CN112476226B - 一种提高复杂流道磨粒流抛光均匀性的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高复杂流道磨粒流抛光均匀性的装置及方法，包括上盖、下盖、支撑柱、导流芯、导流芯垫块、下防护环、下防护环垫块、上防护环及上防护环垫块，用螺栓将导流芯、导流芯垫块、支撑柱固定在下盖上，下防护环和上防护环用螺栓与下盖进行连接，工件安装于连接好的上盖、下盖的定位凹槽内，用螺栓将上盖、下盖与支撑柱进行连接，导流芯垫块、上防护环垫块与下防护环垫块的数量均可根据加工需要进行选择。该装置可对多级涡轮盘叶片等复杂流道产品逐级定向抛光，提高了多级涡轮盘叶片等复杂流道产品磨粒流抛光均匀性。

Description

一种提高复杂流道磨粒流抛光均匀性的装置及方法

技术领域

本发明属于特种加工技术领域，涉及一种磨粒流抛光装置特别是一种整体式单级及多级复杂流道磨粒流抛光装置，用于提高复杂流道磨粒流抛光均匀性。

背景技术

磨粒流抛光技术是使含有磨料的具有粘弹性、柔软性和切割性的磨流介质，在挤压力作用下形成一个半固态的可流动的“挤压块”，“挤压块”高速流过工件欲加工表面，产生磨削作用而去除材料的。该技术主要用于工件表面光整及去毛刺、倒角等，同时还能去除工件晶界腐蚀、表面微裂纹、铸件重铸层等表面缺陷。

复杂流道多级涡轮盘是指具有单级及以上级数的涡轮盘，每级涡轮盘叶片流道具有相同形状或不同形状，多级涡轮盘叶片通道结构复杂，空间局限性很强，通常采用铸件、3D打印、电火花加工等方法成型，成型后叶片表面粗糙度一般满足不了技术文件要求，需采用磨粒流抛光技术等方法进行叶片抛光加工。现有方法为多级涡轮盘多级叶片同时整体进行抛光，存在不同级叶片抛光后尺寸及抛光效果差异较大问题，对不同级不同叶片形状、不同通道大小的涡轮盘上述问题尤其严重，本发明涉及一种多级涡轮盘叶片磨粒流抛光装置，可实现每一级叶片单独进行磨粒流抛光，可提高多级涡轮盘叶片磨粒流抛光均匀性。

发明内容

本发明提供了一种复杂流道多级涡轮盘磨粒流内流道抛光装置，利用该装置匹配合适的加工参数，实现了多级结构逐级定向抛光，达到提高复杂流道单级或多级涡轮盘每级磨粒流抛光均匀性之目的。

为克服现有技术的不足，本发明为解决技术问题提供了一种提高复杂流道磨粒流抛光均匀性的装置及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种提高复杂流道磨粒流抛光均匀性的装置，该装置包括上盖、下盖、支撑柱、导流芯、导流芯垫块、下防护环、下防护环垫块、上防护环及上防护环垫块，上盖与下盖外径大于上、下磨料缸直径且上开有磨料引导口，并有一段延长段，用于磨料缓冲，防止同级不同区域磨料流速不同，在进行磨粒流加工时其接触上、下磨料缸，同时起到引导磨料进入加工区域的作用，支撑柱承受上盖与下盖传递的来自磨粒流加工设备上、下磨料缸的夹紧力，防止直接压在工件上造成压伤等缺陷；导流芯用于磨料快速分流，防止或减少产生磨料非流动区，上防护环与下防护环用于限制磨料在非加工区域的流动，起到防护已加工及未加工叶片；上防护环垫块用于加长上防护环，下防护环垫块用于加长下防护环，用螺栓将导流芯、导流芯垫块、支撑柱固定在下盖上；下防护环和上防护环用螺栓与下盖进行连接；工件安装于连接好的上盖、下盖的定位凹槽内，用螺栓将上盖、下盖与支撑柱进行连接；导流芯垫块为对不同级叶片进行磨粒流抛光时加长导流芯的作用。

作为优选的技术方案，导流芯呈“飞碟”形状，用于磨料快速分流，防止或减少产生磨料非流动区。

作为优选的技术方案，导流芯垫块、上防护环垫块与下防护环垫块的数量均可根据加工需要进行选择。

作为优选的技术方案，该装置可对单级或多级复杂流道进行加工。

作为优选的技术方案，该装置可对单级或多级涡轮盘叶片进行加工。

作为优选的技术方案，该装置采用45#钢制作。

采用提高复杂流道磨粒流抛光均匀性的装置对工件进行加工的方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1：确定待加工位置；将下盖放置到水平工作台上，在下盖安装工件的定位凹槽中安放塑料缓冲垫，防止压伤工件，之后将工件的定位凹槽中；

步骤2：根据待加工位置，选取对应下防护环垫块的数量；待加工位置确定好后，选取制作好的下防护环、对应数量的下防护环垫块，使待加工那级叶片下方的其它级叶片位置恰好挡住；

步骤3：根据待加工叶片位置，选取对应导流芯垫块数量；待加工位置确定好后，选取制作好的导流芯、对应数量的导流芯垫块，使导流芯最大外径处正对待加工那级叶片部位；

步骤4：根据待加工位置，选取对应上防护环垫块的数量；将上盖放置到水平工作台上，待加工位置确定好后，选取制作好的上防护环、对应数量的上防护环垫块，使待加工那级叶片上方的其它级叶片位置恰好挡住；

步骤5：整体连接固定；检查所有连接部位是否存在干涉、是否已紧固，检查无问题后放置到水平工作台上；

步骤6：选取合理加工参数及加工；根据待磨零件状态及最终要求，选取合适磨料型号并将其填满机床下磨料缸，然后将整体连接固定好的上述装置安装到机床下磨料缸上，上磨料缸下移按设定的机床夹紧力进行夹紧，在机床控制面板上设置循环次数、磨料挤压力，设定好后按开始键进行加工；

步骤7：清理并检查；加工完成后，将上述装置按与装配相反顺序进行拆解，将工件上的磨料清理干净，检查加工后工件已加工部位是否满足要求，满足要求后，按上述步骤加工其它叶片位置，待整个工件都加工并清理完毕结束加工。

作为优选的技术方案，塑料缓冲垫材料为塑料，厚度为3mm～10mm。

本发明的有益效果是：本发明的多级涡轮盘叶片磨粒流抛光装置，实现了多级涡轮盘叶片逐级定向抛光，可对每一级叶片单独进行磨粒流抛光，提高了多级涡轮盘叶片磨粒流抛光均匀性；具体的，复杂通道多级涡轮盘叶片磨粒流抛光后型面不均性≤0.03mm；复杂通道多级涡轮盘叶片磨粒流抛光后表面粗糙度提高至少1个等级。

附图说明

图1为本发明的复杂流道多级涡轮盘磨粒流内流道抛光装置结构示意图；

图中：工件1、上盖2、下盖3、支撑柱4、导流芯5、导流芯垫块6、7、下防护环8、下防护环垫块9、上防护环10、上防护环垫块11

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种复杂流道多级涡轮盘磨粒流内流道抛光装置，包含上盖2、下盖3、支撑柱4、导流芯5、导流芯垫块6、7、下防护环8、下防护环垫块9、上防护环10及上防护环垫块11，上盖2与下盖3外径大于上下磨料缸直径且上开有磨料引导口，并有一段延长段，用于磨料缓冲，防止同级不同区域磨料流速不同，在进行磨粒流加工时其接触上下磨料缸，同时起到引导磨料进入加工区域的作用；支撑柱4的作用是承受上盖2与下盖3传递的来自磨粒流加工设备上下磨料缸的夹紧力，防止直接压在工件上造成压伤等缺陷；导流芯5呈“飞碟”形状，用于磨料快速分流，防止或减少产生磨料非流动区；导流芯垫块6、7为对不同级叶片进行磨粒流抛光时加长导流芯5的作用；上防护环10与下防护环8用于限制磨料在非加工区域的流动，起到防护已加工及未加工叶片；上防护环垫块11用于加长上防护环10；下防护环垫块9用于加长下防护环8。

在对多级叶片进行磨粒流抛光时，先根据叶片位置，选用不同数量的导流芯垫块6、7，使导流芯5正对待加工那级叶片，用螺栓将导流芯5、选用的导流芯垫块6、7、支撑柱4固定在下盖3上；然后根据叶片位置，选用不同数量的下防护环垫块9使下防护环8恰好挡住待加工那级叶片下方的其它级叶片，用螺栓与下盖3进行连接；之后根据叶片位置，选用不同数量的上防护环垫块11使上防护环10恰好挡住待加工那级叶片上方的其它级叶片，用螺栓与上盖2进行连接；最后将工件1安装在上述连接好的下盖3、上盖2定位槽内，用螺栓将上述上盖2与支撑柱4进行连接，至此连接成一个整体。在磨粒流加工设备下缸里填上磨料，将此整体装置安装在设备下缸上面，下降上缸并加紧装置，设定好参数后就可以加工。加工完一级后进行下一级加工时，仅需根据待加工叶片位置，选取需要的导流芯垫块6、7、下防护环垫块9、上防护环垫块11数量，安装好多级涡轮盘叶片磨粒流抛光装置，设定好优选的加工参数，可使每级叶片均能得到良好的抛光效果。

具体加工方法如下：

一种复杂流道多级涡轮盘磨粒流内流道抛光装置，包含上盖2、下盖3、支撑柱4、导流芯5、导流芯垫块6、7、下防护环8、下防护环垫块9、上防护环10及上防护环垫块11，上述零件需承受磨粒流加工时的压力，因而采用45#钢等钢材。

确定待加工位置。将下盖3放置到水平工作台上，支撑柱4与下盖3用螺栓连接，在下盖3安装工件1的定位凹槽中安放塑料缓冲垫，防止压伤工件，之后将工件1的定位凹槽中。塑料缓冲垫材料为尼龙等塑料，厚度一般为3mm～10mm。

根据待加工位置，选取对应下防护环垫块数量。待加工位置确定好后，选取制作好的下防护环8、对应数量的下防护环垫块9，使待加工那级叶片下方的其它级叶片位置恰好挡住，用螺栓与下盖3进行连接。

根据待加工叶片位置，选取对应导流芯垫块数量。待加工位置确定好后，选取制作好的导流芯5、对应数量的导流芯垫块6、7，使导流芯5最大外径处正对待加工那级叶片部位，用螺栓将导流芯5、对应数量的导流芯垫块6、7与下盖3进行连接。

根据待加工位置，选取对应上防护环垫块数量。将上盖2放置到水平工作台上，待加工位置确定好后，选取制作好的上防护环10、对应数量的上防护环垫块11，使待加工那级叶片上方的其它级叶片位置恰好挡住，用螺栓与上盖2进行连接。

整体连接固定。按上述步骤连接好后的上盖2按图1所示安装到支撑柱4上并用螺栓紧固。再次检查所有连接部位是否存在干涉、是否已紧固，检查无问题后放置到水平工作台上。

选取合理加工参数及加工。根据待磨零件状态及图纸最终要求，选取合适磨料型号并将其填满机床下磨料缸。然后将整体连接固定好的上述装置安装到机床下磨料缸上，上磨料缸下移按设定的机床夹紧力进行夹紧，在机床控制面板上设置循环次数、磨料挤压力等工艺参数。设定好后按开始键进行加工。

清理并检查。加工完成后，将上述装置按与装配相反顺序进行拆解，将工件等部位磨料清理干净。检查加工后工件已加工部位是否满足要求。满足要求后，按上述步骤加工其它叶片位置，待整个工件都加工并清理完毕结束加工。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种提高复杂流道磨粒流抛光均匀性的装置对工件进行加工的方法，其特征在于：该装置包括上盖(2)、下盖(3)、支撑柱(4)、导流芯(5)、导流芯垫块、下防护环(8)、下防护环垫块(9)、上防护环(10)及上防护环垫块(11)，上盖(2)与下盖(3)外径大于上、下磨料缸直径且上开有磨料引导口，并有一段延长段，用于磨料缓冲，防止同级不同区域磨料流速不同，在进行磨粒流加工时其接触上、下磨料缸，同时起到引导磨料进入加工区域的作用，支撑柱(4)承受上盖(2)与下盖(3)传递的来自磨粒流加工设备上、下磨料缸的夹紧力，导流芯(5)用于磨料快速分流，防止或减少产生磨料非流动区，上防护环(10)与下防护环(8)用于限制磨料在非加工区域的流动，上防护环垫块(11)用于加长上防护环(10)，下防护环垫块(9)用于加长下防护环(8)，将导流芯(5)、导流芯垫块、支撑柱(4)固定在下盖(3)上；下防护环(8)和上防护环(10)与下盖(3)进行固定连接；将上盖(2)、下盖(3)与支撑柱(4)进行固定连接；

该方法具体包括如下步骤：

步骤1：确定待加工位置；将下盖(3)放置到水平工作台上，在下盖(3)安装工件(1)的定位凹槽中安放塑料缓冲垫，防止压伤工件，之后将工件(1)安装于定位凹槽中；

步骤2：根据待加工位置，选取对应下防护环垫块(9)的数量；待加工位置确定好后，选取制作好的下防护环(8)、对应数量的下防护环垫块(9)，使待加工那级叶片下方的其它级叶片位置恰好被挡住；

步骤3：根据待加工叶片位置，选取对应导流芯垫块数量；待加工位置确定好后，选取制作好的导流芯(5)、对应数量的导流芯垫块，使导流芯(5)最大外径处正对待加工那级叶片部位；

步骤4：根据待加工位置，选取对应上防护环垫块(11)的数量；待加工位置确定好后，选取制作好的上防护环(10)、对应数量的上防护环垫块(11)，使待加工那级叶片上方的其它级叶片位置恰好被挡住；

步骤5：整体连接固定；检查所有连接部位是否存在干涉、是否已紧固；

步骤6：选取合理加工参数，然后加工；根据待磨零件状态及最终要求，选取合适磨料型号并将其填满机床下磨料缸，然后将整体连接固定好的上述装置安装到机床下磨料缸上，上磨料缸下移按设定的机床夹紧力进行夹紧，在机床控制面板上设置循环次数、磨料挤压力，设定好后按开始键进行加工。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于导流芯(5)呈“飞碟”形状。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于导流芯垫块、上防护环垫块(11)与下防护环垫块(9)的数量均可根据加工需要进行选择。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该装置可对单级或多级复杂流道进行加工。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该装置可对单级或多级涡轮盘叶片进行加工。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该装置可采用45#钢制作。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于工件(1)安装于连接好的上盖(2)、下盖(3)的定位凹槽内。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于还包括步骤7：清理并检查；加工完成后，将上述装置按与装配相反顺序进行拆解，将工件上的磨料清理干净，检查加工后工件已加工部位是否满足要求，满足要求后，按上述步骤加工其它叶片位置，待整个工件都加工并清理完毕结束加工。

9.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于塑料缓冲垫材料为塑料，厚度为3mm～10mm。

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