本技术涉及金属材料制造,特别是涉及涡轮泵用零件基准找正方法与工装。
背景技术:
1、在液体火箭发动机中,为满足发动机高比冲需求,需尽可能提高涡轮效率。有时为了降低涡轮泵的制造成本以及满足设计需求,需把涡轮的尺寸限制在一定范围内,继而采用了多级涡轮的设计方法。
2、某型号发动机涡轮泵用零件示意图如图1所示,其静叶是涡轮泵的关键零组件。图2为图1中的切割线处涡轮泵用零件的结构示意图。图3为图1的涡轮泵用零件切割后的示意图。其中静叶包括周向排布的97个向心叶片,多个向心叶片排布较紧密,传统的机械加工很难加工出叶片,因此用五轴电火花热加工工艺成型,使得涡轮泵用零件加工周期长,成本费用高。
3、因此需要将上述的涡轮泵用零件按照使用及装配需求须沿分割位置线分成3瓣,且在分割位置线区域不可损伤叶型。因此需要找出切割涡轮泵用零件的切割基准线,并以该切割基准线为基准将上述零件绕其轴向精确切割为3瓣。
4、涡轮泵用零件在使用时需要固定在待固定结构上,一般是在涡轮泵用零件的法兰环上沿周向开设多个安装孔,通过安装孔将涡轮泵用零件固定至待固定结构上。然而,进行切割时,切割路径与叶型一致,而叶片两侧面为曲面,因此沿曲面进行切割时容易与安装孔距离过近或干涉,影响安装孔的结构和强度。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对带有多个弯曲静叶的涡轮泵用零件,如何确定其切割基准线,并以该切割基准线为基准将上述零件绕其轴向精确切割为3瓣不会影响叶型与安装孔结构和强度的问题,提供一种涡轮泵用零件基准找正方法与工装。
2、本技术一实施例提供一种涡轮泵用零件基准找正方法,使用涡轮泵用零件基准找正工装对涡轮泵用零件进行夹持,并对涡轮泵用零件进行精确切割,所述涡轮泵用零件为环状,外周绕所述涡轮泵用零件的周向的法兰环均匀开设有多个安装孔,所述涡轮泵用零件基准找正方法包括以下步骤:
3、将所述涡轮泵用零件安装至所述涡轮泵用零件基准找正工装;
4、将所述涡轮泵用零件的轴向沿水平方向放置,以所述涡轮泵用零件沿竖直方向的一半径为初始线;
5、向顺时针方向取第一角度,并以与所述初始线之间成所述第一角度的另一半径为切割基准线;
6、向逆时针方向取第二角度,并以与所述初始线之间成所述第二角度的另一半径为第一定位线;
7、根据所述涡轮泵用零件实际尺寸确定安装孔的中心轴线到所述涡轮泵用零件中心轴线的距离,记为定位距离;
8、根据所述第一定位线与所述定位距离确定起始的所述安装孔的中心轴线,其中,起始的所述安装孔的中心轴线过所述第一定位线。
9、上述的涡轮泵用零件基准找正方法中,通过在竖直的初始线两侧分别选取角度形成切割基准线以及第一定位线,并根据第一定位线以及定位距离确定起始的安装孔的位置,从而既得到了基准安装孔的位置,又保证在沿切割基准线切割时,与安装孔具有一定距离,防止切割完成后切割位置与安装孔较近影响安装孔的强度,其中沿切割基准线在无叶片区域切割时,为平直切割,在有叶片区域切割时,需要根据叶片形状在两叶片之间切割外环、内环以及法兰环,从而不会伤及叶片结构。因此,根据涡轮泵用零件基准找正方法,使用涡轮泵用零件基准找正工装对涡轮泵用零件进行夹持,并对涡轮泵用零件进行切割基准线的找正、起始的安装孔的定位,以及精确切割过程中不会伤及叶片以及法兰环上安装孔处的结构。
10、在一实施例中,所述的涡轮泵用零件基准找正方法还包括:
11、在所述根据所述第一定位线与所述定位距离确定起始的所述安装孔的中心轴线的步骤之后,根据所述安装孔的个数和起始的所述安装孔的中心轴线确定所有所述安装孔的位置。
12、在一实施例中,所述的涡轮泵用零件基准找正方法还包括:
13、在所述根据所述安装孔的个数和起始的所述安装孔的中心轴线确定所有所述安装孔的位置的步骤之后,按公差带h7加工起始的所述安装孔,并加工其余各所述安装孔。
14、在一实施例中,所述涡轮泵用零件基准找正工装包括底座和销钉,所述销钉与所述底座靠近涡轮泵用零件的一侧连接并凸出于所述底座,以与叶片抵接,所述的涡轮泵用零件基准找正方法还包括:
15、向顺时针方向取第三角度,并以与所述初始线之间成所述第三角度的另一半径为第二定位线;
16、多个所述叶片长度方向的中径的连线形成中径圆,以使所述销钉的中心轴线过所述中径圆与所述第二定位线的交点;
17、将所述叶片一侧的表面沿所述叶片的长度方向的中间线,记为中心曲线;
18、所述销钉的外周与所述中心曲线相切以确定所述销钉的半径。
19、在一实施例中,所述的涡轮泵用零件基准找正方法还包括:
20、所述销钉与其中一个所述叶片抵接,沿所述切割基准线切割所述涡轮泵用零件。
21、在一实施例中,所述的涡轮泵用零件基准找正方法还包括:
22、根据切割基准线确定其余切割线;
23、保持所述销钉与其中一个所述叶片抵接,沿所述其余切割线切割所述涡轮泵用零件,以将所述涡轮泵用零件切割为至少三瓣。
24、本技术一实施例还提供一种涡轮泵用零件基准找正工装,用于定位涡轮泵用零件,并根据所述的涡轮泵用零件基准找正方法,对所述定位涡轮泵用零件进行基准找正,所述涡轮泵用零件包括:内环、外环、多个叶片以及法兰环;所述内环、所述外环以及所述法兰环由内而外依次套设,所述叶片的一端与所述内环连接,另一端与所述外环连接,多个所述叶片绕所述内环的轴向均匀排列,所述法兰环的内周与所述外环的外周连接,所述涡轮泵用零件基准找正工装包括:
25、底座,所述底座开设有环槽,所述环槽用于容纳所述外环沿其轴向的一端,以使所述法兰环与所述底座抵接;
26、销钉,所述销钉与所述底座靠近所述叶片的一侧连接,用于与其中一个所述叶片抵接;
27、多个固定组件,所述固定组件与所述底座连接,所述固定组件用于固定所述内环。
28、在一实施例中,所述固定组件包括:
29、垫块,所述垫块位于所述内环内并与所述底座抵接;
30、压板,所述压板开设有固定孔,所述垫块与所述内环均位于所述压板与所述底座之间;
31、紧固件,所述紧固件穿设于所述固定孔并与所述底座连接,以使所述压板压紧所述内环与垫块。
32、在一实施例中,所述固定组件还包括多个垫片:
33、所述底座开设有多个紧固孔,多个所述固定孔与多个固定组件一一对应,所述紧固件依次穿设于所述垫片、所述固定孔以及所述紧固孔。
34、在一实施例中,所述固定孔为条形孔。
35、上述的涡轮泵用零件基准找正工装在实际使用时,首先将涡轮泵用零件中外环沿其轴向的一端放置于容纳槽内,法兰环与底座抵接,销钉位于其中两叶片之间,通过多个固定组件与底座连接以固定内环,从而将涡轮泵用零件固定于底座上,从而使得涡轮泵用零件相对固定,方便对其进行精确的切割基准找正与安装孔的定位。
1.一种涡轮泵用零件基准找正方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的涡轮泵用零件基准找正方法,其特征在于,所述的涡轮泵用零件基准找正方法还包括:
3.根据权利要求2所述的涡轮泵用零件基准找正方法,其特征在于,所述的涡轮泵用零件基准找正方法还包括:
4.根据权利要求1所述的涡轮泵用零件基准找正方法,其特征在于,
5.根据权利要求4所述的涡轮泵用零件基准找正方法,其特征在于,所述的涡轮泵用零件基准找正方法还包括:
6.根据权利要求5所述的涡轮泵用零件基准找正方法,其特征在于,所述的涡轮泵用零件基准找正方法还包括:
7.一种涡轮泵用零件基准找正工装,用于定位涡轮泵用零件,并根据权利要求1-6任一项所述的涡轮泵用零件基准找正方法,对所述定位涡轮泵用零件进行基准找正,其特征在于,所述涡轮泵用零件包括:内环、外环、多个叶片以及法兰环;所述内环、所述外环以及所述法兰环由内而外依次套设,所述叶片的一端与所述内环连接,另一端与所述外环连接,多个所述叶片绕所述内环的轴向均匀排列,所述法兰环的内周与所述外环的外周连接;
8.根据权利要求7所述的涡轮泵用零件基准找正工装,其特征在于,所述固定组件包括:
9.根据权利要求8所述的涡轮泵用零件基准找正工装,其特征在于,所述固定组件还包括多个垫片:
10.根据权利要求8所述的涡轮泵用零件基准找正工装,其特征在于,所述固定孔为条形孔。
