用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具及真空镀膜设备的制作方法

本实用新型涉及航空发动机涡轮叶片加工技术领域，特别地，涉及一种用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具。此外，本实用新型还涉及一种包括上述用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具的真空镀膜设备。

背景技术：

电弧离子镀是指以镀膜材料作为靶极，借助于触发装置，使靶材表面产生弧光放电，镀膜材料在电弧作用下，产生无熔池蒸发并沉积在基体上的一种镀膜方法。电弧离子镀是理化率最高的离子镀形式，因而在工业生产中得到了广泛的应用，但是电弧离子镀在一个完全封闭的环境中对零件进行加工，镀敷过程中最高温度可达400℃以上，采用胶带或者橡胶类防护物对零件非镀膜区进行保护会造成防护物在高温下分解，污染零件镀层，目前较多的是采用金属夹具来保护零件非镀膜区。

涡轮叶片是航空发动机涡轮部位的重要组成部分，为提高零件耐热温度，设计要求在零件表面采用电弧离子镀的方式镀覆镀层。但是涡轮叶片型面复杂，在叶片缘板与镀膜区之间过渡区极小，零件保护难度大；同时零件在真空镀膜舱内悬挂放置，榫齿或叶冠处夹具易脱落，造成零件保护失效甚至磕碰伤。因此，需设计专用防护夹具，在有效的保护零件非镀膜区的同时，实现涡轮叶片的离子镀膜。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具及真空镀膜设备，以解决现有涡轮叶片真空镀膜工艺中，涡轮叶片型面复杂，在叶片缘板与镀膜区之间过渡区极小，零件保护难度大；同时零件在真空镀膜舱内悬挂放置，榫齿或叶冠处夹具易脱落，造成零件保护失效甚至磕碰伤的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具，包括用于夹持固定涡轮叶片的榫齿端的榫齿端夹以及用于夹持固定涡轮叶片的叶冠端的叶冠端夹，榫齿端夹上设有用于装夹榫齿端后防止榫齿端脱出的挡板；榫齿端夹处于上方，叶冠端夹处于下方；榫齿端夹、叶冠端夹以及装夹于榫齿端夹与叶冠端夹之间的涡轮叶片三者组合后的结构与用于为涡轮叶片进行真空镀膜提供安装位置的真空镀膜舱内腔进行匹配连接。

进一步地，榫齿端夹包括带有贯通槽并用于容纳涡轮叶片的榫齿端和贴合于涡轮叶片的叶片缘板外的榫齿卡槽结构以及分别固接于榫齿卡槽结构的贯通槽两端位置并用于从叶片缘板的两侧板缘位置夹持固定叶片缘板的榫齿端盖板；榫齿端夹的贯通槽的槽型与涡轮叶片的榫齿端外形相匹配。

进一步地，榫齿卡槽结构内具有用于容纳和贴合叶片缘板的外边缘的榫齿端阶梯槽口，榫齿端阶梯槽口的内表面形状与叶片缘板的外形相匹配，榫齿端阶梯槽口的竖向高度与叶片缘板的厚度相匹配。

进一步地，榫齿端盖板上与叶片缘板对应布置的第一板边缘的外形与叶片缘板的型面外形相匹配；榫齿端盖板的第二板边缘、第三板边缘和第四板边缘的外形分别与对应的榫齿卡槽结构的外壁面形状相匹配。

进一步地，榫齿端盖板与榫齿卡槽结构之间通过至少两个螺栓进行固定连接。

进一步地，叶冠端夹包括带有贯通槽并用于容纳涡轮叶片的叶冠和从底部贴合支撑叶冠的尾缘板外的叶冠卡槽结构以及分别固接于叶冠卡槽结构的贯通槽两端位置并用于从叶冠的两侧板缘位置夹持固定叶冠的叶冠端盖板；叶冠端夹的贯通槽的槽型与叶冠外形相匹配。

进一步地，叶冠卡槽结构内具有用于从底部容纳和贴合支撑尾缘板的外边缘的叶冠端阶梯槽口，叶冠端阶梯槽口的内表面形状与尾缘板的外形相匹配，叶冠端阶梯槽口的竖向高度与尾缘板的厚度相匹配。

进一步地，叶冠端盖板上与尾缘板对应布置的第一板边缘的外形与尾缘板的型面外形相匹配；叶冠端盖板的第二板边缘、第三板边缘和第四板边缘的外形分别与对应的叶冠卡槽结构的外壁面形状相匹配。

进一步地，叶冠端盖板与叶冠卡槽结构之间通过至少两个螺栓进行固定连接。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种真空镀膜设备，其包括上述用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具，通过榫齿端夹和叶冠端夹分别夹持固定在属于涡轮叶片的非镀膜区的榫齿端和叶冠端，以实现经过保护夹具保护非镀膜区的涡轮叶片装入真空镀膜舱并进行真空镀膜的目的；将装夹有涡轮叶片相对重量较大的榫齿端的榫齿端夹设于上方并悬挂于真空镀膜舱内，并通过挡板封盖以防止榫齿端脱出，且挡板遮挡于叶片缘板的非镀膜区上，不会影响到涡轮叶片的镀膜，将装夹有涡轮叶片相对重量较小的叶冠端的叶冠端夹设于下方，从而方便对涡轮叶片进行镀膜。由于采用对涡轮叶片多个部分进行组合保护的保护夹具，涡轮叶片装夹方便，安全高效；能够顺利实现涡轮叶片的真空电弧离子镀膜。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的榫齿卡槽结构的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的榫齿端盖板的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例的榫齿端夹的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例的叶冠端夹的结构示意图；

图6是本实用新型优选实施例的叶冠端盖板的结构示意图。

图例说明：

1、榫齿端夹；101、榫齿卡槽结构；1011、榫齿端阶梯槽口；102、榫齿端盖板；2、叶冠端夹；201、叶冠卡槽结构；2011、叶冠端阶梯槽口；202、叶冠端盖板；3、涡轮叶片；301、榫齿端；302、叶片缘板；303、叶冠；3031、尾缘板；4、挡板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本实用新型优选实施例的用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的榫齿卡槽结构的结构示意图；图3是本实用新型优选实施例的榫齿端盖板的结构示意图；图4是本实用新型优选实施例的榫齿端夹的结构示意图；图5是本实用新型优选实施例的叶冠端夹的结构示意图；图6是本实用新型优选实施例的叶冠端盖板的结构示意图。

如图1和图4所示，本实施例的用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具，包括用于夹持固定涡轮叶片3的榫齿端301的榫齿端夹1以及用于夹持固定涡轮叶片3的叶冠端的叶冠端夹2，榫齿端夹1上设有用于装夹榫齿端301后防止榫齿端301脱出的挡板4；榫齿端夹1处于上方，叶冠端夹2处于下方；榫齿端夹1、叶冠端夹2以及装夹于榫齿端夹1与叶冠端夹2之间的涡轮叶片3三者组合后的结构与用于为涡轮叶片3进行真空镀膜提供安装位置的真空镀膜舱内腔进行匹配连接。本实用新型用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具，通过榫齿端夹1和叶冠端夹2分别夹持固定在属于涡轮叶片3的非镀膜区的榫齿端301和叶冠端，以实现经过保护夹具保护非镀膜区的涡轮叶片3装入真空镀膜舱并进行真空镀膜的目的；将装夹有涡轮叶片3相对重量较大的榫齿端301的榫齿端夹1设于上方并悬挂于真空镀膜舱内，并通过挡板封盖以防止榫齿端301脱出，且挡板遮挡于叶片缘板302的非镀膜区上，不会影响到涡轮叶片3的镀膜，将装夹有涡轮叶片3相对重量较小的叶冠端的叶冠端夹2设于下方，从而方便对涡轮叶片3进行镀膜。由于采用对涡轮叶片3多个部分进行组合保护的保护夹具，涡轮叶片3装夹方便，安全高效；能够顺利实现涡轮叶片3的真空电弧离子镀膜。如图1所示，在离子镀膜过程中，涡轮叶片3悬挂放置，榫齿处重量大于叶冠处重量，且榫齿端的叶片缘板上有一处无需进行镀膜，此处设置一片挡板4承重，防止涡轮叶片3从夹具中脱落，故离子镀膜时榫齿端在上，叶冠在下。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，榫齿端夹1包括带有贯通槽并用于容纳涡轮叶片3的榫齿端301和贴合于涡轮叶片3的叶片缘板302外的榫齿卡槽结构101以及分别固接于榫齿卡槽结构101的贯通槽两端位置并用于从叶片缘板302的两侧板缘位置夹持固定叶片缘板302的榫齿端盖板102。榫齿端夹1的贯通槽的槽型与涡轮叶片3的榫齿端301外形相匹配。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，榫齿卡槽结构101内具有用于容纳和贴合叶片缘板302的外边缘的榫齿端阶梯槽口1011。榫齿端阶梯槽口1011的内表面形状与叶片缘板302的外形相匹配。榫齿端阶梯槽口1011的竖向高度与叶片缘板302的厚度相匹配。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，榫齿端盖板102上与叶片缘板302对应布置的第一板边缘的外形与叶片缘板302的型面外形相匹配。榫齿端盖板102的第二板边缘、第三板边缘和第四板边缘的外形分别与对应的榫齿卡槽结构101的外壁面形状相匹配。涡轮叶片型面复杂，防护夹具端面必须按照叶片缘板处型面进行修配，因此采用第一板边缘的外形与叶片缘板302的型面外形相匹配实现修配。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，榫齿端盖板102与榫齿卡槽结构101之间通过至少两个螺栓进行固定连接。

如图1、图5和图6所示，本实施例中，叶冠端夹2包括带有贯通槽并用于容纳涡轮叶片3的叶冠303和从底部贴合支撑叶冠303的尾缘板3031外的叶冠卡槽结构201以及分别固接于叶冠卡槽结构201的贯通槽两端位置并用于从叶冠303的两侧板缘位置夹持固定叶冠303的叶冠端盖板202。叶冠端夹2的贯通槽的槽型与叶冠303外形相匹配。

如图1、图5和图6所示，本实施例中，叶冠卡槽结构201内具有用于从底部容纳和贴合支撑尾缘板3031的外边缘的叶冠端阶梯槽口2011。叶冠端阶梯槽口2011的内表面形状与尾缘板3031的外形相匹配。叶冠端阶梯槽口2011的竖向高度与尾缘板3031的厚度相匹配。

如图1、图5和图6所示，本实施例中，叶冠端盖板202上与尾缘板3031对应布置的第一板边缘的外形与尾缘板3031的型面外形相匹配。叶冠端盖板202的第二板边缘、第三板边缘和第四板边缘的外形分别与对应的叶冠卡槽结构201的外壁面形状相匹配。

如图1、图5和图6所示，本实施例中，叶冠端盖板202与叶冠卡槽结构201之间通过至少两个螺栓进行固定连接。

本实施例的真空镀膜设备，包括上述用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具。

实施时，提供一种用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具，涡轮叶片零件做完预处理之后，将榫齿端装夹在榫齿卡槽结构101内，然后将榫齿端盖板102与榫齿卡槽结构101组合。将叶冠端装夹在叶冠卡槽结构201内，然后将叶冠端盖板202与叶冠卡槽结构201组合。将装夹好的涡轮叶片3装入真空镀膜舱，即可进行镀膜。

用于涡轮叶片真空镀膜的保护夹具分以下几个部分：榫齿端夹具体(榫齿端夹1)，具备卡槽，分别对榫齿及叶片缘板进行保护，防止涡轮叶片在镀膜过程中松动；榫齿端盖板；叶冠处夹具体(叶冠端夹2)；叶冠处盖板。

离子镀膜时，榫齿端夹具体与榫齿端盖板通过标准件组合在一起。叶冠处夹具体与叶冠处盖板通过标准件组合在一起。对涡轮叶片零件形成有效保护，顺利实现涡轮叶片的多弧离子镀膜。由于采用多部分组合的夹具对零件进行保护，零件装夹方便，安全高效。已顺利实现多个批次的涡轮叶片的真空电弧离子镀膜。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。