專利名稱：用于機(jī)械加工護(hù)罩塊的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總地涉及渦輪機(jī)系統(tǒng)，且更具體地涉及用于在渦輪機(jī)系統(tǒng)的護(hù)罩塊 (shroud block)中機(jī)械加工鉆孔的方法和裝置。
背景技術(shù)：
渦輪機(jī)系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于諸如發(fā)電等領(lǐng)域。例如，傳統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪。在傳統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)中，壓縮空氣從壓縮機(jī)提供至燃燒器。進(jìn)入燃燒器的空氣與燃料混合并燃燒。熱的燃燒氣體從燃燒器流向渦輪以驅(qū)動燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)并產(chǎn)生功率。渦輪機(jī)系統(tǒng)的許多構(gòu)件在安裝到渦輪機(jī)系統(tǒng)中之前需要機(jī)械加工。此類構(gòu)件的一個(gè)示例是護(hù)罩塊。許多此類護(hù)罩塊定位在渦輪機(jī)系統(tǒng)的渦輪部段中。例如，多個(gè)護(hù)罩塊可設(shè)置在轉(zhuǎn)子葉片的徑向向外的環(huán)形陣列中，并且軸向設(shè)置在渦輪機(jī)系統(tǒng)中的噴嘴之間，從而形成包圍轉(zhuǎn)子葉片和噴嘴的護(hù)罩。典型地，護(hù)罩設(shè)于渦輪機(jī)系統(tǒng)的渦輪部段的各個(gè)級中。 例如，在燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)中，護(hù)罩可部分地限定流過其中的熱氣道的徑向外邊界。護(hù)罩塊典型地在其中限定各種鉆孔，其通常用于各種目的。例如，可提供止動銷孔以接納止動銷。止動銷可用于將護(hù)罩塊定位和保持在渦輪部段內(nèi)?？商峁┢渌@孔例如冷卻孔來接納冷卻介質(zhì)，以冷卻護(hù)罩塊和/或渦輪機(jī)系統(tǒng)的其它構(gòu)件。此外，可提供鉆孔，例如管道鏡孔和/或探測孔以用于檢查目的。這些各種鉆孔必須在精確的位置和角度，且以小的公差機(jī)械加工到護(hù)罩塊中，從而使護(hù)罩塊正確地定位在渦輪部段內(nèi)并正確地起作用。典型地，用于在合適位置和/或在系統(tǒng)停歇期間將所需要的鉆孔機(jī)械加工到護(hù)罩塊中的工藝是不精確且耗時(shí)的。例如，護(hù)罩中的鉆孔的位置許多時(shí)候是大致基于渦輪部段中相配合的鉆孔或其它構(gòu)件的位置。在接近相配合的鉆孔的位置之后，鉆孔可通過將護(hù)罩塊放置在平坦的平整表面，例如鉆床的平臺上進(jìn)行機(jī)械加工，并且在護(hù)罩塊上的近似位置機(jī)械加工鉆孔。因?yàn)樽o(hù)罩塊包括各種徑向外表面，所以將這些外表面放置在用于機(jī)械加工的平整表面上可能造成鉆孔以不精確的角度進(jìn)行機(jī)械加工。近似位置和不精確的角度的組合可能導(dǎo)致鉆孔例如不能正確地安裝在渦輪部段中，和/或容許來自護(hù)罩或進(jìn)入護(hù)罩的泄漏。此外，當(dāng)前不精確的用于機(jī)械加工所需要的鉆孔的工藝可能需要護(hù)罩塊被反復(fù)地機(jī)械加工，以修改鉆孔，直至其足以勝任。對于各個(gè)護(hù)罩塊的此反復(fù)機(jī)械加工是耗時(shí)且低效的，并且增加了期間使渦輪機(jī)系統(tǒng)停機(jī)的時(shí)間，導(dǎo)致系統(tǒng)所產(chǎn)生的性能和效益方面的損失增加。因而，在本領(lǐng)域中需要一種用于機(jī)械加工護(hù)罩塊的改進(jìn)的方法和裝置。例如，容許將鉆孔精確且有效地機(jī)械加工到護(hù)罩塊中的方法和裝置將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
在以下描述中將部分地陳述，或者可從描述中明白，或者可通過本發(fā)明的實(shí)踐獲悉本發(fā)明的觀點(diǎn)和優(yōu)勢。在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于將鉆孔機(jī)械加工到護(hù)罩塊中的方法。該方法包括在護(hù)罩塊的外表面上指示鉆孔的位置，將護(hù)罩塊定位在機(jī)械加工裝置中，將護(hù)罩塊固定在機(jī)械加工裝置中，以及在護(hù)罩塊中機(jī)械加工鉆孔。該機(jī)械加工裝置包括定位工具、機(jī)械加工工具、平臺、固定裝置和徑向支架。徑向支架構(gòu)造為與護(hù)罩塊的徑向外表面相配合，使得機(jī)械加工裝置的機(jī)械加工軸線可在定位期間與護(hù)罩塊的徑向軸線對準(zhǔn)。在另一實(shí)施例中，公開了一種用于在護(hù)罩塊中機(jī)械加工鉆孔的機(jī)械加工裝備。該機(jī)械加工裝備包括構(gòu)造為在護(hù)罩塊的外表面上指示鉆孔的位置的指示裝置。該機(jī)械加工裝備還包括機(jī)械加工裝置。機(jī)械加工裝置包括平臺、固定裝置、徑向支架、定位工具和機(jī)械加工工具。徑向支架構(gòu)造為與護(hù)罩塊的徑向外表面相配合，使得機(jī)械加工裝置的機(jī)械加工軸線可與護(hù)罩塊的徑向軸線對準(zhǔn)。提供定位工具用于與鉆孔的位置相互作用。提供機(jī)械加工工具用于在護(hù)罩塊中機(jī)械加工鉆孔。參照以下描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些以及其它的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。附圖包含在本說明書中，并組成本說明書的一部分，其顯示了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與細(xì)節(jié)描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。


在參照附圖的說明書中為本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員闡述了本發(fā)明的完整且能夠?qū)嵤┑墓_，包括其最佳模式，其中圖1是根據(jù)本公開的渦輪機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的具有各種鉆孔的渦輪機(jī)殼和護(hù)罩塊的截面圖；圖3是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的沒有在其中機(jī)械加工出各種鉆孔的渦輪機(jī)殼和護(hù)罩塊，以及機(jī)械加工裝備的各種構(gòu)件的截面圖；圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的在其中機(jī)械加工出各種鉆孔的護(hù)罩塊，以及機(jī)械加工裝備的各種構(gòu)件的透視圖；圖5是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械加工裝置的分解透視圖；以及圖6是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械加工裝置的裝配透視圖。零部件清單標(biāo)號構(gòu)件10 渦輪機(jī)系統(tǒng)12 壓縮機(jī)部段14 燃燒器部段16 渦輪部段22 護(hù)罩塊24 鉆孔26 止動孔28 冷卻孔30 渦輪機(jī)殼32 鉆孔
34止動孔36止動銷40機(jī)械加工裝備42位置44夕卜表面46平整的外表面48徑向外表面50指示裝置52可更換的頂端54轉(zhuǎn)接器56定位夾具60機(jī)械加工裝置62平臺64固定裝置66徑向支架68徑向外表面70徑向軸線72機(jī)械加工軸線74補(bǔ)充支架76凸鎖定構(gòu)件78凹鎖定構(gòu)件82定位工具84機(jī)械加工工具
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例，圖中顯示了其一個(gè)或多個(gè)示例。各個(gè)示例是作為本發(fā)明的說明，而非本發(fā)明的限制而提供的。實(shí)際上，對本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的條件下可在本發(fā)明中做出各種修改和變化。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分而被顯示或被描述的特征可與另一實(shí)施例一起使用，從而產(chǎn)生又一實(shí)施例。因而，假如其在所附權(quán)利要求和及其等價(jià)物的范圍內(nèi)，則本發(fā)明意圖覆蓋這種修改和變化。參照圖1，顯示了渦輪機(jī)系統(tǒng)10的示意圖。圖1中所示的渦輪機(jī)系統(tǒng)10是燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)。因而，系統(tǒng)10包括壓縮機(jī)部段12，其用于加壓流入系統(tǒng)10中的氣體，例如空氣。應(yīng)該懂得，雖然氣體在本文可被指定為空氣，但是該氣體可為適合于燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10 中使用的任何氣體。從壓縮機(jī)部段12排出的加壓空氣流入燃燒器部段14中，其通常由圍繞系統(tǒng)10的軸線成環(huán)形陣列設(shè)置的多個(gè)燃燒器16表征。進(jìn)入燃燒器部段14的空氣與燃料混合并燃燒。熱的燃燒氣體從燃燒器部段14流向渦輪部段16以驅(qū)動系統(tǒng)10，并產(chǎn)生功率。然而，應(yīng)該懂得，本公開的渦輪機(jī)系統(tǒng)10并不限于燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，而且任何合適的渦輪機(jī)系統(tǒng)都處于本公開的精神和范圍內(nèi)。
渦輪機(jī)系統(tǒng)10可在其中包括護(hù)罩(未顯示)或多個(gè)護(hù)罩。例如，護(hù)罩可包括在渦輪部段16或渦輪機(jī)系統(tǒng)10中的任何其它合適部段或位置。各個(gè)護(hù)罩可為大致環(huán)形，并且可包括多個(gè)護(hù)罩塊22，其設(shè)置成環(huán)形陣列以形成護(hù)罩。根據(jù)本公開的護(hù)罩可定位在渦輪機(jī)系統(tǒng)10中的任何合適的位置上。例如，在渦輪機(jī)系統(tǒng)10的渦輪部段16中，護(hù)罩可與第一級轉(zhuǎn)子葉片和/或噴嘴、第二級轉(zhuǎn)子葉片和/或噴嘴、或者第三級轉(zhuǎn)子葉片和/或噴嘴相關(guān)聯(lián)。備選地，護(hù)罩可與渦輪部段16中的任何合適的級或位置、或渦輪機(jī)系統(tǒng)10中的其它部段或位置相關(guān)聯(lián)。現(xiàn)在參照圖2至圖4，本公開的護(hù)罩塊22可在其中限定各種鉆孔。這些各種鉆孔 M可執(zhí)行各種功能。例如，鉆孔M可以是止動孔26。如以下所述，止動孔沈可用于將護(hù)罩塊22定位和保持在渦輪部段16內(nèi)。另外或備選地，鉆孔M可以是冷卻孔觀，其可被提供用以使冷卻介質(zhì)流過護(hù)罩塊22。另外或備選地，鉆孔M可以是出于檢查目的而提供的管道鏡孔(未顯示)和/或探測孔(未顯示)，或者鉆孔M可以是任何其它合適的鉆孔。護(hù)罩塊22可相對于渦輪部段16的其它構(gòu)件進(jìn)行安裝和定位。例如，如圖2和圖 3中所示，護(hù)罩塊22可安裝在外部渦輪機(jī)殼30上。然而，應(yīng)該懂得，本公開并不局限于安裝在渦輪機(jī)殼30上的護(hù)罩塊22，而且安裝在渦輪機(jī)系統(tǒng)10的任何合適構(gòu)件上的護(hù)罩塊22 也都處于本公開的范圍和精神內(nèi)。渦輪機(jī)殼30或其它合適的構(gòu)件可限定各種配合鉆孔32， 其可尺寸設(shè)置并構(gòu)造為與護(hù)罩塊22中所限定的鉆孔M相配合。例如，如圖所示，渦輪機(jī)殼 30可包括止動孔34。護(hù)罩塊22中的止動孔沈可被限定在護(hù)罩塊22中，以與渦輪機(jī)殼30 中的止動孔34相配合，并且可放置止動銷36，使其穿過止動孔沈和34，從而將護(hù)罩塊22 定位和保持在渦輪機(jī)殼30中。例如，止動孔沈和34和止動銷36可用于將護(hù)罩塊22周向相對于渦輪機(jī)殼30以及護(hù)罩中的其它護(hù)罩塊22進(jìn)行定位。渦輪機(jī)殼30和/或渦輪部段14中的其它構(gòu)件，例如其它護(hù)罩塊22，還可包括其它鉆孔32，例如冷卻孔、管道鏡孔和/或探測孔，其可類似地與護(hù)罩塊22中所限定的相應(yīng)的孔相配合。護(hù)罩塊22中的鉆孔M與渦輪機(jī)殼30和/或其它構(gòu)件中的各種相應(yīng)的鉆孔32 的正確配合對于渦輪機(jī)系統(tǒng)10的有效且可靠的性能是至關(guān)重要的。因此，限定在護(hù)罩塊22 中的鉆孔M必須相對于護(hù)罩塊22中的位置和定向精確地形成。因而，本公開涉及一種用于在護(hù)罩塊22中機(jī)械加工鉆孔對的機(jī)械加工裝備40，以及一種用于在護(hù)罩塊22中機(jī)械加工鉆孔M的方法。該機(jī)械加工裝備40和方法可有利地提供對護(hù)罩塊22中的鉆孔M的精確且有效的機(jī)械加工。例如，該機(jī)械加工裝備40和方法可確保鉆孔M在護(hù)罩塊22的外表面上的位置42被精確地指示，并且可進(jìn)一步確保鉆孔M 精確地定向在護(hù)罩塊22中。有利的是，以下論述的本機(jī)械加工裝備40和方法可進(jìn)一步具體提供在系統(tǒng)10的現(xiàn)場位置和/或在系統(tǒng)10停歇期間對護(hù)罩塊22中的鉆孔M的精確且有效的機(jī)械加工。例如，在示例性實(shí)施例中，機(jī)械加工裝備40可設(shè)計(jì)為能夠攜帶至系統(tǒng)10 位置的現(xiàn)場。機(jī)械加工裝備40的各種構(gòu)件可容許現(xiàn)場和/或在停歇期間的精確且有效的機(jī)械加工，而不需要將護(hù)罩塊22運(yùn)離現(xiàn)場并因而延誤機(jī)械加工過程和/或延長系統(tǒng)10的停歇時(shí)間。根據(jù)本公開的護(hù)罩塊22在機(jī)械加工鉆孔M之前可最初被制造成所需的形狀和尺寸。因而，護(hù)罩塊22可包括各種外表面44。雖然各種這些外表面44可以是平整外表面46， 但是其它外表面44可以是徑向外表面48。徑向外表面48通?？删哂袕较蜉喞?，使得護(hù)罩中相鄰的護(hù)罩塊22的相鄰的徑向外表面48可形成環(huán)形表面。在一些實(shí)施例中，在制造護(hù)罩塊22之后，可將護(hù)罩塊22最初在渦輪機(jī)系統(tǒng)10中對準(zhǔn)，如圖3中所示。例如，在其中護(hù)罩塊22被安裝到渦輪機(jī)殼30上的實(shí)施例中，護(hù)罩塊 22可最初安裝在渦輪機(jī)殼30上，以確定護(hù)罩塊22的正確對準(zhǔn)和定位。如圖3和圖4中所示，本公開的機(jī)械加工裝備40通常包括指示裝置50。在一些實(shí)施例中，指示裝置50可以是定準(zhǔn)器。備選地，指示裝置50可以是任何合適的棒、光定位裝置或激光定位裝置(例如精確的激光束)，或用于指示鉆孔M的位置42的其它合適的工具，如以下所述。在一些實(shí)施例中，指示裝置50可具有可更換的頂端52?？筛鼡Q的頂端 52可由與指示裝置50剩余部分相同或不同的材料制成。因而，可更換的頂端52可具有與指示裝置50不同的屬性，例如不同的硬度?？筛鼡Q的頂端52可在例如頂端52由于連續(xù)使用而磨損，并且不再精確地執(zhí)行功能之后進(jìn)行更換。指示裝置50可構(gòu)造為指示鉆孔M在護(hù)罩塊22的外表面44上的位置42。例如， 指示裝置50可構(gòu)造為將鉆孔M的位置42定位在護(hù)罩塊22的外表面44上。為了定位位置42，根據(jù)一些實(shí)施例，可放置指示裝置50，使其穿過相配合的渦輪構(gòu)件中的配合鉆孔，使得指示裝置50與護(hù)罩塊22的外表面44相互作用。例如，根據(jù)如圖3中所示的一個(gè)實(shí)施例，可放置指示裝置50，使其穿過鉆孔32，例如渦輪機(jī)殼30中的止動孔34。在已經(jīng)穿過鉆孔32的情況下，指示裝置50可在護(hù)罩塊中待機(jī)械加工的配合鉆孔M例如止動孔沈的位置42處與護(hù)罩塊22的外表面44相互作用。指示裝置50可通過例如觸摸或一其它方式接觸外表面44而與外表面44相互作用。在一個(gè)實(shí)施例中，指示裝置50可具有與配合的渦輪構(gòu)件中的配合鉆孔的內(nèi)周長近似相等的外周長。因而，指示裝置50的外表面可與配合鉆孔的內(nèi)表面相互作用，使指示裝置50在配合鉆孔內(nèi)對準(zhǔn)。這可確保指示裝置50將鉆孔M的位置42相對于配合鉆孔精確地定位在護(hù)罩塊22的外表面44上。在另一實(shí)施例中，機(jī)械加工裝備40還可包括轉(zhuǎn)接器M?？商峁┺D(zhuǎn)接器M與配合的渦輪構(gòu)件中的配合鉆孔相互作用，并且與指示裝置50相互作用，從而將鉆孔M的位置42 定位在護(hù)罩塊22的外表面44上。例如，轉(zhuǎn)接器M可具有與配合的渦輪構(gòu)件中的配合鉆孔的內(nèi)周長近似相等的外周長。另外或備選地，轉(zhuǎn)接器M可具有構(gòu)造為與配合鉆孔的內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，或者可包括構(gòu)造為與配合鉆孔的配合特征相配合的其它各種特征。此外， 指示裝置50可具有與轉(zhuǎn)接器M的內(nèi)周長近似相等的外周長。轉(zhuǎn)接器M可被引向配合鉆孔，并且指示裝置50可穿過轉(zhuǎn)接器M放置，使得指示裝置50與護(hù)罩塊22的外表面44相互作用。這可確保指示裝置50將鉆孔M的位置42相對于配合鉆孔精確地定位在護(hù)罩塊 22的外表面44上。在一些實(shí)施例中，指示裝置50可進(jìn)一步構(gòu)造為將鉆孔M的位置42標(biāo)記在護(hù)罩塊 22的外表面44上。例如，指示裝置50可包括頂端，例如可更換的頂端52、永久的頂端或另一合適的標(biāo)記裝置。一旦鉆孔M的位置42已經(jīng)定位在護(hù)罩塊22的外表面44上，則指示裝置50可將鉆孔M的位置42標(biāo)記在護(hù)罩塊22的外表面44上。在其中指示裝置50是例如具有頂端的定準(zhǔn)器的一個(gè)實(shí)施例中，可利用例如錘子等裝置對護(hù)罩塊22的外表面44打孔，從而標(biāo)記鉆孔M的位置42。另外或備選地，可利用單獨(dú)的裝置標(biāo)記鉆孔M的位置42。舉例來說，在指示裝置50定位了位置42和/或標(biāo)記出位置42之后，可利用標(biāo)記器，例如鋼筆或鉛筆，單獨(dú)的打孔裝置或另一合適的標(biāo)記裝置將鉆孔M的位置42標(biāo)記在護(hù)罩塊22的外表面44上。為了定位位置42，根據(jù)一些備選實(shí)施例，如圖4中所示，本公開的機(jī)械加工裝備40 還可包括定位夾具56。定位夾具56可構(gòu)造為將鉆孔M的位置42相對于護(hù)罩塊22中的現(xiàn)有鉆孔對而定位在護(hù)罩塊22的外表面44上。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，護(hù)罩塊22可包括止動孔沈，并且定位夾具56可構(gòu)造為將冷卻孔28的位置42相對于止動孔沈而定位在護(hù)罩塊22的外表面44上。定位夾具56可包括例如突出物，其具有與現(xiàn)有鉆孔M的內(nèi)周長近似相等的外周長。定位夾具56還可包括用于使定位夾具56在護(hù)罩塊22上對準(zhǔn)的各種特征，例如面板和/或突出物，其與護(hù)罩塊22的各種外表面44相互作用。定位夾具56可被引向護(hù)罩塊22中的現(xiàn)有鉆孔24，并相對于護(hù)罩塊22對準(zhǔn)，使得定位夾具56將鉆孔M的位置42定位在護(hù)罩塊22的外表面44上。在一些實(shí)施例中，定位夾具56可進(jìn)一步構(gòu)造為標(biāo)記位置42，包括如上所述用于標(biāo)記的各種特征。另外或備選地，如上所述可利用單獨(dú)的裝置標(biāo)記鉆孔M的位置42。如在圖5和圖6中所示，本公開的機(jī)械加工裝備40還包括機(jī)械加工裝置60。通常，機(jī)械加工裝置60可構(gòu)造為將鉆孔M機(jī)械加工到護(hù)罩塊22中。例如，在一些實(shí)施例中， 機(jī)械加工裝置60可以是銑床。在其它實(shí)施例中，機(jī)械加工裝置60可以是鉆床。然而，應(yīng)該懂得，機(jī)械加工裝置60并不局限于銑床和鉆床，相反用于將鉆孔M機(jī)械加工到護(hù)罩塊22 中的任何合適的裝置都在本公開的精神和范圍內(nèi)。如以下所述，本公開的機(jī)械加工裝置60 包括用于精確且有效地將鉆孔M機(jī)械加工到護(hù)罩塊22中的各種新穎構(gòu)件。例如，機(jī)械加工裝置60可包括平臺62。通常，平臺62可以是任何合適的表面，在該表面上放置機(jī)械加工裝置60的各種其它構(gòu)件，并且在該表面上放置用于機(jī)械加工的護(hù)罩塊22。在一些實(shí)施例中，平臺62具有通常平整的工作面。在其它實(shí)施例中，平臺62可具有任何合適輪廓的工作面或表面。機(jī)械加工裝置60還可包括固定裝置64。如以下所述，固定裝置64可構(gòu)造為固定護(hù)罩塊22，以及用于護(hù)罩塊22的各種支架，以用于機(jī)械加工。例如，固定裝置64可以是任何合適的夾具或臺鉗裝置，或任何其它合適的固定裝置。為了固定護(hù)罩塊22，固定裝置64 可在與護(hù)罩塊22形成接觸之后圍繞護(hù)罩塊22張緊，從而將護(hù)罩塊22保持在通常固定的位置。機(jī)械加工裝置60還可包括徑向支架66，或多個(gè)徑向支架66。徑向支架66可構(gòu)造為與護(hù)罩塊22的徑向外表面48相配合。例如，如圖5和圖6中所示，根據(jù)本公開的徑向支架66具有帶徑向輪廓的外表面68。外表面68的徑向輪廓可與護(hù)罩塊22的徑向外表面48 的徑向輪廓大致相匹配。此外，徑向支架66的徑向外表面68可具有各種突出物和凹口，以與護(hù)罩塊22的徑向外表面48的各種凹口和突出物相配合。因而，當(dāng)護(hù)罩塊22的徑向外表面48被放置成與徑向支架66的徑向外表面68形成接觸時(shí)，表面可配合在一起。應(yīng)該懂得， 徑向支架64可獨(dú)立于平臺62和固定裝置64，或者可結(jié)合到平臺62和/或固定裝置64中。 例如，平臺62可具有徑向表面，其可被認(rèn)為是徑向支架66，并且/或者固定裝置64可具有徑向表面，其可被認(rèn)為是徑向支架66。如上面所述，護(hù)罩中的各種護(hù)罩塊22可構(gòu)造為使它們可以環(huán)形陣列設(shè)置在渦輪機(jī)系統(tǒng)10內(nèi)。因而根據(jù)本公開，徑向軸線70可被限定為在鉆孔M的位置42處穿過護(hù)罩塊22，如圖5和圖6中所示。徑向軸線70是當(dāng)護(hù)罩塊以環(huán)形陣列設(shè)置在護(hù)罩中時(shí)，從護(hù)罩的徑向中心穿過護(hù)罩塊22而延伸的軸線。因而，當(dāng)在護(hù)罩塊22中機(jī)械加工鉆孔M時(shí)，通常對于渦輪機(jī)系統(tǒng)10的性能和機(jī)械加工過程不可缺少的是沿著該徑向軸線70機(jī)械加工鉆孔M。如圖5和圖6中進(jìn)一步所示，機(jī)械加工裝置60通?？删哂袡C(jī)械加工軸線72。機(jī)械加工軸線72是機(jī)械加工裝置60操作所沿的軸線。因而，為了沿著徑向軸線70精確地機(jī)械加工鉆孔對，必須使徑向軸線70和機(jī)械加工軸線72對準(zhǔn)。因而，可提供根據(jù)本公開的徑向支架66，以與護(hù)罩塊22的徑向外表面48相配合， 使得機(jī)械加工軸線72可與護(hù)罩塊22的徑向軸線70對準(zhǔn)。例如，在與護(hù)罩塊22配合之后， 徑向支架66可容許護(hù)罩塊22進(jìn)行調(diào)整，使得鉆孔M的位置42與機(jī)械加工軸線72對準(zhǔn)， 同時(shí)進(jìn)一步促使護(hù)罩塊22圍繞徑向軸線70而旋轉(zhuǎn)，因而容許徑向軸線70和機(jī)械加工軸線 72通過位置42而對準(zhǔn)，如圖6中所示。徑向支架66因而容許鉆孔M被精確且有效地機(jī)械加工在護(hù)罩塊22中。在一些實(shí)施例中，機(jī)械加工裝置60還可包括補(bǔ)充支架74或多個(gè)補(bǔ)充支架74。補(bǔ)充支架74可具有帶輪廓的表面，其可類似于徑向支架66的表面，或者可構(gòu)造為與護(hù)罩塊22 的其它各種表面相配合。如上面論述的那樣，補(bǔ)充支架74可設(shè)于機(jī)械加工裝置60中，以便為護(hù)罩塊22提供補(bǔ)充支撐，同時(shí)容許護(hù)罩塊22圍繞徑向軸線70而旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，固定裝置64、徑向支架66和補(bǔ)充支架74可包括配合的凸鎖定構(gòu)件76和凹鎖定構(gòu)件78，以用于將固定裝置64與徑向支架66和/或補(bǔ)充支架74鎖定在一起。例如，固定裝置64可包括凸鎖定構(gòu)件76或凹鎖定構(gòu)件78的其中一個(gè)，并且徑向支架 66和/或補(bǔ)充支架74可包括凸鎖定構(gòu)件76或凹鎖定構(gòu)件78的另一個(gè)。凸和凹鎖定構(gòu)件 76，78可以分別是例如鍵和鍵孔，或任何其它合適的突出物和凹口。凸和凹鎖定構(gòu)件76，78 可容許徑向支架66和(如果需要的話)補(bǔ)充支架74與固定裝置64鎖定在一起。這可容許對護(hù)罩塊22中的鉆孔M進(jìn)行精確和有效的機(jī)械加工。本公開的機(jī)械加工裝置60還可包括定位工具82 (見圖幻和機(jī)械加工工具84 (見圖6)?？商峁┒ㄎ还ぞ?2與鉆孔M的位置42相互作用，從而可檢測位置42，以用于鉆孔 M的精確的機(jī)械加工。定位工具82可以是例如鉆頭、棒、光定位裝置或激光定位裝置(例如精確激光束)、或用于與位置42相互作用的任何其它合適的裝置。在護(hù)罩塊22定位在機(jī)械加工裝置60中期間，定位工具82可投入機(jī)械加工裝置60的操作中。當(dāng)投入操作時(shí)， 定位工具82可沿著機(jī)械加工軸線72而移動。因而，為了檢測鉆孔M的位置42，如上面論述的那樣，護(hù)罩塊22可周向圍繞徑向支架66而移動，直至定位工具82在沿著機(jī)械加工軸線72移動時(shí)可與鉆孔M的位置42相互作用。當(dāng)護(hù)罩塊22定位成使得位置42在機(jī)械加工軸線72上，從而定位工具82可沿著機(jī)械加工軸線72移動并與通過接觸而與位置42相互作用時(shí)，位置42被檢測而用于鉆孔M的精確的機(jī)械加工。機(jī)械加工工具84可用于機(jī)械加工護(hù)罩塊22中的鉆孔M。例如，機(jī)械加工工具84 可以是鉆頭、端銑刀、或用于機(jī)械加工鉆孔的任何合適的機(jī)械加工工具。為了將鉆孔M機(jī)械加工到護(hù)罩塊22中，機(jī)械加工工具84可在機(jī)械加工裝置60中投入操作。當(dāng)投入操作時(shí)， 機(jī)械加工工具84可沿著機(jī)械加工軸線72而移動。為了機(jī)械加工鉆孔M，機(jī)械加工工具84 可操作并沿著機(jī)械加工軸線72移動，從而在位置42處與護(hù)罩塊22接觸并在其中形成鉆孔 22。
10
如上面論述的那樣，本公開還涉及一種用于將鉆孔M機(jī)械加工到護(hù)罩塊22中的方法。該方法可包括例如在護(hù)罩塊22的外表面44上指示鉆孔M的位置42。例如，指示步驟可包括在護(hù)罩塊22的外表面44上定位鉆孔M的位置42，并在護(hù)罩塊22的外表面44 上標(biāo)記鉆孔M的位置42。如上面論述的那樣，定位步驟可包括例如放置指示裝置50，使其穿過配合的渦輪構(gòu)件中的配合鉆孔，使得指示裝置50與護(hù)罩塊22的外表面44相互作用。備選地，定位步驟可包括將轉(zhuǎn)接器M引向配合鉆孔，并通過轉(zhuǎn)接器M放置指示裝置50，使得指示裝置50 與護(hù)罩塊22的外表面44相互作用。另外或備選地，定位步驟可包括將定位夾具56引向護(hù)罩塊22的現(xiàn)有鉆孔M。本方法還可包括將護(hù)罩塊22定位在機(jī)械加工裝置60中。例如，在一些實(shí)施例中， 如上面論述的那樣，定位步驟可包括使徑向外表面48和徑向支架66配合。另外或備選地， 如上面論述的那樣，定位步驟可包括檢測鉆孔M的位置42。例如，在一些實(shí)施例中，檢測步驟可包括使護(hù)罩塊22周向圍繞徑向支架66而移動，直至定位工具82可與鉆孔M的位置 42相互作用。在一些實(shí)施例中，定位步驟還可包括校平護(hù)罩塊22。例如，在一些實(shí)施例中，機(jī)械加工裝置60的各種構(gòu)件例如平臺62可能沒有最初沿著一個(gè)或多個(gè)軸線校平。在定位期間， 護(hù)罩塊22在放置于機(jī)械加工裝置60中之后可按要求利用任何合適的定位和/或校平裝置進(jìn)行校平。此外，在一些實(shí)施例中，本方法可包括校準(zhǔn)機(jī)械加工裝置60。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，校準(zhǔn)步驟可包括校平機(jī)械加工裝置60。例如，機(jī)械加工裝置60可按要求利用任何合適的定位和/或校平裝置而沿著任何軸線進(jìn)行校平。另外或備選地，校準(zhǔn)步驟可包括使機(jī)械加工軸線72相對于平臺62進(jìn)行對準(zhǔn)。例如，根據(jù)一些實(shí)施例，機(jī)械加工軸線72可期望大致垂直于平臺62的表面。因而，按需要可利用任何合適的定位和/或校平裝置，以使機(jī)械加工軸線72相對于平臺62對準(zhǔn)。如上面論述的那樣，本方法還可包括例如將護(hù)罩塊22固定在機(jī)械加工裝置60中。 最后，如上面論述的那樣，本方法還可包括在護(hù)罩塊22中機(jī)械加工鉆孔M。本書面說明書使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和利用任何裝置或系統(tǒng)，并執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可授予專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域中的技術(shù)人員想到的其它示例。如果這些其它示例包括并非不同于權(quán)利要求字面語言的結(jié)構(gòu)元件，或者如果其包括與權(quán)利要求字面語言無實(shí)質(zhì)差異的等效的結(jié)構(gòu)元件，則這些其它示例都屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于將鉆孔04)機(jī)械加工到護(hù)罩塊02)中的方法，所述方法包括在所述護(hù)罩塊0 的外表面G4)上指示所述鉆孔04)的位置02)；將所述護(hù)罩塊0 定位在機(jī)械加工裝置(60)中，所述機(jī)械加工裝置(60)包括定位工具(82)、機(jī)械加工工具(84)、平臺(62)、固定裝置(64)和徑向支架(66)，所述徑向支架 (66)構(gòu)造為與所述護(hù)罩塊02)的徑向外表面08)相配合，使得所述機(jī)械加工裝置(60)的機(jī)械加工軸線(72)在定位期間可與所述護(hù)罩塊02)的徑向軸線(70)對準(zhǔn)；將所述護(hù)罩塊02)固定在所述機(jī)械加工裝置(60)中；以及機(jī)械加工所述護(hù)罩塊02)中的鉆孔04)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位步驟包括使所述徑向外表面 (48)和所述徑向支架(66)相配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述定位步驟包括檢測所述鉆孔04)的所述位置02)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述檢測步驟包括使所述護(hù)罩塊02)周向圍繞所述徑向支架(66)移動，直至所述定位工具(8 可與所述鉆孔04)的所述位置 (42)相互作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述定位步驟包括校平所述護(hù)罩塊02)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述指示步驟包括在所述護(hù)罩塊02)的所述外表面04)上定位所述鉆孔04)的所述位置(42)，并在所述護(hù)罩塊 (22)的所述外表面04)上標(biāo)記所述鉆孔04)的所述位置02)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述定位步驟包括放置指示裝置(50)，使所述指示裝置(50)穿過配合的渦輪構(gòu)件中的配合鉆孔(32)，使得所述指示裝置(50)與所述護(hù)罩塊02)的所述外表面04)相互作用，所述指示裝置(50)具有與所述配合鉆孔(32) 的內(nèi)周長近似相等的外周長。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述定位步驟包括將轉(zhuǎn)接器(54)引向所述配合鉆孔(32)，并通過所述轉(zhuǎn)接器(54)放置指示裝置(50)，使得所述指示裝置(50)與所述護(hù)罩塊02)的外表面04)相互作用，所述指示裝置(50)具有與所述轉(zhuǎn)接器(54)的內(nèi)周長近似相等的外周長。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述定位步驟包括將定位夾具(56)引向所述護(hù)罩塊02)中的現(xiàn)有鉆孔(M)，所述定位夾具(56)構(gòu)造為定位所述鉆孔04)的所述位置(42)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括校準(zhǔn)所述機(jī)械加工裝置(60)。
11.一種用于在護(hù)罩塊02)中機(jī)械加工鉆孔04)的機(jī)械加工裝備(40)，所述機(jī)械加工裝備(40)包括指示裝置(50)，其構(gòu)造為在所述護(hù)罩塊02)的外表面04)上指示所述鉆孔04)的位置(42)；和機(jī)械加工裝置(60)，所述機(jī)械加工裝置(60)包括平臺(62)；固定裝置(64)；徑向支架(66)，所述徑向支架(66)構(gòu)造為與所述護(hù)罩塊02)的徑向外表面08)相配合，使得所述機(jī)械加工裝置(60)的機(jī)械加工軸線(72)可與所述護(hù)罩塊02)的徑向軸線 (70)對準(zhǔn)；定位工具(82)，其用于與所述鉆孔04)的所述位置02)相互作用；和機(jī)械加工工具(84)，其用于機(jī)械加工所述護(hù)罩塊02)中的鉆孔04)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)械加工裝備(40)，其特征在于，所述機(jī)械加工裝備00) 還包括構(gòu)造為與所述指示裝置(50)相配合的轉(zhuǎn)接器(54)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11-12中的任一項(xiàng)所述的機(jī)械加工裝備(40)，其特征在于，所述機(jī)械加工裝備GO)還包括定位夾具(56)，所述定位夾具(56)構(gòu)造為與所述護(hù)罩塊02)的現(xiàn)有鉆孔04)相配合，并定位所述鉆孔04)的所述位置02)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項(xiàng)所述的機(jī)械加工裝備(40)，其特征在于，所述指示裝置(50)包括可更換的頂端(52)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中的任一項(xiàng)所述的機(jī)械加工裝備(40)，其特征在于，所述固定裝置(64)包括凸鎖定構(gòu)件(76)和凹鎖定構(gòu)件(78)的其中一個(gè)，其中所述徑向支架(66)包括所述凸鎖定構(gòu)件(76)和所述凹鎖定構(gòu)件(78)的另一個(gè)，并且其中所述凸鎖定構(gòu)件(76) 和所述凹鎖定構(gòu)件(78)構(gòu)造為將所述固定裝置(64)和所述徑向支架(66)鎖定在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于機(jī)械加工護(hù)罩塊的方法和裝置，具體而言，公開了一種用于將鉆孔(24)機(jī)械加工到護(hù)罩塊(22)中的方法和機(jī)械加工裝備(40)。該方法包括在所述護(hù)罩塊(22)的外表面(44)上指示鉆孔(24)的位置(42)，將護(hù)罩塊(22)定位在機(jī)械加工裝置(60)中，將護(hù)罩塊(22)固定在機(jī)械加工裝置(60)中，并在護(hù)罩塊(22)中機(jī)械加工鉆孔(24)。該機(jī)械加工裝置(60)包括定位工具(82)、機(jī)械加工工具(84)、平臺(62)、固定裝置(64)和徑向支架(66)。徑向支架(66)構(gòu)造為與護(hù)罩塊(22)的徑向外表面(48)相配合，使得機(jī)械加工裝置(60)的機(jī)械加工軸線(72)在定位期間可與護(hù)罩塊(22)的徑向軸線(70)對準(zhǔn)。
文檔編號B23B41/02GK102554302SQ20111031013
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月7日
發(fā)明者J·B·霍爾姆斯, J·W·赫博爾德, P·L·卡爾馬, R·S·科恩 申請人:通用電氣公司