CN113626938B - 一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法 - Google Patents

一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法 Download PDF

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Abstract

一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法，属于涡轮后机匣制造技术领域。所述涡轮后机匣工艺基准的设计方法包括如下步骤：S1、根据涡轮后机匣的设计轴向基准、设计径向基准和设计角向基准，得到涡轮后机匣的工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准；S2、根据工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准编制毛料图；S3、通过工艺加工控制使铸造基准与工艺基准一致，实现零件设计基准、工艺基准和铸造基准的统一。所述涡轮后机匣工艺基准的设计方法统一了铸造成型基准与工艺加工基准，实现基准统一，并实现加工时基准快速定位。

Description

一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法
技术领域
本发明涉及涡轮后机匣制造技术领域，特别涉及一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法。
背景技术
随着喷气式发动机涡轮后机匣越来越多的使用精密铸造斜支板结构，支板及装配凸台外型由铸造保证，可以说铸造后机匣的角向基准已经确定。目前，涡轮机匣基本采用精密铸造成型，机匣在考虑整体重量的基础上，外型面孔探仪测量凸台轮廓尺寸控制较为严格，并且为保证测量结果的准确性，其与零件正上方角度关系要求也较为严格。因此，工艺加工的角度基准就需要与铸造时的角度基准基本统一，否则将出现加工型面孔探仪测量凸台测量孔时余量不足的情况。铸造基准与工艺基准的统一性非常重要，加工过程中控制基准统一将直接影响零件加工质量。以往零件加工基准是根据铸造毛坯外型凸台、支板实际位置进行反推，基准由手动划线，调整补偿确定，准确性受操作人员能力限制，并且一定程度上存在二次找正误差，加工应用上也极不便捷，效率低。因此，急需一套可行基准设计方法，消除上诉不利因素，实现基准统一，便于制造应用。
发明内容
为了解决现有技术存在的精密铸造涡轮后机匣铸造基准和加工基准不统一以及加工过程中基准转化造成转化误差等技术问题，本发明提供了一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法，其统一了铸造成型基准与工艺加工基准，实现基准统一，并实现加工时基准快速定位。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法，所述涡轮后机匣包括前安装边、后安装边、支板和凸台，所述涡轮后机匣工艺基准的设计方法包括如下步骤：
S1、根据涡轮后机匣的设计轴向基准、设计径向基准和设计角向基准，得到涡轮后机匣的工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准，其中，工艺轴向基准与设计轴向基准相同，工艺径向基准与设计径向基准相同；转动涡轮后机匣使设计角向基准与支板平行，测量设计角向基准与支板之间的距离，得到涡轮后机匣的工艺角向基准；涡轮后机匣有若干个支板，只要转动到其中一个支板与设计角向基准平行即可；
S2、根据工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准编制毛料图；
S3、通过工艺加工控制使铸造基准与工艺基准一致，实现零件设计基准、工艺基准和铸造基准的统一。
进一步的，所述涡轮后机匣的工艺轴向基准为零件后端面，工艺径向基准为零件内环止口，工艺角向基准为凸台侧边缘，通过设计角向基准与支板平行，以及测量设计角向基准与支板之间的距离a，即可得到工艺角向基准，实现设计角向基准C向工艺角向基准CJ3的转换。
进一步的，所述步骤S3中，通过加工夹具对零件进行工艺加工控制，所述加工夹具包括用于夹持后安装边的后夹具和用于夹持前安装边的前夹具，所述后夹具和前夹具均分别包括设置有圆槽的基盘以及设置于基盘的限位块，所述后夹具的限位块位于零件设计角向基准的右侧，所述前夹具的限位块位于零件设计角向基准的左侧，所述限位块与零件设计角向基准的距离为a。
进一步的，所述后夹具圆槽的底面与零件后端面接触，进行铸造轴向基准的限位；所述后夹具圆槽的侧面与零件内环止口接触，进行铸造径向基准的限位。
本发明的有益效果：
1)本发明实现精铸毛坯到工艺加工制造的基准统一，省去人工划线找正环节，消除人为转化误差，提高加工准确性，大大缩短了零件加工准备时间，提高零件加工质量；
2)本发明的设计方法已在某型号涡轮后机匣上应用，现该型号涡轮后机匣生产工艺已省去人工划线找正环节，采用该方法生产时间单台减少8小时，大大缩短了加工准备时间，且保证基准的统一，提高了加工质量。
本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的涡轮后机匣的剖视示意图；
图3是本发明实施例提供的涡轮后机匣的俯视示意图；
图4是图3的K向视图；
图5是本发明实施例提供的后夹具夹持后安装边的示意图；
图6是本发明实施例提供的前夹具夹持前安装边的示意图。
说明书附图中的附图标记包括：
1-前安装边，2-后安装边，3-支板，4-凸台，5-后夹具，6-前夹具，7-基盘，8-限位块。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。
为了解决现有技术存在的问题，如图1至图6所示，本发明提供了一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法，涡轮后机匣包括前安装边1、后安装边2、支板3和凸台4，涡轮后机匣工艺基准的设计方法包括如下步骤：
S1、根据涡轮后机匣的设计轴向基准、设计径向基准和设计角向基准，得到涡轮后机匣的工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准，其中，工艺轴向基准与设计轴向基准相同，工艺径向基准与设计径向基准相同；转动涡轮后机匣使设计角向基准与支板3平行，测量设计角向基准与支板3之间的距离，得到涡轮后机匣的工艺角向基准；涡轮后机匣的工艺轴向基准为零件后端面，工艺径向基准为零件内环止口，工艺角向基准为凸台4侧边缘，通过设计角向基准与支板3平行，以及测量设计角向基准与支板3之间的距离，即可得到工艺角向基准；
S2、根据工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准编制毛料图；
S3、通过工艺加工控制使铸造基准与工艺基准一致，实现零件设计基准、工艺基准和铸造基准的统一。
通过加工夹具对零件进行工艺加工控制，加工夹具包括用于夹持后安装边2的后夹具5和用于夹持前安装边1的前夹具6，后夹具5和前夹具6均分别包括设置有圆槽的基盘7以及设置于基盘7的限位块8，后夹具5的限位块8位于零件设计角向基准(零件的轴线)的右侧，前夹具6的限位块8位于零件设计角向基准的左侧，限位块8与零件设计角向基准的距离为a。后夹具5圆槽的底面与零件后端面接触，进行铸造轴向基准的限位；后夹具5圆槽的侧面与零件内环止口接触，进行铸造径向基准的限位。前夹具6的圆槽用于对前安装边1进行限位。
实施例
一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法，包括如下步骤：
S1、如图2至图4所示，根据涡轮后机匣的设计图纸，找到涡轮后机匣的设计轴向基准CJ1、设计径向基准CJ2和设计角向基准C，得到涡轮后机匣的工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准，其中，工艺轴向基准与设计轴向基准CJ1相同，工艺径向基准与设计径向基准CJ2相同；转动涡轮后机匣使设计角向基准C与支板3平行，测量设计角向基准C与支板3之间的距离a，得到涡轮后机匣的工艺角向基准；涡轮后机匣的工艺轴向基准为零件后端面，工艺径向基准为零件内环止口，工艺角向基准为外型凸台4侧边缘，通过设计角向基准与支板3平行，以及测量设计角向基准与支板3之间的距离a，即可得到工艺角向基准CJ3，实现设计角向基准C向工艺角向基准CJ3的转换；
S2、根据工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准编制毛料图，实际设计时，可在毛料图里设定零件相关尺寸以及行为公差；
S3、在铸造过程中，进行工艺加工控制使铸造基准与工艺基准一致，实现零件设计基准、工艺基准和铸造基准的统一。铸造基准与工艺基准一致，即：使铸造轴向基准与工艺轴向基准一致、铸造径向基准与工艺径向基准一致、铸造角向基准与工艺角向基准一致，实际铸造时，进行工艺加工控制的具体方法为限位铸造或者成型修磨，限位铸造为对零件的某一铸造基准进行限制，对自由端进行浇筑，使该铸造基准与工艺基准一致；成型修磨为预先制造零件标准模具，在铸造的过程中，根据标准模具进行成型修磨，使零件铸造基准与工艺基准一致。如图5和图6所示，通过加工夹具对零件进行工艺加工控制，加工夹具包括用于夹持后安装边2的后夹具5和用于夹持前安装边1的前夹具6，后夹具5和前夹具6均分别包括设置有圆槽的基盘7以及设置于基盘7的限位块8，后夹具5的限位块8位于零件设计角向基准(零件的轴线)的右侧，前夹具6的限位块8位于零件设计角向基准的左侧，限位块8与零件设计角向基准的距离为a。具体的，后夹具5圆槽的底面与零件后端面接触，进行铸造轴向基准的限位；后夹具5圆槽的侧面与零件内环止口接触，进行铸造径向基准的限位。
本发明的设计方法将设计、铸造、加工三个基准统一，找到可以实现的轴向基准、径向基准和角向基准，并通过加工夹具将基准转化到铸造工艺、机加工艺中，实现基准统一。本发明通过实物验证，使用三坐标测量或蓝光扫描，将毛料与加工夹具装配后进行测量验证，零件其余凸台4和支板3均符合毛料图纸，全部合格，可进行批量生产。本发明的加工夹具铸造基准进行设计，能够实现零件快速定位，无需划线调整，满足基准统一。
本发明的设计方法适用于涡轮后机匣制造过程中基准形成应用，主要对象为精密铸造环形零件。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法，所述涡轮后机匣包括前安装边、后安装边、支板和凸台，其特征在于，所述涡轮后机匣工艺基准的设计方法包括如下步骤：
S1、根据涡轮后机匣的设计轴向基准、设计径向基准和设计角向基准，得到涡轮后机匣的工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准，其中，工艺轴向基准与设计轴向基准相同，工艺径向基准与设计径向基准相同；转动涡轮后机匣使设计角向基准与支板平行，测量设计角向基准与支板之间的距离，得到涡轮后机匣的工艺角向基准；
S2、根据工艺轴向基准、工艺径向基准和工艺角向基准编制毛料图；
S3、通过工艺加工控制使铸造基准与工艺基准一致，实现零件设计基准、工艺基准和铸造基准的统一。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法，其特征在于，所述涡轮后机匣的工艺轴向基准为零件后端面，工艺径向基准为零件内环止口，工艺角向基准为凸台侧边缘。
3.根据权利要求1所述的一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过加工夹具对零件进行工艺加工控制，所述加工夹具包括用于夹持后安装边的后夹具和用于夹持前安装边的前夹具，所述后夹具和前夹具均分别包括设置有圆槽的基盘以及设置于基盘的限位块，所述后夹具的限位块位于零件设计角向基准的右侧，所述前夹具的限位块位于零件设计角向基准的左侧，所述限位块与零件设计角向基准的距离为a。
4.根据权利要求3所述的一种涡轮后机匣工艺基准的设计方法，其特征在于，所述后夹具圆槽的底面与零件后端面接触，进行铸造轴向基准的限位；所述后夹具圆槽的侧面与零件内环止口接触，进行铸造径向基准的限位。
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