹紧块(34)、所述可移动活块(35)以及所述圆柱台(39)均设置于所述第一固定块(31)的上端面；
4.根据权利要求3所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，还包括：与所述叶尖定位机构(3)配合的位置传感器(4)，所述位置传感器(4)上设置有测量头(41)，所述测量头(41)设置于所述可移动活块(35)背离所述t型连接结构(33)的一侧；
5.根据权利要求3或4所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，所述红外感应装置(5)包括：感应立柱(51)和感应器(52)，所述感应立柱(51)设置于所述第一固定块(31)的一侧，所述感应器(52)设置于所述感应立柱(51)上，所述感应器(52)用于感应是否放置有所述陶瓷型芯(9)。
6.根据权利要求5所述一种空心涡轮叶片型芯二次定位工装，其特征在于，共设置有两个所述红外位置感应装置(6)，两个所述红外位置感应装置(6)均设置于所述叶尖定位机构(3)的同一侧；所述红外位置感应装置(6)包括：位置感应立柱(61)和位置感...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷朋，孔小青，陈涛，熊崑洲，陈博，
申请(专利权)人：贵阳航发精密铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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