CN100457344C - 用于支承可转动构件的固定装置和定位装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种定位装置(20)和相关的固定装置(10)以及一种用于支承可转动构件(100)的方法。定位装置(20)具有底部(22)和多个凸缘(24)，凸缘在轴向上从底部(22)延伸，并且周向布置以便限定用于在轴向上至少部分接收可转动构件(100)的开口(25)。凸缘(24)限定细槽(26)，以便接收可转动构件(100)的径向部分(110)，其中径向部分(110)从凸缘(24)径向向外延伸。因此，定位装置(20)可支承无孔转动构件(100)，使得工具(80)可贴靠可转动构件(100)支承，由此将可转动构件(100)成形为预定尺寸。

Description

用于支承可转动构件的固定装置和定位装置
技术领域
本发明总体涉及一种用于在制造过程中支承例如叶轮或心轴的可转动构件的固定装置和方法，并且特别是，涉及一种支承例如无孔压缩机叶轮的无孔可转动构件的固定装置。
背景技术
无孔压缩机叶轮的特征在于具有第一和第二相对表面并在轴向延伸的轮毂以及在第一表面上径向延伸的多个叶片。在操作中，叶轮构造成围绕其轴线转动，使得叶片通过叶轮的第一表面附近流过的空气运动。例如，叶轮可安装在壳体内，其中叶轮的第二表面上的连接部分接合到轴上，使得在轴转动时，叶片推动空气流过壳体。如发明名称所述，无孔压缩机叶轮不具有延伸穿过轮毂以便安装的镗孔。相反，第二表面上的连接部分可从该表面延伸，或者可限定不延伸到叶轮的第一表面的开口。
在无孔压缩机叶轮的制造过程中，叶轮必须得到足够支承，使得表面和/或叶片可进行加工或者形成所需的公差。因此，压缩机叶轮进行支承，以便抵抗与叶轮上进行加工或其它成形操作相关的力。
例如，在传统的制造过程中，无孔压缩机叶轮在车床中支承在卡盘内，并且转动，即进行加工。
卡盘容纳叶片以及叶轮的第一表面的至少一部分，使得叶轮可充分支承，同时车床用来局部成形或加工该暴露表面和/或叶片。叶轮接着从卡盘上拆卸，并且固定在通过其它部分支承叶轮的第二卡盘上，以便暴露以前无法加工的部分。因此，可以成形由第一卡盘遮挡的第一表面和叶片的这些部分，同时叶轮固定在卡盘中。但是，使用连续加工操作增加成形和加工叶轮所需的时间。另外，固定叶轮所需的两个卡盘的成本增加叶轮的成本。
发明内容
因此，需要一种改进的固定装置，以便支承无孔压缩机叶轮或其它可转动构件。最好是，固定装置应该能够固定该构件，使得该构件可在预定公差内进行加工或者成形为预定尺寸。另外，固定装置应该固定该构件，而不遮挡将要加工的构件的部分，例如，无孔压缩机叶轮的叶片，使得该构件可进行加工，而不从固定装置上拆卸该构件。
按照本发明的第一方面，提供一种用于在可转动构件的制造过程中支承具有多个径向部分的可转动构件的固定装置，该固定装置包括：在轴向上延伸并且限定用于部分接收可转动构件的开口的卡头；具有底部和多个凸缘的定位装置，底部构造成连接到卡头上，凸缘在轴向上从底部延伸，并且周向布置，以便限定用于在轴向上至少部分接收可转动构件的开口，在凸缘之间限定细槽，以便接收可转动构件的径向部分，使得径向部分从凸缘径向向外延伸；以及工具保持件，该保持件构造成贴靠可转动构件的径向部分支承工具，可转动构件的径向部分在定位装置的凸缘之间延伸，并且由此将可转动构件成形为预定尺寸。
按照本发明的第二方面，提供一种构造成在可转动构件的制造过程中支承具有多个径向部分的可转动构件的定位装置，该定位装置包括：底部；以及在轴向上从底部延伸并且周向布置以便限定在轴向上至少部分接收可转动构件的开口的多个凸缘；其中在凸缘之间限定细槽，以便接收可转动构件的径向部分，使得径向部分从凸缘径向向外延伸。
按照本发明的第三方面，提供一种制造具有多个径向向外伸出叶片的可转动构件的方法，该方法包括：提供固定装置，该固定装置限定底部和多个凸缘，凸缘在轴向上延伸，并且围绕固定装置的周边隔开，以便限定由凸缘围绕的中心开口以及相邻凸缘之间的细槽；通过固定装置支承可转动构件，使得构件的一部分接收在开口内，并且经由凸缘之间限定的细槽，叶片从凸缘径向向外延伸；以及使用工具将叶片成形为预定尺寸。
附图说明
总体上已经描述了本发明，现在参考附图，附图不需要按照比例绘制，并且在附图中：
图1是表示按照本发明一个实施例在制造过程中支承可转动构件的固定装置的截面图；
图2是表示图1的固定装置的定位装置的立视图；
图3是表示图2的定位装置的右侧的侧视图；
图4是表示图1的固定装置的卡头的立视图；
图4A是表示如图4所示的图4的卡头一部分的放大视图；
图5是表示图4的卡头右侧的侧视图；以及
图5A是如图5所示的图4的卡头一部分的放大视图。
具体实施方式
现在将参考附图，更加完全地描述本发明，附图中表示本发明的某些实施例，而不是所有实施例。确实，本发明可以不同形式体现，并且不应该认为局限于这里提出的实施例；相反，这些实施例提出使其披露满足实际法律需要。类似的标号在所有附图中指的是类似的元件。
现在参考附图，并且特别是图1，其中表示用于支承具有多个径向部分110的可转动构件100的固定装置10。可转动构件100可以是叶轮、心轴或者在制造过程中通过固定装置10支承并且随后安装在例如压缩机、涡轮增压机、泵、鼓风机和类似装置的转动装置中的其它可转动构件。另外，可转动构件100可以是无孔装置，即该装置没有延伸穿过其中以便接收轴或用于固定该构件的其它安装装置的镗孔。
图1所示的可转动构件100是无孔压缩机叶轮。构件10具有大致在构件100的相对轴向上指向的第一和第二弯曲表面102、104。构件100的径向部分110是从构件100的第一表面102轴向和径向延伸的叶片。第一表面102的一部分是转动表面，并且在操作中限定穿过其中安装有叶轮100的压缩机的大致环形流路的内直径。第一和第二连接部分限定在表面102、104上，以便在操作中安装构件100。例如，第一表面102可限定六边形头部106，并且第二表面104限定螺纹孔108，使得构件100可安装在压缩机中，其中头部106通过相应插口接合，并且开口108接合螺纹轴。构件100可在压缩机内转动，使得叶片压缩通过压缩机壳体的空气。因此，例如，压缩机可用来在涡轮增压机中压缩空气。
固定装置10用来在制造过程中支承构件100，例如通过加工将构件100成形为预定尺寸时。例如，构件100可铸造成几乎接近的形状，并且接着加工成最终所需的尺寸。图2和3中单独表示的定位装置20与转动构件100相对应，使得构件100可在加工期间受到支承，而不使用延伸通过构件100的杆或轴。特别是，定位装置20具有底部22和多个凸缘24。凸缘24在轴向上从底部22延伸，并且周向布置，以便限定开口25。开口25足够大，以便在轴向上至少部分接收构件100。另外，凸缘24在其中限定细槽26，以便接收构件100的径向部分100。如图1所示，构件100的第一表面102通过定位装置20接收，其中径向部分110径向延伸通过细槽26。因此，径向部分110的弯曲边缘或型面112可通过加工成形为所需轮廓，同时构件100支承在定位装置20内。
凸缘24以及细槽26的构造可与可转动构件100的径向部分110的构造相对应。例如，凸缘24可在轴向上螺旋延伸，以便接收相应的螺旋径向部分110。凸缘24还可径向向外扩张，以便限定弯曲内部分27。弯曲内部分27可限定与构件100的第一表面102的曲率类似或不同的曲率。按照本发明的一个实施例，凸缘24扩张大约90度，使得弯曲内部分27限定垂直于轴向并且朝着构件100的第一表面指向的表面28。因此，表面28轴向支承构件100。另外，每个凸缘24可限定在轴向上从表面28延伸的突唇30。突唇30可总体上与可转动构件100的外周边相对应，使得突唇30将构件100径向对准并保持在固定装置10内，如图1清楚示出。
定位装置的底部22通过适配器板40连接到例如车床的心轴的心轴50上，心轴构造成围绕与可转动构件100的轴线共线的轴线转动，使得构件100可旋切或加工成预定尺寸。适配器板40限定用于连接每个心轴50和定位装置20的连接结构。例如，螺栓42可延伸通过适配器板40的孔44，并且进入指向可转动构件100的心轴50的前表面52，另外的螺栓46可延伸通过定位装置20，并且进入适配器板40的锥形开口48。
心轴50和适配器板40限定卡头60延伸通过其中的镗孔54。图4、4A、5和5A中单独示出的卡头60在构件的轴向上延伸，并且构造成和心轴50一起转动。卡头60的一个端部62限定用于接收构件100的头部106的开口64。另外，径向细槽66从开口64延伸到卡头60的外表面68，并且沿着卡头60的一部分轴向离开卡头60的端部62。轴向延伸突脊70还设置在卡头60的内表面72上，以便支承构件100。因此，构件100的头部106可被压迫到开口64内，沿着突脊70滑动，并且在其中支承。
适配器板40和/或定位装置20从心轴50上拆卸，并且用与特定可转动构件100相对应的替换部件更换。因此，心轴50和/或卡头60可用于不同构造的适配器板和定位装置，以便在固定装置10中加工具有不同构造的可转动构件100。
最好是，固定装置10固定构件100，使得可使用工具80成形构件100，该工具可以在例如与轴向横向的方向上在可转动构件100上施加力。例如，如图1所示，工具80支承在臂82上。当构件100围绕其轴线转动时，工具80的切削刃81压靠构件100的径向部分110的型面112。工具80连续接触构件100的径向部分110，由此从径向部分110上去除材料，直到径向部分110成形为预定尺寸为止。臂82可进行调整，以便在轴向和径向上运动工具80。特别是，臂82可固定在工具保持件86上，该保持件通过例如计算机数字控制机床(CNC)的转动架88的传统加工装置接合。保持件86可限定构造成通过转动架88接收的底部87。另外，保持件86的支承部分89可构造成相对于可转动构件100在预定角度上支承臂82。例如，支承部分89可靠近可转动构件100定位，以便进行成形，而不使得工具或臂接触固定装置10或可转动构件100。加工装置可调节转动架88以及保持件86、臂82和工具80的位置，以便选择用于成形可主转动构件100的位置。因此，如图1所示，工具80可接近径向部分110的整个外部型面112，而不使得工具80接触固定装置10的凸缘24或其它部分。
得益于以上描述和相关附图中提出的教导，与本发明相关的本领域普通技术人员将理解这里提出的本发明的许多变型和其它实施例。例如，可理解到本发明的每个部件可由任何传统结构材料形成，该材料例如包括钢或其它金属。因此，应该理解到本发明不局限于所披露的特定实施例，并且所述变型和其它实施例用来包括在所附权利要求的范围内。虽然这里采用了专业术语，他们只以概括和示例性使用，而不具有限制含义。

Claims (16)

1.一种用于在可转动构件的制造过程中支承具有多个径向部分的可转动构件的固定装置，该固定装置包括：
在轴向上延伸并且限定用于部分接收可转动构件的开口的卡头；
具有底部和多个凸缘的定位装置，底部构造成连接到卡头上，凸缘在轴向上从底部延伸，并且周向布置，以便限定用于在轴向上至少部分接收可转动构件的开口，在凸缘之间限定细槽，以便接收可转动构件的径向部分，使得径向部分从凸缘径向向外延伸；以及
工具保持件，该保持件构造成贴靠可转动构件的径向部分支承工具，可转动构件的径向部分在定位装置的凸缘之间延伸，并且由此将可转动构件成形为预定尺寸。
2.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，定位装置的凸缘和细槽在轴向上螺旋延伸，并且与可转动构件的径向部分的构造相对应。
3.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，凸缘径向向外扩张大约90度，以便限定在轴向指向的周向表面，从而接收可转动构件。
4.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，凸缘限定突唇，以便径向支承可转动构件。
5.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，还包括可转动心轴和适配器板，适配器板周向围绕卡头延伸，并且构造成和卡头一起转动，适配器板限定连接结构，以便接合可转动心轴和定位装置，由此将定位装置固定到可转动心轴上。
6.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，定位装置的开口轴向延伸通过定位装置，并且卡头限定用于接收可转动构件的开口。
7.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，还包括固定在保持件上并且支承工具的臂，其中保持件和臂构造成在预定构造中支承工具。
8.一种构造成在可转动构件的制造过程中支承具有多个径向部分的可转动构件的定位装置，该定位装置包括：
底部；以及
在轴向上从底部延伸并且周向布置以便限定在轴向上至少部分接收可转动构件的开口的多个凸缘；
其中在凸缘之间限定细槽，以便接收可转动构件的径向部分，使得径向部分从凸缘径向向外延伸。
9.如权利要求8所述的定位装置，其特征在于，定位装置的凸缘和细槽在轴向上螺旋延伸，并且与可转动构件的径向部分的构造相对应。
10.如权利要求8所述的定位装置，其特征在于，凸缘径向向外扩张大约90度，以便限定在轴向指向的周向表面，从而接触可转动构件的表面。
11.如权利要求8所述的定位装置，其特征在于，凸缘限定突唇，以便径向支承可转动构件。
12.一种制造具有多个径向向外伸出叶片的可转动构件的方法，该方法包括：
提供固定装置，该固定装置限定底部和多个凸缘，凸缘在轴向上延伸，并且围绕固定装置的周边隔开，以便限定由凸缘围绕的中心开口以及相邻凸缘之间的细槽；
通过固定装置支承可转动构件，使得构件的一部分接收在开口内，并且经由凸缘之间限定的细槽，叶片从凸缘径向向外延伸；以及
使用工具将叶片成形为预定尺寸。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括贴靠叶片压迫工具，并且转动固定装置和转动构件，使得通过工具将叶片成形为预定尺寸。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括通过可运动转动架支承工具，并且调节转动架的位置，使得工具将叶片成形为预定尺寸。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述使用工具的步骤包括成形叶片的外侧型面，同时通过固定装置支承可转动构件。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，可转动构件是无孔压缩机叶轮。
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