一种叶轮加工工装及其装配方法与流程

本发明属于叶轮超速风洞试验，具体涉及一种叶轮加工工装及其装配方法。

背景技术：

1、随着技术不断进步，汽轮机的转速、功率不断增加，同时，叶轮超速问题的重要性也逐渐显现。为了保证叶轮的加工质量和变形情况在合格范围内，保证叶轮运行的稳定性，汽轮机厂家需要对叶轮进行超速风洞试验，叶轮加工精度成为叶轮超速风洞试验需要解决的基础性问题。

2、现有的机床所使用的常规夹具包括压板、v型块和卡爪等，这些常规夹具只适用于加工规则的轴类或圆柱类零件，在加工叶轮时无法稳定的装夹住叶轮，甚至无法将叶轮定位在工作台上，导致叶轮加工完毕后很难达到图纸要求的精度。

3、当前，亟需发展一种适用于叶轮加工的叶轮加工工装及其装配方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的一个技术问题是提供一种叶轮加工工装，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种叶轮加工工装的装配方法，用以解决叶轮加工问题。

2、本发明的叶轮加工工装的工装本体为上下双层圆盘型，上层圆盘的直径小于下层圆盘的直径；工装本体上设置工装固定结构a、叶轮定位结构b、叶轮固定结构c和工装压平结构d；

3、工装固定结构a位于下层圆盘，包括沿工装本体下层圆盘的外周左右对称布置的若干组u型槽；u型槽的槽宽与机床搭压板所用的螺杆直径相匹配；u型槽配合机床搭压板，将叶轮加工工装固定在机床工作台上，能够保证叶轮加工工装受力均匀；

4、叶轮定位结构b位于上层圆盘，包括若干个与叶轮端面孔位相匹配的通孔，通孔沿上层圆盘的周向均匀分布；上层圆盘的中心设置有圆形沉槽；通孔为叶轮的固定螺栓提供安装空间，沿上层圆盘的周向均匀分布能够保证叶轮的定位受力均匀；

5、叶轮固定结构c位于上层圆盘的中心，为与叶轮中部通孔匹配的螺纹通孔；螺纹通孔作为固定叶轮的主要承力结构，能够保证叶轮与叶轮加工工装定位稳定；

6、工装压平结构d位于下层圆盘，包括若干个与机床工作台相匹配的沉槽螺纹孔，沉槽螺纹孔沿下层圆盘的周向均匀分布，并与u型槽交错分布；沿下层圆盘的周向均匀分布的沉槽螺纹孔为叶轮加工工装与机床工作台平行安装提供均匀的受力点。

7、进一步地，2个u型槽为一组。

8、进一步地，所述的沉槽螺纹孔的中心位置所在分度圆直径与若干个u型槽的圆弧中心所在分度圆直径相等。

9、进一步地，所述的上层圆盘的中心设置有圆形沉槽，圆形沉槽的内径大于叶轮端面直径；圆形沉槽作为叶轮与叶轮加工工装的粗定位结构，便于叶轮的定位。

10、本发明的叶轮加工工装的装配方法，包括以下步骤：

11、s10.安装叶轮；

12、将叶轮端面放入圆形沉槽，实现叶轮的初步定位；将螺杆ⅰ由叶轮加工工装底部向上穿过通孔和叶轮端面对应的孔位，实现叶轮的二次定位；将螺杆ⅱ穿过叶轮中部通孔并与螺纹通孔配合，拧紧螺杆ⅱ对应的螺母ⅱ，实现叶轮的最终定位；拧紧螺杆ⅰ配套的螺母ⅰ，完成叶轮安装；得到叶轮加工工装和叶轮的组合体；

13、s20.定位组合体；

14、将组合体的叶轮加工工装放置在机床工作台上，u型槽与机床工作台上的移动槽匹配，通过机床搭压板、螺杆ⅲ和配套的螺母ⅲ将叶轮加工工装初步定位在机床工作台上；

15、s30.固定组合体；

16、将螺栓插入对应的沉槽螺纹孔中，根据打表情况，通过螺栓对沉槽螺纹孔均匀施力，实现叶轮加工工装的下层圆盘下表面与机床工作台平面平行，直至下层圆盘下表面与机床工作台平面的平行度达到0.01mm，进而提高叶轮加工精度。

17、本发明的叶轮加工工装通过合理安排上下双层圆盘型以及工装固定结构、叶轮定位结构、叶轮固定结构和工装压平结构，能够避免叶轮与叶轮加工工装、叶轮加工工装与机床工作台相互干涉。

18、本发明的叶轮加工工装及其装配方法通过工装固定结构与机床工作台固定，通过叶轮定位结构和叶轮固定结构实现待加工叶轮与工装的定位和固定，通过工装压平结构保证工装与工作台的平行度。

19、本发明的叶轮加工工装及其装配方法能够便捷的将叶轮固定在机床工作台上，并保证了叶轮平稳固定，提高了叶轮的加工精度；加工不同叶轮时，只需根据不同叶轮端面尺寸，调整相关孔位，实现了对不同叶轮的定位、固定，具有使用方便、定位精确、安装稳定的优点，可以进行工程推广。

技术特征：

1.一种叶轮加工工装，其特征在于，所述的叶轮加工工装的工装本体（1）为上下双层圆盘型，上层圆盘的直径小于下层圆盘的直径；工装本体（1）上设置工装固定结构（a）、叶轮定位结构（b）、叶轮固定结构（c）和工装压平结构（d）；

2.根据权利要求1所述的叶轮加工工装，其特征在于，2个u型槽（2）为一组。

3.根据权利要求1所述的叶轮加工工装，其特征在于，所述的沉槽螺纹孔（5）的中心位置所在分度圆直径与若干个u型槽（2）的圆弧中心所在分度圆直径相等。

4.根据权利要求1所述的叶轮加工工装，其特征在于，所述的圆形沉槽（6）的内径大于叶轮端面直径。

5.一种叶轮加工工装的装配方法，其用于权利要求1~4中的任意一种所述的叶轮加工工装，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于叶轮超速风洞试验技术领域，公开了一种叶轮加工工装及其装配方法。本发明的叶轮加工工装的工装本体为上下双层圆盘型，上层圆盘的直径小于下层圆盘的直径；工装本体上设置工装固定结构、叶轮定位结构、叶轮固定结构和工装压平结构。本发明的叶轮加工工装的装配方法包括安装叶轮；定位组合体；固定组合体。本发明的叶轮加工工装及其装配方法能够便捷的将叶轮固定在机床工作台上，并保证了叶轮平稳固定，提高了叶轮的加工精度；加工不同叶轮时，只需根据不同叶轮端面尺寸，调整相关孔位，实现了对不同叶轮的定位、固定，具有使用方便、定位精确、安装稳定的优点，可以进行工程推广。

技术研发人员：齐大伟,袁士明,陈德江,杨远剑,孙开,李兴亚,楼飞虎,郑子健,熊保国
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23