CN114161309A - 一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，带冠叶盘上下为对称结构，因此上下压板，上下支撑环，上下垫环和叶片上下导流环为对称结构。上下结构之间放置带冠叶盘，压板上开有三个圆环形的磨料通道，用于加工中磨料的进出，内外径与叶盘叶片的内外径相同。导流环分为两部分，分别为叶背导流环和叶尖导流环。垫环分别与导流环、压板配合，用于固定叶盘并保护叶盘轴在加工中不被磨削。磨粒流加工分三步进行，第一步把上下叶背导流环与其他部件配合进行磨粒流加工，用于叶片背部的磨削抛光，第二步不装配任何导流环对叶片整体进行抛光，第三步把上下叶尖导流环与其他部件配合进行加工，主要用于叶片外部两侧的抛光。

Description

一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置

技术领域

本发明涉及一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，用于带冠叶盘叶片的表面光整加工，属于金属零件的表面光整领域。

背景技术

带冠叶盘零件叶片多达数十个，由电火花加工而成，叶盘的叶片弯曲并呈两侧对称结构。作为火箭发动机涡轮泵的转动件，叶盘的工况恶劣，工作环境温度在800℃以上，转速达到每分钟数千转，因此叶片流道表面粗糙度必须达到Ra1.6μm以下，且光滑无凸起。电火花加工表面粗糙度一般在Ra4-8μm之间，表面粗糙度无法达到直接使用的要求。目前所使用的常规光整方法为手工砂纸打磨，而叶片带冠且叶间流道狭小，手工打磨不能覆盖叶片所有区域且打磨的一致性差。

发明内容

本发明的技术解决问题是：为克服常规方法的不足，提供一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，对带冠叶盘的叶片进行光整处理，实现流道表面粗糙度降低的目的。

本发明的技术解决方案是：

一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，包括：上压板，上支撑环，第一上垫环，第二上垫环，第一上导流环，第二上导流环，第一下导流环，第二下导流环，第一下垫环，第二下垫环，下支撑环和下压板；

下压板处于整个加工装置的最下方；

下支撑环上方自下而上依次为上支撑环、上压板；

第二下垫环上安装的部件自下而上依次为第一下垫环、下导流环、带冠轮盘、上导流环、第二上垫环、第一上垫环；

上压板和下压板上开有多个周向均布的圆环形的磨料通道，用于加工中磨料的进出。

本发明的技术效果在于：

(1)本发明的装置在进行磨粒流加工时分三步进行，第一步把上下叶背导流环与其他部件配合进行磨粒流加工，目的是对叶片背部进行磨削抛光，且完全保护叶盆位置不被加工；第二步不装配任何导流环对叶片整体进行抛光，主要的加工部位是叶盆位置；第三步把上下叶尖导流环与其他部件配合进行加工，主要用于叶片外部两侧的抛光，对其他部位的抛光效果较弱。

(2)本发明的装置在第一步加工使用第一上导流环5和第一下导流环8与其他部件组合装配进行磨料加工时，仅对叶背位置进行加工，同时也能够保护叶盆部位不被加工。在尺寸设计上，导流环的叶片一面和叶盆位置紧贴，另一面通过针对叶间流道的随型设计，保证在沿磨料流向上叶背位置流道宽度最小且在磨料流向的法向宽度相同。目的是保证叶背位置磨粒流加工效果最好。

(3)本发明的装置在第三步加工使用第二上导流环6和第二下导流环9与其他部件组合装配进行磨料加工时，导流环叶片下端的凹陷弧形结构能够保护叶尖位置能够很少被磨削，防止叶尖圆弧尺寸发生变化。

(4)本发明的装置在第三步加工使用第二上导流环6和第二下导流环9与其他部件组合装配进行磨料加工时，从俯视方向看，在叶盘叶片的根部能够露出一部分叶片，在冠部叶片全部被导流环的叶片遮挡。该结构设计的目的有两个，一是使叶片外部两侧都能够被加工到，二是使叶片外部两侧的加工效果在沿叶盘径向方向(即根部、冠部位置)趋于一致，原因是由于带冠叶盘的叶间流道在冠部宽、根部窄且叶片外部两侧完全没在叶间流道内，在无任何导流结构的情况下叶片外部两侧加工磨削效果很弱，但冠部位置相对于根部位置磨削效果要好。

附图说明

图1为本发明组合剖面图。

图2为本发明第一上导流环5和第一下导流环8示意图和局部剖面图。

图3为本发明第二上导流环6和第二下导流环9示意图和局部剖面图。

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所示，本发明一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，由上压板1，上支撑环2，第一上垫环3，第二上垫环4，第一上导流环5(叶背导流环)，第二上导流环6(叶尖导流环)，第一下导流环8(叶背导流环)，第二下导流环9(叶尖导流环)，第一下垫环10，下支撑环12，下压板13组成。

下压板13处于整个加工装置的最下方；下支撑环12和第二下垫环11与下压板13通过结构限位配合安装；

下支撑环12上方自下而上依次为上支撑环2、上压板1；

第二下垫环11上安装的部件自下而上依次为第一下垫环10、下导流环、带冠轮盘7、上导流环、第二上垫环4、第一上垫环3；

上压板1和下压板13上开有三个圆环形的磨料通道，用于加工中磨料的进出，圆环形磨料通道的内外径与叶盘叶片的内外径相同；

上导流环包括：第一上导流环5和第二上导流环6；

下导流环包括：第一下导流环8和第二下导流环9；

如图2所示，第一上导流环5、第一下导流环8为叶背导流环，叶片数量和带冠叶盘的数量相同；

如图3所示，第二上导流环6、第二下导流环9为叶尖导流环，叶背导流环和叶尖导流环不同时使用。

第一上导流环5和第一下导流环8的叶片与带冠叶盘配合安装后，第一上导流环5和第一下导流环8上的每一个叶片均与叶盘叶片的叶盆紧贴，并与相邻叶片的叶背之间留出距离，在对叶背进行磨粒流加工的同时，保护叶盆位置不被加工。

第一上导流环5、第一下导流环8作为叶背导流环，第一上导流环5、第一下导流环8的叶盘宽度沿径向增大，与带冠叶盘相邻叶片间的流道宽度沿叶盘径向增大的趋势相同，并通过尺寸的设计，保证第一上导流环5和第一下导流环8与带冠叶盘组合装配后留出的流道宽度相同。

第二上导流环6和第二下导流环9作为叶尖导流环，叶片数量和带冠叶盘的数量相同，在进行磨粒流加工时引导磨料对叶盘叶片的两肩位置进行加工。

叶尖导流环的每一个叶片下端均有凹陷的弧形结构，与带冠叶盘的叶片叶尖配合接触，用以保护叶盘叶片的叶尖不被过度加工。

第二上导流环6和第二下导流环9的叶片入口宽度在导流入口位置沿径向方向增大，且逐渐遮挡全部叶盘叶片，用以延长加工中磨料进入最宽叶间流道的长度，提高带冠叶盘叶片外部两侧在叶盘径向方向的磨粒流加工一致性。

上压板1、下压板13和上、下支撑环是带冠叶盘的磨粒流光整加工装置的承力结构，上、下压板外轮廓直径330mm，上、下支撑环外轮廓直径230mm。上、下支撑环内径与带冠叶盘的轮廓外径相同。上下垫环共同把带冠叶盘支撑固定，并保护叶盘轴。上下导流环与叶盘的叶片相互配合。

把下压板13放置在磨粒流设备工作台上，第二下垫环11、第一下垫环10、下导流环(8、9)、下支撑环12依次放置在下压板13上，带冠叶盘放在下导流环(8、9)上，依次装配上上导流环(5、6)、第二上垫环4、第一上垫环3、上支撑环2及上盖板1。把装配好的组合装置放入磨粒流加工设备，待设备夹紧后开始磨粒流加工。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

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 (9)

1.一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，其特征在于，包括：上压板(1)，上支撑环(2)，第一上垫环(3)，第二上垫环(4)，上导流环，下导流环，第一下垫环(10)，第二下垫环(11)，下支撑环(12)和下压板(13)；

下压板(13)处于整个加工装置的最下方；

下支撑环(12)上方自下而上依次为上支撑环(2)、上压板(1)；

第二下垫环(11)上安装的部件自下而上依次为第一下垫环(10)、下导流环、带冠轮盘(7)、上导流环、第二上垫环(4)、第一上垫环(3)；

上压板(1)和下压板(13)上开有多个周向均布的圆环形的磨料通道，用于加工中磨料的进出。

2.根据权利要求1所述的一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，其特征在于，下支撑环(12)与下压板(13)通过结构限位配合安装；第二下垫环(11)与下压板(13)通过结构限位配合安装。

3.根据权利要求1所述的一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，其特征在于，圆环形磨料通道的内外径与叶盘叶片的内外径相同。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，其特征在于，

上导流环包括：第一上导流环(5)和第二上导流环(6)；

下导流环包括：第一下导流环(8)和第二下导流环(9)；

第一上导流环(5)、第一下导流环(8)为叶背导流环，叶片数量和带冠叶盘的数量相同；

第二上导流环(6)、第二下导流环(9)为叶尖导流环；

叶背导流环和叶尖导流环不同时使用。

5.根据权利要求4所述的一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，其特征在于：

第一上导流环(5)和第一下导流环(8)的叶片与带冠叶盘配合安装后，第一上导流环(5)和第一下导流环(8)上的每一个叶片均与叶盘叶片的叶盆紧贴，并与相邻叶片的叶背之间留出距离，在对叶背进行磨粒流加工的同时，保护叶盆位置不被加工。

6.根据权利要求5所述的一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，其特征在于：

第一上导流环(5)、第一下导流环(8)的叶盘宽度沿径向增大，与带冠叶盘相邻叶片间的流道宽度沿叶盘径向增大的趋势相同，保证第一上导流环(5)和第一下导流环(8)与带冠叶盘组合装配后留出的流道宽度相同。

7.根据权利要求6所述的一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，其特征在于：

第二上导流环(6)和第二下导流环(9)叶片数量和带冠叶盘的数量相同，在进行磨粒流加工时引导磨料对叶盘叶片的两肩位置进行加工。

8.根据权利要求7所述的一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，其特征在于：叶尖导流环的每一个叶片下端均有凹陷的弧形结构，与带冠叶盘的叶片叶尖配合接触，用以保护叶盘叶片的叶尖不被过度加工。

9.根据权利要求8所述的一种带冠叶盘的磨粒流光整加工装置，其特征在于：第二上导流环(6)和第二下导流环(9)的叶片入口宽度在导流入口位置沿径向方向增大，且逐渐遮挡全部叶盘叶片，用以延长加工中磨料进入最宽叶间流道的长度，提高带冠叶盘叶片外部两侧在叶盘径向方向的磨粒流加工一致性。

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