CN112372242B - 一种增压器的变喉口扩压器的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种增压器的变喉口扩压器的加工方法，其特征在于：扩压器为环形的回转件，所述扩压器一侧为大端，所述大端端面设置有环形凹坑，所述大端的边缘设置有斜角，另一侧为叶片端，所述叶片端内圈设置有向上凸出的叶片，所述叶片端的外圈为小端，所述叶片端内圈设置有沿环形布置的多个叶片，所述叶片由内向外为螺旋状延伸，相邻两个叶片之间的最小间距为喉口，所述喉口的尺寸有多种规格。本发明的加工方法，通过对工艺的合理设计，实现粗、精铣叶片标记位置控制成功的实现了变喉口扩压器叶片的加工，满足了左右两部分叶片的数量和对应的角度不同的设计要求。通过专用工装喉口塞规的设计，成功解决测量变喉口的测量问题。

Description

一种增压器的变喉口扩压器的加工方法

技术领域

本发明涉及船舶、舰艇发动机的增压器，尤其涉及增压器内的扩压器的加工方法。

背景技术

近年来，随着国际形势的变化，我国船舶制造业迅猛发展，市场份额保持全球领先地位。作为船舶主要动力装置的船用柴油机的重要部件，增压器的技术水平直接影响船用柴油机的工作效率。它的工作原理是：通过压气叶轮高速旋转供给气体能量，气体首先被加速然后通过位于叶轮下的扩压器减速，这样高速度转化为压力能。近年来随着国家节能减排的大趋势，增压器的节能优势，其中核心零件变喉口扩压器因其结构、尺寸、形位公差要求较高，且其直接影响整机使用寿命，因此该零件的制造质量稳定、可靠至关重要。

增压器由转子和定子两个方面组成。转子是由叶轮、主轴、平衡盘、推力盘等部件组成，定子是由扩压器、弯道、回流器、蜗壳等部件组成。扩压器的功能主要是把从叶轮出来的具有较大动能的气流有效地转化为压力能。所以，变喉口扩压器质量的好坏直接影响转化的压力能的高低。它的加工难点主要在以下几个方面：1、在变喉口扩压器的结构方面，与一般的整体式扩压器比较，此扩压器的左右两部分叶片的数量和对应的角度不同，导致喉口面积也不同，加工的过程中就需要兼顾扩压器叶片在粗精铣时保留不同的余量对整体的设计要求。2、扩压器叶片型线线轮廓度要求高，以控制扩压器喉口面积；3、扩压器端面平面度与垂直度要求高，需要保证装配间隙。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精度高的增压器的变喉口扩压器的加工方法。

为了实现上述目的，本发明是这样设置的：一种增压器的变喉口扩压器的加工方法，其特征在于：扩压器为环形的回转件，所述扩压器一侧为大端，所述大端端面设置有环形凹坑，所述大端的边缘设置有斜角，另一侧为叶片端，所述叶片端内圈设置有向上凸出的叶片，所述叶片端的外沿为小端，所述叶片端内圈设置有沿环形布置的多个叶片，所述叶片由内向外为螺旋状延伸，相邻两个叶片之间的最小间距为喉口，所述喉口的尺寸有多种规格，所述扩压器的加工方法包括以下步骤：

步骤(1)：将零件按毛坯图找正大端面凹坑内平面，按起始尺寸A±0.3划出大端端面加工线，再按B±0.025尺寸划出叶片端端面加工线，兼顾内、外各圆在大端端面上划出较调圆线，其中A为扩压器大端端面到凹坑内平面的距离，B为凹坑内平面到叶片端端面的距离；

步骤(2)：粗加工大端外圆、端面和内孔；

步骤(3)：采用三爪夹持已车外圆，找正后粗加工出叶片端；

步骤(4)：以大外圆为基准，在小端端面划出一条竖直中心线，引至大外圆上，并在大外圆其中一侧划线上敲样冲眼；

步骤(5)：零件按图纸摆放，大外圆上样冲眼位于上方，采用工装装夹零件，校正划线及样冲眼、找正零件小端端面及外圆跳动不大于0.04，粗铣叶片；且在起始叶片的叶顶打样冲眼、做铣削起始位置标记，便于粗铣找正，定位用；

步骤(6)：采用软三爪夹紧外圆，车大端面及内孔；

步骤(7)零件按图纸摆放大外圆上样冲眼位于上方，采用工装对零件分几次装夹，校正划线及样冲眼、找正零件小端端面及外圆跳动不大于0.04，精铣叶片及流道，铣削深度比叶片底部车削平面深

叶片根部圆角R1.5；

步骤(8)：用软三爪夹紧大外圆，靠平大端面，找正后精车叶顶端；

步骤(9)：用软三爪顶紧内孔，靠平叶顶端，找正后精车大端面；

步骤(10)：去零件锐边毛刺。

其中，所述A为3mm。所述B为41mm。

在本发明中，所述喉口尺寸具有两种规格，左侧的叶片的喉口为一种尺寸规格，右侧的叶片的喉口为另一种尺寸规格。

为进一步提高加工精度，采用喉口塞规对喉口尺寸进行检测。

其中，所述喉口塞规包括位于中部的圆柱形法兰，所述法兰的一端面设置有向上凸出的圆柱形检测柱A，所述法兰的另一端面设置有向上凸出的圆柱形检测柱B，所述圆形检测柱A的直径φD，所述圆柱形检测柱B的直径为φE，所述φD为喉口尺寸的最大极限尺寸，所述φE为喉口尺寸的磨损极限尺寸，一个喉口塞规只为同一规格的喉口尺寸进行测量。

优选的，所述法兰外壁设置有滚花。

有益效果：

本发明的加工方法，通过对工艺的合理设计，实现粗、精铣叶片标记位置控制成功的实现了变喉口扩压器叶片的加工，满足了左右两部分叶片的数量和对应的角度不同的设计要求。通过专用工装喉口塞规的设计，成功解决测量变喉口的测量问题。提高扩压器的加工精度和合格率。

附图说明

图1为实施例中扩压器叶片端粗加工工艺图；

图2-4为实施例中扩压器的叶片端的叶片粗铣工艺图；

图5为实施例中扩压器的大端板精车工艺图；

图6-7为实施例中扩压器的叶片端的叶片精铣工艺图；

图8为扩压器的叶片端端面精车工艺图；

图9为扩压器的大端端面精车工艺图；

图10为实施例中喉口塞规结构图；

图11为图10的局部放大图I；

图12为图10的局部放大图II。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例：如图1-12所示，本实施例提供一种增压器的变喉口扩压器的加工方法。本实施例中的扩压器为环形的回转件，所述扩压器一侧面为大端1，所述大端端面设置有环形凹坑2，所述大端的边缘设置有斜角7。所述扩压器的另一侧面为叶片端4，所述叶片端内圈设置有向上凸出的叶片5，所述叶片端的外圈为平面的小端3，所述叶片端内圈设置有沿环形布置的多个叶片，所述叶片由内向外为螺旋状延伸，相邻两个叶片之间的最小间距为喉口，所述喉口的尺寸有多种规格。本实施例中的扩压器的喉口具有两种尺寸规格，其中，将叶片沿直径一分为二，左侧的叶片的喉口为同一种尺寸规格，右侧的叶片的喉口为另一种尺寸规格。

本实施中的扩压器的加工方法包括以下步骤：

步骤(1)：将零件按毛坯图找正大端面凹坑内平面，按起始尺寸3±0.3mm划出大端端面加工线，再按41±0.02mm尺寸划出叶片端端面加工线，兼顾内、外各圆在大端端面上划出较调圆线，其中3mm为扩压器大端端面到凹坑内平面的距离，41为凹坑内平面到叶片端端面的距离；

步骤(2)：粗加工大端外圆6、大端端面和内孔8；

步骤(3)：采用四爪夹持已车外圆，找正后粗加工出叶片端；

步骤(4)：以大外圆为基准，在小端端面划出一条竖直中心线，引至大外圆上，并在大外圆其中一侧划线上敲样冲眼；

步骤(5)：零件按图纸摆放，大外圆上样冲眼位于上方，采用工装装夹零件，校正划线及样冲眼、找正零件小端端面及外圆跳动不大于0.04，粗铣叶片；且在起始叶片的叶顶打样冲眼、做铣削起始位置标记，便于粗铣找正，定位用；

步骤(6)：采用软三爪夹紧外圆，车大端面及内孔；

步骤(7)零件按图纸摆放大外圆上样冲眼位于上方，采用工装对零件装夹，校正划线及样冲眼、找正零件小端端面及外圆跳动不大于0.04，精铣叶片及流道，铣削深度比叶片底部车削平面深

叶片根部圆角R1.5；

步骤(8)：用软三爪夹紧大外圆，靠平大端面，找正后精车叶顶端；

步骤(9)：用软三爪顶紧内孔，靠平叶顶端，找正后精车大端面；

步骤(10)：去零件锐边毛刺。

其中，如图1所示，步骤(3)中粗加工叶片端时，大端面靠平，找正已车内孔跳动不大于0.06mm，先粗车叶片端各面留0.3mm精车余量；松四爪再重新装夹，再矫正大端端面跳动不大于0.04mm(夹紧力合适)后精车。

如图2-4所示，为步骤(4)和步骤(5)中的叶片粗铣工艺图，装夹时采用搭压板分几次装夹，其中直线Y划线，划线Y左侧的叶片为同一尺寸规格的喉口，划线Y右侧的叶片为另一尺寸规格的喉口，并且在所述划线Y右侧的大外圆上敲样冲眼，作为起始叶片的标记。

图5为步骤(6)中的工艺图，采用软三爪夹大外圆，靠平端面，找正大外圆跳动不大于0.06mm，按图车削。

如图6和图7所示，为步骤(7)中对叶片端进行精加工的工艺图，装夹时采用搭压板分几次装夹，并且在计算叶片尺寸内圈直径与外圈直径时不计算叶片根部的圆角。其中φc和φd分别为两种尺寸规格的喉口。在此步骤中，对叶片精加工后，可采用本实施例中的喉口塞规对喉口尺寸进行检测。检测之后再进行下一步工艺。

如图8为步骤(8)中精车叶片端端面的工艺图，按工艺图装夹后，端面靠平，找正内孔跳动不大于0.05mm，找平铣削面跳动不大于0.03mm。按照图8先车E面，尽量与叶片根部的铣削平面接平(余量0.2mm左右)，再车准尺寸。

图9为步骤(9)中精车大端端面的工艺图，采用软三爪撑内孔，靠平端面，找正F面跳动不大于0.02mm，找正内孔跳动不大于0.03mm后按图9车削。

采用本实施例的加工方法加工完叶片之后，采用喉口塞规对喉口尺寸进行检测。如图10所示，所述喉口塞规包括位于中部的圆柱形法兰9，所述法兰的一端面设置有向上凸出的圆柱形检测柱A10，所述法兰的另一端面设置有向上凸出的圆柱形检测柱B11，所述圆形检测柱A的直径φD，所述圆柱形检测柱B的直径为φE，所述φD为喉口尺寸的最大极限尺寸，所述φE为喉口尺寸的磨损极限尺寸，一个喉口塞规只为同一规格的喉口尺寸进行测量。进行测量时，以圆柱形检测柱B能够卡入喉口内，而圆柱形检测柱A不能卡入喉口内为合格标准。本实施例中，需采用两个规格的喉口塞规分别对喉口φc和喉口φd进行检测。

在本实施例中，所述φD和φE的差值是0.1mm。并且作为本实施例中的另一实施方式，如图11和图12，所述圆柱形检测柱A与圆柱形检测柱B与法兰连接直角处分别设置有环形槽，所述环形槽深度为0.3mm，所述环形槽在两个垂直面的宽度分别为1mm和2mm，在法兰面上的宽度为1mm，在圆柱形检测柱A和圆柱形检测柱B上的宽度为2mm，且所述环形槽边缘处均设置有45°的倒角。所述环形槽转角处设置有R0.8的圆角。

作为本实施例中的另一实施方式，所述法兰外壁设置有滚花。

本实发明中所有尺寸单位均为毫米。

本实施例的加工方法，通过对工艺的合理设计，实现粗、精铣叶片标记位置控制成功的实现了变喉口扩压器叶片的加工，满足了左右两部分叶片的数量和对应的角度不同的设计要求。通过专用工装喉口塞规的设计，成功解决测量变喉口的测量问题。提高扩压器的加工精度和合格率。

Claims (4)

1.一种增压器的变喉口扩压器的加工方法，其特征在于：扩压器为环形的回转件，所述扩压器一侧为大端，所述大端端面设置有环形凹坑，所述大端的边缘设置有斜角，另一侧为叶片端，所述叶片端内圈设置有向上凸出的叶片，所述叶片端的外圈为小端，所述叶片端内圈设置有沿环形布置的多个叶片，所述叶片由内向外为螺旋状延伸，相邻两个叶片之间的最小间距为喉口，所述喉口的尺寸有多种规格，所述扩压器的加工方法包括以下步骤：

步骤(1)：将零件按毛坯图找正大端面凹坑内平面，按起始尺寸A±0.3划出大端端面加工线，再按B±0.025尺寸划出叶片端端面加工线，兼顾内、外各圆在大端端面上划出较调圆线，其中A为扩压器大端端面到凹坑内平面的距离，B为凹坑内平面到叶片端端面的距离，所述A为3mm，所述B为41mm；

步骤(2)：粗加工大端外圆、端面和内孔；

步骤(3)：采用三爪夹持已车外圆，找正后粗加工出叶片端；粗加工叶片端时，大端面靠平，找正已车内孔跳动不大于0.06mm，先粗车叶片端各面留0.3mm精车余量；松四爪再重新装夹，再矫正大端端面跳动不大于0.04mm后精车；

步骤(4)：以大外圆为基准，在小端端面划出一条竖直中心线，引至大外圆上，并在大外圆其中一侧划线上敲样冲眼，喉口尺寸具有两种规格,划线左侧的叶片为同一尺寸规格的喉口，划线右侧的叶片为另一尺寸规格的喉口；

步骤(5)：零件按图纸摆放，大外圆上样冲眼位于上方，采用工装装夹零件，校正划线及样冲眼、找正零件小端端面及外圆跳动不大于0.04，粗铣叶片；且在起始叶片的叶顶打样冲眼、做铣削起始位置标记，便于粗铣找正，定位用；

步骤(6)：采用软三爪夹紧外圆，车大端面及内孔；

步骤(7)零件按图纸摆放大外圆上样冲眼位于上方，采用工装对零件分几次装夹，校正划线及样冲眼、找正零件小端端面及外圆跳动不大于0.04，精铣叶片及流道，铣削深度比叶片底部车削平面深

叶片根部圆角R1.5；

步骤(8)：用软三爪夹紧大外圆，靠平大端面，找正后精车叶顶端，找正内孔跳动不大于0.05mm，找平铣削面跳动不大于0.03mm；

步骤(9)：用软三爪顶紧内孔，靠平叶顶端，找正后精车大端面,找正内孔跳动不大于0.03mm；

步骤(10)：去零件锐边毛刺。

2.如权利要求1所述的增压器的变喉口扩压器的加工方法，其特征在于：采用喉口塞规对喉口尺寸进行检测。

3.如权利要求2所述的增压器的变喉口扩压器的加工方法，其特征在于：所述喉口塞规包括位于中部的圆柱形法兰，所述法兰的一端面设置有向上凸出的圆柱形检测柱A，所述法兰的另一端面设置有向上凸出的圆柱形检测柱B，所述圆柱 形检测柱A的直径φD，所述圆柱形检测柱B的直径为φE，所述φD为喉口尺寸的最大极限尺寸，所述φE为喉口尺寸的磨损极限尺寸，一个喉口塞规只为同一规格的喉口尺寸进行测量。

4.如权利要求3所述的增压器的变喉口扩压器的加工方法，其特征在于：所述法兰外壁设置有滚花。

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