CN108326725A - 一种3d打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置，包括上导流板、保护套、内环、下导流板和闭式叶轮，下导流板中心设置有凸台，凸台外侧设置若干个凸起的扇形通道，内环轮廓为L型回转体，置于凸起的扇形通道内边沿，保护套为中空回转体结构，置于凸起的扇形通道外边沿，上导流板置于保护套上，在其中心开有台阶孔，闭式叶轮下方的通孔与下导流板的凸台配合，闭式叶轮的下边沿与下导流板配合，闭式叶轮下盖板与内环相互配合，闭式叶轮的上部磨料通道与上导流板的台阶孔配合，上磨料缸、下磨料缸活塞上下同步往复运动，推动磨料对闭式叶轮的叶片及叶片间流道进行磨粒流加工。

Description

一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置
技术领域
本发明涉及一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置，用于闭式叶轮叶片和流道表面的光整加工，属于3D打印金属零件的表面光整领域。
背景技术
闭式叶轮作为液体火箭发动机涡轮泵的关键零件，其表面质量的好坏直接影响到涡轮泵的扬程和效率，内腔流道表面粗糙度的降低有助于提高涡轮泵的扬程，降低涡轮泵的转速，提高发动机工作的可靠性。
3D打印是一个新兴的零件整体及快速成形技术领域，所成形的金属零件表面质量无法达到直接使用的要求。目前零件的表面光整手段主要是手工打磨、吹砂及喷丸等方法，不仅劳动强度大、工作环境恶劣，而且生产效率低、加工质量的一致性差。
闭式叶轮内腔具有三维扭曲叶片结构，长短叶片各6个，叶片沿径向和轴向同时变曲率弯曲，加上叶轮叶片和流道空间尺寸较小，手工打磨的方式无法进入，吹砂、抛丸无法实现产品内部复杂自由曲面的均匀光整加工。
发明内容
本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置，实现对闭式叶轮的表面进行光整。
本发明的技术解决方案是：
一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置，包括上导流板、保护套、内环、下导流板和闭式叶轮，下导流板中心设置有凸台，凸台外侧设置若干个凸起的扇形通道，内环轮廓为L型回转体，置于凸起的扇形通道内边沿，保护套为中空回转体结构，置于凸起的扇形通道外边沿，上导流板置于保护套上，在其中心开有台阶孔，闭式叶轮下方的通孔与下导流板的凸台配合，闭式叶轮的下边沿与下导流板配合，闭式叶轮下盖板与内环相互配合，闭式叶轮的上部磨料通道与上导流板的台阶孔配合，装配完成后的加工装置居中放置在磨粒流加工设备下磨料缸上，操作设备使上磨料缸下降接触上导流板后，夹紧上导流板和下导流板，上磨料缸、下磨料缸活塞上下同步往复运动，推动磨料对闭式叶轮的叶片及叶片间流道进行磨粒流加工。
上导流板的台阶孔直径尺寸与闭式叶轮上部磨料通道直径相同，引导磨料流动，配合下导流板中心设置的凸台，实现对对叶轮限位。
上导流板、保护套、内环、下导流板之间均为间隙配合，其中沿叶轮径向的配合公差为1～1.5mm，沿叶轮轴向的配合公差为0.3～0.5mm。
内环的上部平面与闭式叶轮流道的下边沿平齐。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明各部分通过本身结构的配合实现闭式叶轮磨粒流加工，完成对闭式叶轮的表面进行光整；
(2)本发明通过上导流板、保护套和下导流板的配合，传递来自加工时上下磨料缸施加的压力，实现加工时零件轴向的夹紧和径向的固定，以避免发生位移造成的叶片和流道的加工不均匀；
(3)本发明内环和闭式叶轮下盖板配合，内环上部平面与闭式叶轮流道的下盖板位置相平齐，在加工时起到防止叶轮下盖板倒圆的作用，即把倒圆效果引到内环上。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明组合剖面图。
具体实施方式
下面参见附图对本发明进行详细描述。
如图1、图2所示，一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置，包括上导流板1、保护套2、内环3、下导流板4和闭式叶轮5，下导流板4中心设置有凸台，凸台外侧设置若干个凸起的扇形通道，内环3轮廓为L型回转体，置于凸起的扇形通道内边沿，保护套2为中空回转体结构，置于凸起的扇形通道外边沿。
上导流板1置于保护套2上，在其中心开有台阶孔，上导流板1的台阶孔直径尺寸与闭式叶轮上部磨料通道直径相同，引导磨料流动，配合下导流板4中心设置的凸台，实现对对叶轮限位。
闭式叶轮5下方的通孔与下导流板4的凸台配合，闭式叶轮5的下边沿与下导流板4配合，闭式叶轮5下盖板与内环3相互配合，内环3的上部平面与闭式叶轮流道的下边沿平齐。
闭式叶轮5的上部磨料通道与上导流板1的台阶孔配合，装配完成后的加工装置居中放置在磨粒流加工设备下磨料缸上，操作设备使上磨料缸下降接触上导流板1后，夹紧上导流板1和下导流板4，上磨料缸、下磨料缸活塞上下同步往复运动，推动磨料对闭式叶轮5的叶片及叶片间流道进行磨粒流加工。
上导流板1、保护套2、内环3、下导流板4之间均为间隙配合，其中沿叶轮径向的配合公差为1～1.5mm，沿叶轮轴向的配合公差为0.3～0.5mm。
实施例
下导流板4中心设置有Ф28的凸台，周围设置4个60°扇形通道；内环3轮廓为L型回转体，和闭式叶轮零件下盖板相互配合，把闭式叶轮整个下盖板“包裹”起来，上边缘与叶轮下盖板上部平齐，宽度为5mm，相当于把下盖板轮廓沿径向延长5mm，在进行磨粒流加工时把倒圆角效果转移到内环上边缘。
内环3和闭式叶轮放置在下导流板4中心位置，下导流板4轮廓尺寸Φ230mm，置于磨粒流设备的下磨料缸上，下导流板4的凸台和闭式叶轮中心通孔配合，用于固定零件，防止加工过程中零件发生径向位移；保护套2和下导流板4配合放置，其作用为：一是支撑加工装置整个结构，承受磨粒流加工时的夹紧力，二是起到引导磨料流动的作用。
上导流板1为外径Φ200mm的圆环，内径为台阶孔(直径分别为Φ100mm和Φ82mm)，Φ100mm内孔和闭式叶轮上部通道入口配合放置，实现闭式叶轮轴向的夹紧并形成上部磨料通道。
把磨粒流加工设备下磨料缸装满磨料，装配完成后加工装置居中放置在磨粒流加工设备下磨料缸上，操作设备使上磨料缸下降，接触到上导流板1并夹紧，当夹紧力达到要求时，设定好加工参数，上下磨料缸活塞上下同步往复运动推动磨料开始对闭式叶轮进行磨粒流加工。
本发明的加工装置各部分通过本身结构的配合实现空气涡轮壳体磨粒流加工时的夹紧、固定和密封。通过上导流板、保护套和下导流板的配合，传递来自加工时上下磨料缸施加的压力，实现加工时零件轴向的夹紧和径向的固定，以避免发生位移造成的叶片和流道的加工不均匀。
本发明整体结构配合简单，易于制造，材料成本低廉，可用于闭式叶轮内部叶片和流道的磨粒流光整加工。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置，其特征在于，包括上导流板(1)、保护套(2)、内环(3)、下导流板(4)和闭式叶轮(5)，下导流板(4)中心设置有凸台，凸台外侧设置若干个凸起的扇形通道，内环(3)轮廓为L型回转体，置于凸起的扇形通道内边沿，保护套(2)为中空回转体结构，置于凸起的扇形通道外边沿，上导流板(1)置于保护套(2)上，在其中心开有台阶孔，闭式叶轮(5)下方的通孔与下导流板(4)的凸台配合，闭式叶轮(5)的下边沿与下导流板(4)配合，闭式叶轮(5)下盖板与内环(3)相互配合，闭式叶轮(5)的上部磨料通道与上导流板(1)的台阶孔配合，装配完成后的加工装置居中放置在磨粒流加工设备下磨料缸上，操作设备使上磨料缸下降接触上导流板(1)后，夹紧上导流板(1)和下导流板(4)，上磨料缸、下磨料缸活塞上下同步往复运动，推动磨料对闭式叶轮(5)的叶片及叶片间流道进行磨粒流加工。
2.如权利要求1所述的一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置，其特征在于，上导流板(1)的台阶孔直径尺寸与闭式叶轮上部磨料通道直径相同，引导磨料流动，配合下导流板(4)中心设置的凸台，实现对对叶轮限位。
3.如权利要求1所述的一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置，其特征在于，上导流板(1)、保护套(2)、内环(3)、下导流板(4)之间均为间隙配合，其中沿叶轮径向的配合公差为1～1.5mm，沿叶轮轴向的配合公差为0.3～0.5mm。
4.如权利要求1所述的一种3D打印闭式叶轮磨粒流光整加工装置，其特征在于，内环(3)的上部平面与闭式叶轮流道的下边沿平齐。
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