[发明专利]一种窄流道闭式叶轮流道磨粒流抛光专用夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心压缩机用窄流道闭式叶轮抛光处理的夹具，特别是一种窄流道闭式叶轮流道磨粒流抛光专用夹具。

背景技术

高压小流量离心压缩机所用窄流道闭式叶轮流道内部的表面粗糙度会影响到压缩机的机械效率和流动效率，需要对其进行抛光处理。

理论计算和实测均表明，这种结构的叶轮，其流道内部的表面粗糙度对压缩机效率影响较大，降低叶轮流道的表面粗糙度是降低功率损失的有效途径。这是为当前压缩机界所公认的。如果能将现有的表面粗糙度提高二个等级，则其效率将会提高1％～2％，由于压缩机是长期连续运转，这对压缩机整体性能的影响是非常可观的，每年节省的运行费用可达170～340万元，节能效果十分显著。同时，压缩机转子的外观质量也得到大幅度改善，提高了产品的市场竞争力。窄流道闭式叶轮如附图1所示，是高压小流量离心式压缩机采用的一种结构形式的叶轮，其结构特点是叶轮流道的截面非常小，最小宽度只有3～5mm，且流道是按空气动力学设计的复杂形状。而窄流道闭式叶轮由于流道截面面积小，且形状复杂，它的抛光更是长期困扰压缩机制造的难题。

磨粒流加工(Abrasive Flow Machining，简称AFM)，是用由一种聚合物载体和磨料组成的具有流动性的粘弹性材料对工件进行表面抛光和去毛刺的新工艺技术，在国内也称为挤压珩磨或磨料流加工。

在磨粒流抛光的加工过程中，夹具是一个非常重要的部分，关系到加工的质量和效率等。磨粒流夹具用于固定工件，并引导磨料到要加工的表面。夹具另外还起密封流道，对不能承受压紧力的工件承受压紧力的作用。简单的工件可能不需要夹具，但对复杂几何形状工件的磨粒流加工，夹具是加工成败的重要因素。夹具设计的正确与否，对磨粒流加工效果有重要影响。

宋桂珍、程建明和李元宗在《模具制造》2009第2期发表了《磨料流加工技术在热流道模具制造中的应用》的论文，该论文主要论述了热流道模具中热流道板上的分流圆形孔道的磨料流抛光。其夹具为抛光圆形孔道所用，其零件形状和窄流道闭式叶轮差异较大，且孔道形状也不如叶轮流道复杂。该夹具不能用来对窄流道闭式叶轮流道进行抛光。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以有效地降低窄流道闭式叶轮流道的表面粗糙度的窄流道闭式叶轮流道磨粒流抛光专用夹具。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种窄流道闭式叶轮流道磨粒流抛光专用夹具，包括上模体、下模体、浮动锁、垫托板，上模体和下模体构成一个圆柱型腔，其内径比叶轮直径大；所述的垫托板为直径大小与叶轮直径相同的圆盘，通过螺钉和垫圈固定在下模体上，垫托板中心孔为倒锥形孔，且与下模体中心孔同心；所述的浮动锁由上下两个圆盘和连接两个圆盘的双头螺柱和螺栓组成，穿过垫托板和下模体的中心孔，浮动锁的上圆盘安装后位于垫托板的上方，其形状为锥形，与垫托板的倒锥形中心孔配合；浮动锁的下圆盘位于下模体外部，其直径大于下模体中心孔直径；安装后的浮动锁可在垫托板和下模体间运动；叶轮置于垫托板上，上模体中心孔直径与叶轮入口直径相同，叶轮通过叶轮入口的外表面与上模体止口定位，由上模体和下模体紧固；所述的上模体和下模体用止口定位，并通过螺栓固定。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明中的窄流道闭式叶轮磨粒流加工的夹具除了固定叶轮以外，非常重要的一点是要引导磨料经过叶轮流道表面，保持一定压力，从而对叶轮流道内部进行磨削抛光，同时形成一个循环回路，实现磨料的上下往复流动。

为了使磨料通过叶轮流道，且保持一定的压力，本发明采用上模体和下模体形成一个封闭的圆柱型腔，将叶轮整个地放入，这样磨料在上料缸、下料缸和夹具间来回流动，形成一个循环密闭回路，可保持一定的压力。且根据叶轮的结构设计浮动锁，避免了磨粒流机床进行上行程时，磨料因反向流过叶轮流道阻力过大而造成夹具或机床的损坏。

2、为了解决窄流道闭式叶轮截面面积小，且形状复杂的流道内部的抛光问题，本发明提供一种磨粒流加工窄流道闭式叶轮的夹具装置，可以解决磨粒流抛光窄流道闭式叶轮流道时的磨料流动路径，使之经过叶轮流道表面，并保持一定压力，形成循环回路。

3、本发明设计成引导磨料单向流动的形式，简化了夹具结构，降低了工装费用。

4、本发明通过往复行程抛光叶轮流道，这种结构使上行程时阻力大大减小，同时夹具的结构也比较简单。

5、与现有技术相比，采用本发明的叶轮经磨粒流抛光后，叶轮流道的表面粗糙度可降低2-3级。

附图说明

本发明共有附图3张，其中：