大型薄壁叶轮机加工用夹具装置及精车加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了大型薄壁叶轮机加工用夹具装置及大型薄壁叶轮精车加工方法，夹具装置包括底板，底板工作面设有第一凹部和第二凹部，第一凹部与叶轮端部第一圆面配合，第二凹部与叶轮端部第二圆面配合，第一凹部的边缘设有用于压紧叶轮壁的第一压紧件，第二凹部的中心可拆卸设有用于将叶轮端部第二圆面锁紧于底板的第二压紧件，本发明专利技术通过设置第一凹部对叶轮端部第一圆面进行定位，并通过第一压紧件将叶轮锁紧于底板，无需焊接，固定方便快捷，在对叶轮进行第一轮的机加工后；再设置第二凹部对叶轮第二圆面进行定位，并通过第二压紧件进行紧固，实现分序对叶轮进行机加工，避免对某些面因夹具或者其他原因而未加工的情况发生，提高叶轮表面精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及叶轮加工领域，具体地涉及大型薄壁叶轮机加工用夹具装置及大型薄壁叶轮精车加工方法。
技术介绍
离心式压缩机或离心泵用来为各种流体流动提供加压。这种压缩机或离心泵包含叶轮，当叶轮旋转时，流体轴向方向进入，然后加速进入周向和径向方向，高流速流体进入扩压器，经转换速度后输出高压流体，对此类压缩机或离心泵，所使用的叶轮一般为合金精密铸造大型薄壁叶轮。而不管对何种叶轮，在铸造或者制造后需要对叶轮进行机加工如车加工、热处理、高速试验后才能投入使用，对大型薄壁叶轮亦是如此，但现有技术中并没有针对大型薄壁叶轮而设置的机加工用夹具，如果采用现有的夹具进行装夹，存在以下几方面的问题：1)由于叶轮的壁比较薄，尤其是针对大型薄壁闭式叶轮，最薄处小于1.2mm，直接装夹容易造成变形及破裂，对叶轮造成损坏，不仅进一步地为后续的车加工带了难度，而且多数情况下对叶轮造成破坏后，叶轮就会报废，大大增加了生产成本；2)因装夹工具较为复杂，叶轮上较多的面没有被加工到，较大程度降低了车加工的精度；3)叶轮直接设置于叶轮支撑用底板上，没有对叶轮进行一个有效的定位，容易发生径向偏移，这样在车加工过程中容易因震动而使叶轮表面产生裂纹，同时，存在较大的安全隐患，进一步降低加工精度；4)加工用夹具并不能起到快速定位作用，因此浪费较多的装夹找正时间。5)在叶轮叶片上焊接夹环或者在铸造叶轮时添加工艺圆环，后续打磨或者修型增加加工工时，而且不利于没有经验的工人进行操作。6)叶轮为铸造件，整体表面平整度差，定位不准确，固定找正效率低，车加工时加工精度降低，并且容易使工件变形，成品率低。因此，需要对叶轮机加工夹具以及加工方法进行进一步地研究分析。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，通过设置两个或者多个凹部，实现对叶轮进行稳定固定、方便快速找准定位、能使叶轮受力均衡，避免了对叶轮造成损坏，有效提高了叶轮机加工效率。还提供了一种大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，通过设置一个凹部，第一压紧件和第二压紧件，方便对叶轮进行稳定固定，能快速实现对叶轮的定位，快速确定叶轮基准面，提高加工效率。还提供了一种大型薄壁叶轮精车加工方法，通过对叶轮的两个端面分次序进行固定，实现对叶轮各个端面的精密车加工，避免对某些面因夹具或者其他原因而未加工的情况发生，提高叶轮机加工表面精度。为了达成上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供的一个方案是：大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，包括底板，底板工作面设有第一凹部和第二凹部，当叶轮水平设置时，叶轮端部大圆面为叶轮端部第一圆面，叶轮端部小圆面为叶轮端部第二圆面，第一凹部与叶轮端部第一圆面配合，第二凹部与叶轮端部第二圆面配合，第一凹部的边缘设有用于压紧叶轮壁的第一压紧件，第二凹部的中心设有可拆卸的用于将叶轮端部第二圆面锁紧于底板的第二压紧件，这样第一凹部与叶轮端部第一圆面配合，起到一个快速定位作用，同时有效防止叶轮滑动发生径向偏移，第一压紧件将叶轮锁紧于底板，在叶轮是闭式叶轮时，第一压紧件可对叶轮下叶板进行压紧即实现对叶轮的整个压紧；当叶轮翻转后，第二凹部与叶轮端部第二圆面配合，同样起到快速定位作用，通过第二压紧件进行固定。其中，当叶轮端部大圆面在下，叶轮端部小圆面在上时，上方的叶板为上叶板，下方的叶板为下叶板。进一步地，还包括设于底板工作面的第i个凹部，i大于等于3，除去第一凹部和第二凹部后，还可以设置再多的凹部，用于实现对多个不同尺寸叶轮端面的定位，提高底板使用的通用性。优选地，所述第一凹部和所述第二凹部同心或偏心设置，或二者并列设置，为节约空间，最好是第一凹部和第二凹部同心设置，当有第三个凹部时，多个凹部呈阶梯状设置。凹部的形状最好与叶轮端面的形状相同，或者可以在凹部周围为锯齿形状，既方便对叶轮快速定位，又方便取出叶轮，因叶轮的端面一个大一个小，因此，第一凹部是大定位圆，第二凹部是小定位圆。进一步地，为了快速找正，夹具装置还包括设于所述第一凹部边缘的用于定位叶轮位置的定位件，定位件与第一压紧件各自的最高高度低于叶轮上叶板的高度，使得定位件位于上叶板与下叶板之间，在设置叶轮时，定位块设于相邻两个叶片之间，与叶轮下叶板内表面接触保证基准面的确定，通过调整调整块的高度使调整块与叶轮下叶板接触；同样地，压紧件同样设于相邻两叶片之间，从下叶板上方压紧下叶板。所述第一压紧件与所述定位件分别设有多个，二者对称设置，多个第一压紧件与定位件间隔均匀设于所述第一凹部的边缘，这样的设置能保证叶轮的受力平衡，设置对称，避免对薄壁叶轮造成损伤。进一步地，所述第一压紧件与所述定位件各自设有第一开孔，紧固件穿过第一开孔将第一压紧件与定位件可旋转设置于所述底板的工作面，因第一凹部尺寸大于叶轮端部第一圆面，在紧固时，选择压紧件的第一开孔为长圆孔，方便对压紧件位置的调整。进一步地，为了保证受力的均衡，第一压紧件上还设有第二开孔，紧固件通过第二开孔将第一压紧件紧固于底板，起到进一步紧固作用。在车加工过程中，为了快速对叶轮进行定位，缩短装夹时间，在底板工作面的所述第一凹部与所述第二凹部之间设有调整块槽，调整块槽内设置调整块，调整块槽的底部开有第三开孔，紧固件穿过第三开孔用于调整调整块的高度，所述调整块与第一压紧件或定位件一一上下对应设置，也可以非一一对应，当第一压紧件或定位件在闭位置时，二者沿着叶轮的直径设置。此外，所述第二压紧件包括用于覆盖在叶轮中心轴孔表面的紧固压板，紧固件穿过紧固压板、叶轮中心轴孔与底板紧固，当叶轮放置于小定位圆内时，紧固装置穿过紧固压板、叶轮中心与底板紧固；所述紧固装置优选为压紧螺栓，也可以是钢栓，钢栓上下两端通过螺母分别紧固，因中心轴孔的设置，所述紧固压板下表面设有用于与叶轮配合的台阶，方便对紧固压板的定位，此外，为提高紧固的稳定性，紧固件呈三角形布置。以上方案通过第一凹部、第二凹部的设置，实现机加工过程中对叶轮的初始定位，快速方便，通过定位件方便找正，缩短找正时间，通过第一压紧件和第二压紧件分别对叶轮进行压紧，有效避免了对薄壁叶轮的损坏。本专利技术提供的方案不仅可以用于对叶轮的车加工，也可以用于对叶轮的其他机加工，如刨、铣、铆等加工。本专利技术提供的第二个方案是：大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，包括底板，底板工作面设有一凹部，凹部与叶轮端部大圆面所在工作面配合，凹部的边缘设有用于将叶轮端部第一圆面锁紧于底板的第一压紧件，在底板工作面上可拆卸设有用于将叶轮端部第二圆面锁紧于底板的第二压紧件设有第二压紧件。该方案省去了第一个方案中的第二凹部，同样可满足对叶轮的快速定位，此时，第二压紧件中紧固压板最好多个螺栓进行紧固，多个螺栓以三角形三个顶点的方式布置，或者通过四个以圆周方式布置的螺栓进行紧固，便于提高稳定性。本专利技术提供的第三个方案是：一种大型薄壁叶轮精车加工方法，具体步骤如下：1)将叶轮端部大圆面放置于底板工作面的第一凹部内；2)旋转设置于底板上的第一压紧件至闭位置，对叶轮下叶板进行压紧并通过紧固件锁紧；3)采用车加工装置对叶轮的内圆、曲面及端面进行精密机加工；4)步骤3)完成后，旋转第一压紧件到开位置，将叶轮卸下并上下翻转，将叶轮端部小圆面放置于第二凹部内；5)通过第二压紧件压紧叶轮后，对步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，其特征在于，包括底板，底板工作面设有第一凹部和第二凹部，第一凹部与叶轮端部第一圆面配合，第二凹部与叶轮端部第二圆面配合，第一凹部的边缘设有用于压紧叶轮壁的第一压紧件，第二凹部的中心可拆卸设有用于将叶轮端部第二圆面锁紧于底板的第二压紧件。

【技术特征摘要】
1.大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，其特征在于，包括底板，底板工作面设有第一凹部和第二凹部，第一凹部与叶轮端部第一圆面配合，第二凹部与叶轮端部第二圆面配合，第一凹部的边缘设有用于压紧叶轮壁的第一压紧件，第二凹部的中心可拆卸设有用于将叶轮端部第二圆面锁紧于底板的第二压紧件。2.如权利要求1所述的大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，其特征在于，还包括设于底板工作面的第i个凹部，i大于等于3，所述第一凹部和所述第二凹部同心或偏心设置，或二者并列设置。3.如权利要求1所述的大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，其特征在于，还包括设于所述第一凹部边缘的用于定位叶轮位置的定位件，定位件与第一压紧件各自的最高高度低于叶轮上叶板的高度。4.如权利要求3所述的大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，其特征在于，所述第一压紧件与所述定位件分别设有多个，二者对称设置，多个第一压紧件与定位件间隔均匀设于所述第一凹部的边缘。5.如权利要求3或4所述的大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，其特征在于，所述第一压紧件与所述定位件各自设有第一开孔，紧固件穿过第一开孔将第一压紧件与定位件可旋转设置于所述底板的工作面，第一压紧件的第一开孔为长圆孔。6.如权利要求5所述的大型薄壁叶轮机加工用夹具装置，其特征在于，第一压紧件上还设有第二开孔，紧固件通过第二开孔将第一压紧件紧固于底板。7.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，范纪成，韩桂强，孙日文，
申请(专利权)人：山东豪迈机械科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37