CN107511755B - 一种离心叶轮磨粒流夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离心叶轮磨粒流夹具，包括上导流套和下导流套，置于上导流套内的上压板、上压环，置于下导流套内的下压环、下压块；上压环的中心设有与离心叶轮凸台紧配合的通孔，下压块包括与离心叶轮进气边轮盘外侧面相配合的第一柱状体，该第一柱状体的顶端设有与离心叶轮轴孔紧配合的第二柱状体，下压环的中心设有与下压块的第一柱状体紧配合的通孔，该下压环的上端面设有与离心叶轮进气侧相适配的喇叭口，装配时离心叶轮的环形凸台插接在上压环的通孔内，下压环的喇叭口套在离心叶轮进气边轮盘的外侧面，下压块的第二柱状体插入离心叶轮轴孔，可有效防止离心叶轮在研磨过程中沿其轴向位移或偏转，研磨后的叶轮表面更加均匀。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机关键零部件抛光技术领域，具体是一种离心叶轮磨粒流夹具。
背景技术
在航空发动机中，作为关键性零件的离心叶轮如图1所示，由同轴设置排气边轮盘31、进气边轮盘32及若干个扭曲叶片33、分流叶片34组成，进气边轮盘和排气边轮盘的轴心处设有贯穿的轴孔35，且该轴孔在排气边轮盘的外侧凸出设置形成环形凸台36；其叶片型面多为复杂自由曲面，叶身具有弯、宽、掠、扭、薄的特点。随着航空工业的发展，航空发动机所装用的离心叶轮中叶片数量越来越多，工作条件越来越恶劣，随着气体动力性能要求提高，叶片空间曲面越来越复杂，诸多因素决定了在铣削加工后，叶片表面必须进行抛光加工，以满足越来越高的叶片型面加工要求。
当前国内叶片型面抛光主要采用的传统机械专用加工设备，由工人手工完成。这种加工方式不稳定，加工精度不高，叶片质量的一致性和移植性也都难以保证，人工抛光由于是一次加工到位，磨削余量大，加工残余应力也大，还容易造成叶片烧伤而破坏叶片材质的组织结构。采用磨粒流抛光技术是叶盘和叶片抛光技术的一个重要发展方向。磨粒流加工(Abrasive Flow Machining，简称AFM)，是用由一种聚合物载体和磨料组成的具有流动性的粘弹性材料对工件进行表面抛光和去毛刺的新工艺技术，在国内也称为挤压珩磨或磨料流加工。在磨粒流抛光的加工过程中，夹具是一个非常重要的部分，关系到加工的质量和效率等。磨粒流夹具用于固定工件，并引导磨料到要加工的表面。夹具另外还起密封流道，对不能承受压紧力的工件承受压紧力的作用。简单的工件可能不需要夹具，但对复杂几何形状工件的磨粒流加工，夹具是加工成败的重要因素。
现有技术的磨粒流夹具，通常采用上、下压板对待加工的零件进行压紧，防止零件在磨料的流动方向上产生位移，影响零件表面质量；但是由于离心叶轮结构的特殊性，在进行磨粒流加工时并没有充分考虑到磨料在夹具中沿轴向流动的状态，使得离心叶轮存在位移，造成研磨不均匀，极易造成阴阳面，表面质量无法满足使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于装配、可以有效防止离心叶轮沿轴向位移的离心叶轮磨粒流夹具。
为了解决上述问题，本发明提供了一种离心叶轮磨粒流夹具，所述离心叶轮磨粒流夹具包括内腔呈圆筒状的上导流套和下导流套，置于上导流套内的上压板、上压环，置于下导流套内的下压环、下压块；所述上压环的中心设有与离心叶轮环形凸台紧配合的通孔，所述下压块包括与离心叶轮进气边轮盘外侧面相配合的第一柱状体，该第一柱状体的顶端设有与离心叶轮轴孔紧配合的第二柱状体，所述下压环的中心设有与下压块的第一柱状体紧配合的通孔，该下压环的上端面设有与离心叶轮进气侧相适配的喇叭口，装配时离心叶轮的环形凸台插接在上压环的通孔内，上压环的下端面对离心叶轮排气边轮盘的外侧面形成压紧，上压板与上压环的上端面固定相连，下压环的喇叭口套在离心叶轮进气边轮盘的外侧面，下压块的第二柱状体插入离心叶轮轴孔，第一柱状体的上端面对离心叶轮进气边轮盘的外侧面形成压紧，下压块与下压环的下端面固定相连，上压板、上压环、下压块和下压环相配合对离心叶轮进行压紧，可有效防止离心叶轮在研磨过程中沿其轴向位移或偏转，研磨后的叶轮表面更加均匀。
进一步，所述上压板、上压环具有周向均布的螺纹孔，所述上压板与上压环之间使用螺栓固定连接。
进一步，所述下压块第一柱状体的底端设有环状下挡片，该环状下挡片的直径大于第一柱状体的直径，所述下压环的下端面、环状下挡片具有周向均布的螺纹孔，所述下压块与下压环环状下挡片之间使用螺栓固定连接。
进一步，所述上导流套、下导流套的内壁为聚四氟乙烯塑料，所述上导流套、下导流套的外壁为45#钢，保证上、下导流套形状的同时，耐磨性好，润滑性高，利于磨料的通过。
进一步，所述上压板、上压环、下压块和下压环采用PA6尼龙一体车削成型，耐磨性好，结构简单，易于制造，成本低廉。
进一步，所述第一柱状体、第二柱状体同轴设置，至少是该第二柱状体内设有螺纹盲孔，装配时螺栓穿过离心叶轮的轴孔与螺纹盲孔相配合，以使离心叶轮与下压块固定相连。
发明的技术效果：（1）本发明的离心叶轮磨粒流夹具，相对于现有技术，上压板、上压环、下压块和下压环相配合对离心叶轮的径向和轴向同时压紧，避免离心叶轮在研磨时发生位移，造成叶片表面不均匀；（2）上导流套、下导流套的内壁为聚四氟乙烯塑料，耐磨性好，润滑性高，利于磨料的通过；（3）上压板、上压环、下压块和下压环采用PA6尼龙一体车削成型，耐磨性好，结构简单，易于制造，成本低廉。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是离心叶轮的立体结构示意图；
图2是本发明离心叶轮磨粒流夹具的装配结构剖视图；
图3是本发明的下压块的立体结构示意图；
图4是本发明的上压环的立体结构示意图；
图5是本发明的下压环的立体结构示意图。
图中：上导流套1，下导流套2，离心叶轮3， 排气边轮盘31，进气边轮盘32，扭曲叶片33，分流叶片34，轴孔35，环形凸台36，上压板4， 上压环5，螺纹孔51，螺栓52，下压块6，下挡片61，第一柱状体62，第二柱状体63，螺纹盲孔64，下压环7，喇叭口71。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，本实施例的离心叶轮磨粒流夹具，包括内腔呈圆筒状的上导流套1和下导流套2，上导流套1、下导流套2的内壁为聚四氟乙烯塑料，上导流套1、下导流套2的外壁为45#钢；置于上导流套1内的上压板4、上压环5，置于下导流套2内的下压环7、下压块6；上压板4、上压环5、下压块6和下压环7采用PA6尼龙一体车削成型；如图4所示，上压环5的中心设有与离心叶轮环形凸台36紧配合的通孔，上压板4、上压环5具有周向均布的螺纹孔51，上压板4与上压环5之间使用螺栓52固定连接； 如图3所示，下压块6包括与离心叶轮进气边轮盘31外侧面相配合的第一柱状体62，该第一柱状体62的顶端设有与离心叶轮轴孔35紧配合的第二柱状体63，第一柱状体62、第二柱状体63同轴设置，第二柱状体63内设有螺纹盲孔64，下压块6第一柱状体62的底端设有环状下挡片61，该环状下挡片61的直径大于第一柱状体62的直径，如图5所示，下压环7的中心设有与下压块6的第一柱状体62紧配合的通孔，该下压环7的上端面设有与离心叶轮3进气侧相适配的喇叭口71，下压环7的下端面、环状下挡片61具有周向均布的螺纹孔，下压块6与下压环环状下挡片61之间使用螺栓固定连接。
装配时离心叶轮3的环形凸台36插接在上压环5的通孔内，上压环5的下端面对离心叶轮排气边轮盘32的外侧面形成压紧，上压板4与上压环5的上端面通过螺栓52固定相连，下压环7的喇叭口71套在离心叶轮进气边轮盘31的外侧面，下压块6的第二柱状体63插入离心叶轮轴孔35，第一柱状体62的上端面对离心叶轮进气边轮盘32的外侧面形成压紧，下压块6与下压环7的下端面通过螺栓固定相连，螺栓穿过离心叶轮3的轴孔35与螺纹盲孔64相配合，以使离心叶轮3与下压块6固定相连；离心叶轮3的排气边轮盘31及其外侧的上压板4、上压环5置于上导流套1内，离心叶轮排气边轮盘31内侧的进气边轮盘32、扭曲叶片33、分流叶片34及下压环7、下压块6置于下导流套2内；上导流套1底端内壁与离心叶轮3排气边轮盘31之间的间隙为0.5mm，下压环7的喇叭口71与离心叶轮进气边轮盘32的外侧面之间的间隙为0.5mm，便于零件的取放，同时避免磨料在装配的缝隙中流动，进而挤压叶片，使叶片产生变形。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种离心叶轮磨粒流夹具，其特征在于，包括：内腔呈圆筒状的上导流套（1）和下导流套（2），置于上导流套（1）内的上压板（4）、上压环（5），置于下导流套（2）内的下压环（7）、下压块（6）；所述上压环（5）的中心设有与离心叶轮的环形凸台（36）紧配合的通孔，所述下压块（6）包括与离心叶轮进气边轮盘（32）外侧面相配合的第一柱状体（62），该第一柱状体（62）的顶端设有与离心叶轮的轴孔（35）紧配合的第二柱状体（63），所述下压环（7）的中心设有与下压块（6）的第一柱状体（62）紧配合的通孔，该下压环（7）的上端面设有与离心叶轮进气侧相适配的喇叭口（71）；
所述上压板（4）、上压环（5）具有周向均布的螺纹孔（51），所述上压板（4）与上压环（5）之间使用螺栓（52）固定连接；
所述下压块的第一柱状体（62）的底端设有环状下挡片（61），该环状下挡片（61）的直径大于第一柱状体（62）的直径，所述下压环（7）的下端面、环状下挡片（61）具有周向均布的螺纹孔，所述环状下挡片（61）与下压环（7）之间使用螺栓固定连接；
所述第一柱状体（62）、第二柱状体（63）同轴设置，至少是该第二柱状体（63）内设有螺纹盲孔（64）；装配时螺栓穿过离心叶轮（3）的轴孔（35）与螺纹盲孔（64）相配合。
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