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一种加工轴流 泵 叶片用工装组合及轴流泵叶片的精密加工方法

阅读：172发布：2021-07-10

专利汇可以提供一种加工轴流泵叶片用工装组合及轴流泵叶片的精密加工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种加工轴流泵叶片用工装组合及轴流泵叶片的精密加工方法，属于机械加工技术领域，工装组合由粗铣工装、振动时效工装、磨削工装、半精铣工装、组合式气动吸盘工装和喷丸喷嘴工装共同组成，利用工装组合完成粗加工-时效-半精加工-线切割切割外形-时效-精加工-高速喷丸表面强化加工工序，工装组合新颖，工装操作简便，精密加工方法合理，提高了加工效率和加工精度，提升了叶片的抗腐蚀性能和疲劳强度，降低了使用过程中的变形缺陷，进一步提高了泵叶片的使用寿命。，下面是一种加工轴流泵叶片用工装组合及轴流泵叶片的精密加工方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述轴流泵叶片加工工装组合由粗铣工装、振动时效工装、磨削工装、半精铣工装、组合式气动吸盘工装和喷丸喷嘴工装组成；
所述粗铣工装由粗铣底板(1)、粗铣工件(2)和粗铣压板(6)构成，所述粗铣底板(1)固定设置在数控机床的工作台上，所述粗铣底板(1)上设有两个粗铣底板定位销孔(4)，所述粗铣工件(2)上设有两个粗铣工件定位销孔(3)，所述粗铣工件(2)通过粗铣压板(6)固定在所述粗铣底板(1)上；
所述新型振动时效工装包括振动时效底板(7)，所述振动时效底板(7)上设有两根相互平行的燕尾立柱(8)，两根所述燕尾立柱(8)之间的振动时效底板(7)上设有电机(12)，所述电机(12)通过电机固定孔(20)和螺栓与振动时效底板(7)连接固定，所述电机(12)的转子(21)输出上连接设有凸轮(13)，两根所述燕尾立柱(8)上连接设有燕尾滑块(9)，两所述燕尾滑块(9)的下方固定设有支撑架(10)，所述支撑架(10)上连接设有支撑轴(18)，所述支撑轴(18)上设有滚轮(11)，所述支撑架(10)底端与振动时效底板(7)之间连接设有弹簧(14)，所述凸轮(13)与滚轮(11)通过弹簧(14)产生的拉力保持接触，所述燕尾滑块(9)上设有夹持爪(15)，所述夹持爪(15)上设有紧固螺栓(16)，时效工件(17)通过紧固螺栓(16)夹持在夹持爪(15)内；
所述磨削工装由粗磨底板(22)和粗磨工件(23)构成，所述粗磨底板(22)吸附在平面磨床的工作台上，所述粗磨底板(22)上设有粗磨底板第一定位销孔(25)和粗磨底板第二定位销孔(27)，所述粗磨工件(23)上设有粗磨工件第一定位销孔(24)和粗磨工件第二定位销孔(26)，粗磨底板(22)平放在平面磨床的工作台上，将加工好的粗磨工件(23)通过粗磨工件第二定位销孔(26)与粗磨底板第二定位销孔(27)用直销定位安装；
所述半精铣工装由半精铣底板(28)和半精铣工件(29)构成，所述半精铣底板(28)固定在数控机床上，所述半精铣底板(28)上设有两个半精铣底板第一定位销孔(31)和半精铣底板第二定位销孔(35)，所述半精铣工件(29)上设有两个半精铣工件第一定位销孔(30)和半精铣工件第二定位销孔(34)，所述半精铣底板(28)固定在数控机床上，将所述半精铣工件(29)通过半精铣工件第二定位销孔(34)和半精铣底板第二定位销孔(35)用直销定位并安装，所述半精铣工件(29)用半精铣压板(33)固定；
所述组合式气动吸盘工装由精加工吸盘(36)和精加工底板(37)组成，所述精加工吸盘(36)正面设有正面曲面吸盘吸口(38)，所述精加工吸盘(36)背面设有反面曲面吸盘吸口(41)，所述正面曲面吸盘吸口(38)与反面曲面吸盘吸口(41)之间均布设有若干个相连通的吸孔(39)，所述精加工吸盘(36)的四边角处设有吸盘螺栓过孔(45)，所述精加工吸盘(36)的两端居中位置设有吸盘定位销孔(40)，所述精加工底板(37)正面设有气腔(44)，所述气腔(44)外侧设有密封槽(42)，所述精加工底板(37)的四边角处设有底板螺栓过孔(46)，所述精加工底板(37)两端居中位置设有底板定位销孔(43)，所述精加工吸盘(36)与精加工底板(37)通过吸盘定位销孔(40)和底板定位销孔(43)进行定位，并通过螺栓过孔进行连接，所述精加工底板(37)侧面设有螺纹管(48)，所述螺纹管(48)上设有气阀(47)，所述螺纹管(48)与气腔(44)内部连接相通；
所述喷丸喷嘴工装由连接套(49)和喷嘴主体(53)连接组成；所述连接套(49)的上方设有连接杆(50)，所述连接套(49)的端面上设有螺栓过孔(51)，所述连接套(49)的外圆表面上设有连接套密封槽(52)，所述喷嘴主体(53)的上端面上设有连接螺纹孔(54)，所述喷嘴主体(53)的内部设有喷嘴腔体(57)，所述喷嘴主体(53)的底部设有出丸嘴(58)，所述出丸嘴(58)与喷嘴腔体(57)连接相通，所述出丸嘴(58)的内壁上设有来复线(59)，所述喷嘴主体(53)的外壁上设有进气口(55)和进丸口(56)，所述进气口(55)和进丸口(56)均与所述喷嘴腔体(57)连接相通，所述连接套(49)通过螺栓密封连接在喷嘴主体(53)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述燕尾立柱(8)焊接固定在振动时效底板(7)上，两燕尾立柱(8)平行且等高设置，支撑架(10)焊接固定在燕尾滑块(9)的下方。
3.根据权利要求1所述的一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述弹簧(14)的数量为4根，弹簧(14)均匀设置在支撑架(10)底端与振动时效底板(7)之间。
4.根据权利要求1所述的一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述夹持爪(15)呈凹字形结构，夹持爪(15)与燕尾滑块(9)通过夹持爪固定孔(19)中的螺栓固定连接，夹持爪(15)上设有顶部紧固螺栓和底部紧固螺栓，顶部紧固螺栓与底部紧固螺栓同轴设置。
5.根据权利要求1所述的一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述正面曲面吸盘吸口(38)与反面曲面吸盘吸口(41)的吸口均为矩形吸口，且两者尺寸相同，正面曲面吸盘吸口(38)和反面曲面吸盘吸口(41)的底面均为平曲面。
6.根据权利要求1所述的一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述吸孔(39)为圆柱通孔，吸孔(39)以20×11的矩形阵列设置在正面曲面吸盘吸口(38)与反面曲面吸盘吸口(41)之间。
7.根据权利要求1所述的一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述气腔(44)的开口面积大于正面曲面吸盘吸口(38)和反面曲面吸盘吸口(41)的开口面积。
8.根据权利要求1所述的一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述进气口(55)和进丸口(56)均倾斜朝上设置，进气口(55)与进丸口(56)相互平行。
9.根据权利要求1所述的一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述喷嘴腔体(57)为圆柱体与圆锥体组合构成的腔体，出丸嘴(58)内部为圆柱体结构，出丸嘴(58)的内径是喷嘴腔体(57)内径的1/5，所述来复线(59)呈右旋4条式设置在出丸嘴的内壁上。
10.一种轴流泵叶片的精密加工方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的加工轴流泵叶片用工装组合，方法如下：
(1)利用粗铣工装，粗加工出叶片正反两面：
(1-1)将底板1固定在数控机床工作台上，对两粗铣底板定位销孔(4)找正，使两定位销孔的中心连线与数控机床的X轴方向平行，将加工好的粗铣工件(2)通过粗铣工件定位销孔(3)和粗铣底板定位销孔用直销定位并安装，用粗铣压板(6)将之固定，找正粗铣工件(2)上左边的销孔，将其中心位置设置为加工坐标系的原点，找正粗铣工件(2)的上平面，将粗铣工件(2)的上平面设置为加工坐标系的Z轴原点；
(1-2)依据CAM 软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，先粗加工叶片的正面，完成后取下工件，去毛刺，调面，依然通过工件坯料上预打好的定位销孔(3)和底板上预打好的定位销孔(4)用直销定位并安装，依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，粗加工叶片的反面；具体加工模式及参数：粗加工叶片采用挖槽加工模式，挖槽加工模式适合于大余量加工且四周封闭，程序算法简单、加工效率高，加工步长
2mm，加工余量留2mm，刀具ø14键槽铣刀，主轴转速1000转/分，走刀速度100mm/分；
(2)利用振动时效工装，消除工件内应力：
将凸轮(13)与支撑架(10)上的滚轮(11)通过弹簧(14)的弹性产生的拉力保持接触，工件的两端由夹持爪(15)固定，当电机(12)转动时，带动凸轮(13)转动，同时带动滚轮(11)作上下往复运动，工件(17)随之作上下往复运动，通过对电机(12)转速的控制，实现对工件(17)不同频率的振动，从而有效消除工件的内应力；
(3)利用磨削工装，对粗加工后的坯料磨削：
将粗磨底板(22)平放在平面磨床的工作台上，将加工好的粗磨工件(23)通过粗磨工件第二定位销孔(26)与粗磨底板第二定位销孔(27)用直销定位并安装，打开平面磨床的电磁吸盘，将粗磨底板(22)与粗磨工件(23)吸牢，磨削上平面，上平面见光后，取下工件和底板，去毛刺后将工件见光后的大面直接放置在磨床的工作台上，打开电磁吸盘吸牢工件，磨削工件的反面，见光后取下；
(4)利用半精铣工装，对叶片正反两面进行半精加工：
(4-1)将半精铣底板(28)固定在数控机床上，对两定位销孔(34)找正，使两定位销孔的中心连线与数控机床的X轴方向平行，将加工好的半精铣工件(29)通过半精铣工件第二定位销孔(34)和半精铣底板第二定位销孔(35)用直销定位并安装，用压板将之固定，找正半精铣工件第二组定位销孔(34)左边的销孔，将其中心位置设置为加工坐标系的原点，找正工件坯料的上平面，将工件坯料的上平面设置为加工坐标系的Z轴原点；
(4-2)加工时，依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，先半精加工叶片的正面，完成后取下工件，去毛刺，调面，将半精铣工件(29)通过半精铣工件第二定位销孔(34)和半精铣底板第二定位销孔(35)用直销定位并安装，用压板将之固定，依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，半精加工叶片的反面；具体加工模式及参数：半精加工叶片采用等高外形模式，等高外形模式属于啄层加工法，程序语句短，加工精准，有时也用于精加工，加工步长0.3mm，加工余量留0.3mm，刀具ø12键槽铣刀，主轴转速1200转/分，走刀速度200mm/分；
(5)利用线切割机床切割叶片四周轮廓：
将工件放置在线切割机床工作台的支架上，对两定位销孔(34)找正，使两定位销孔的中心连线与线切割机床的X轴方向平行，用压板将之固定，找正半精铣工件(29)上左边的销孔，将其中心位置设置为加工坐标系的原点；依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，切割出叶片四周轮廓；
(6)利用振动时效工装，对线切割后的半精加工叶片进行时效：
将凸轮(13)与支撑架(10)上的滚轮(11)通过弹簧(14)的弹性产生的拉力保持接触，工件的两端由夹持爪(15)固定，当电机(12)转动时，带动凸轮(13)转动，同时带动滚轮(11)作上下往复运动，工件(17)随之作上下往复运动，通过对电机(12)转速的控制，实现对工件(17)不同频率的振动，从而有效消除工件的内应力；
(7)利用组合式气动吸盘工装，精加工叶片的正反两面：
在底板定位销孔(43)中插入定位销，密封槽(42)中装入密封圈，将吸盘定位销孔插到定位销上，通过吸盘螺栓过孔(45)旋入螺栓固定，将气阀(47)接上连接气阀的螺纹管(48)，其中一个气阀口接真空泵机，当真空泵工作时，打开连接真空泵的气阀，关闭另一个气阀，可实现对叶片零件的吸附，关闭连接真空泵的气阀，打开一个气阀，可实现零件的取下，精加工吸盘可分别用不同的吸盘吸口的面与精加工底板(37)安装，实现叶片的正反面的加工；
(8)利用喷丸喷嘴工装，精加工叶片的正反两面：
当连接套(49)与喷嘴主体(53)连接时，通过带有沉孔的螺栓过孔(51)与喷嘴主体(53)上的螺纹孔用螺栓紧固，通过连接套(49)上的连接套密封槽(52)装上密封圈来密封喷嘴腔体(57)，高压空气通过进气口(55)进入喷嘴腔体(57)再从出丸嘴(58)喷出，在进丸口(56)形成负压吸入钢丸，再将钢丸从出丸嘴(58)高速喷出，出丸嘴(58)孔壁上的来复线(59)可保证喷丸的高精度，将连接套(49)上的连接杆(50)安装至数控设备上，可对喷丸的路径轨迹实现数控化，尤其适应于外形复杂的金属工件，特别适应于螺旋桨和叶片之类的重要工件，取下喷丸处理后的工件，此时工件的状态为：叶片的抗疲劳性能、腐蚀疲劳性能以及抗应力腐蚀性能大幅提高，有效提升了叶片的综合性能以及使用寿命。

说明书全文

一种加工轴流 泵 叶片用工装组合及轴流泵叶片的精密加工

方法

技术领域

[0001] 本发明属于机械加工技术领域，涉及一种轴流泵零部件的加工工装及零部件的加工方法，具体的说是涉及一种加工轴流泵叶片用工装组合及轴流泵叶片的精密加工方法。

背景技术

[0002] 在水利工程中，轴流泵与其他水泵不同，主要是将轴流泵置于水中，利用叶片高速旋转所产生的推力提水，目前使用的轴流泵叶片存在如下缺陷：(1)加工精度不高，叶片变形较大，主要是零件装夹引发的位置误差、零件装夹引发的零件变形、材料应力释放引发的变形，由此看出，叶片加工中叶片的装夹显得相当重要，传统的装夹方式已不能满足叶片加工高精度的要求，同时，在一些加工环节中适时时效也尤为重要，传统的时效方式既不环保又不高效。

[0003] (2)叶片的抗腐蚀性能和疲劳强度不足，主要原因是对叶片表面处理能力的欠缺，一般看来，喷丸表面处理技术能改善机械产品的疲劳性能、腐蚀疲劳性能以及抗应力腐蚀性能，提高金属材料表面的孔隙率，但该项技术目前运用层面比较粗放，不能满足叶片高的要求。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对上述现有技术中存在的不足，提出一种加工轴流泵叶片用工装组合及轴流泵叶片的精密加工方法，以提高加工效率和加工精度，提升叶片的抗腐蚀性能和疲劳强度，降低使用过程中的变形缺陷，进一步提高泵叶片的使用寿命。

[0005] 本发明的技术方案是：一种加工轴流泵叶片用工装组合，其特征在于：所述轴流泵叶片加工工装由粗铣工装、振动时效工装、磨削工装、半精铣工装、组合式气动吸盘工装和喷丸喷嘴工装组成；所述粗铣工装由粗铣底板、粗铣工件和粗铣压板构成，所述粗铣底板固定设置在数控机床的工作台上，所述粗铣底板上设有两个粗铣底板定位销孔，所述粗铣工件上设有两个粗铣工件定位销孔，所述粗铣工件通过粗铣压板固定在所述粗铣底板上；
所述新型振动时效工装包括振动时效底板，所述振动时效底板上设有两根相互平行的燕尾立柱，两根所述燕尾立柱之间的振动时效底板上设有电机，所述电机通过电机固定孔和螺栓与振动时效底板连接固定，所述电机的转子输出上连接设有凸轮，两根所述燕尾立柱上连接设有燕尾滑块，两所述燕尾滑块的下方固定设有支撑架，所述支撑架上连接设有支撑轴，所述支撑轴上设有滚轮，所述支撑架底端与振动时效底板之间连接设有弹簧，所述凸轮与滚轮通过弹簧产生的拉力保持接触，所述燕尾滑块上设有夹持爪，所述夹持爪上设有紧固螺栓，时效工件通过紧固螺栓夹持在夹持爪内；
所述磨削工装由粗磨底板和粗磨工件构成，所述粗磨底板吸附在平面磨床的工作台上，所述粗磨底板上设有粗磨底板第一定位销孔和粗磨底板第二定位销孔，所述粗磨工件上设有粗磨工件第一定位销孔和粗磨工件第二定位销孔，粗磨底板平放在平面磨床的工作台上，将加工好的粗磨工件通过粗磨工件第二定位销孔与粗磨底板第二定位销孔用直销定位安装；
所述半精铣工装由半精铣底板和半精铣工件构成，所述半精铣底板固定在数控机床上，所述半精铣底板上设有两个半精铣底板第一定位销孔和半精铣底板第二定位销孔，所述半精铣工件上设有两个半精铣工件第一定位销孔和半精铣工件第二定位销孔，所述半精铣底板固定在数控机床上，将所述半精铣工件通过半精铣工件第二定位销孔和半精铣底板第二定位销孔用直销定位并安装，所述半精铣工件用半精铣压板固定；
所述组合式气动吸盘工装由精加工吸盘和精加工底板组成，所述精加工吸盘正面设有正面曲面吸盘吸口，所述精加工吸盘背面设有反面曲面吸盘吸口，所述正面曲面吸盘吸口与反面曲面吸盘吸口之间均布设有若干个相连通的吸孔，所述精加工吸盘的四边角处设有吸盘螺栓过孔，所述精加工吸盘的两端居中位置设有吸盘定位销孔，所述精加工底板正面设有气腔，所述气腔外侧设有密封槽，所述精加工底板的四边角处设有底板螺栓过孔，所述精加工底板两端居中位置设有底板定位销孔，所述精加工吸盘与精加工底板通过吸盘定位销孔和底板定位销孔进行定位，并通过螺栓过孔进行连接，所述精加工底板侧面设有螺纹管，所述螺纹管上设有气阀，所述螺纹管与气腔内部连接相通；
所述喷丸喷嘴工装由连接套和喷嘴主体连接组成；所述连接套的上方设有连接杆，所述连接套的端面上设有螺栓过孔，所述连接套的外圆表面上设有连接套密封槽，所述喷嘴主体的上端面上设有连接螺纹孔，所述喷嘴主体的内部设有喷嘴腔体，所述喷嘴主体的底部设有出丸嘴，所述出丸嘴与喷嘴腔体连接相通，所述出丸嘴的内壁上设有来复线，所述喷嘴主体的外壁上设有进气口和进丸口，所述进气口和进丸口均与所述喷嘴腔体连接相通，所述连接套通过螺栓密封连接在喷嘴主体的上方。

[0006] 所述燕尾立柱焊接固定在振动时效底板上，两燕尾立柱平行且等高设置，支撑架焊接固定在燕尾滑块的下方。

[0007] 所述弹簧的数量为4根，弹簧均匀设置在支撑架底端与振动时效底板之间。

[0008] 所述夹持爪呈凹字形结构，夹持爪与燕尾滑块通过夹持爪固定孔中的螺栓固定连接，夹持爪上设有顶部紧固螺栓和底部紧固螺栓，顶部紧固螺栓与底部紧固螺栓同轴设置。

[0009] 所述吸盘定位销孔与底板定位销孔位置关系相对应，吸盘定位销孔是通孔，底板定位销孔为盲孔。

[0010] 所述正面曲面吸盘吸口与反面曲面吸盘吸口的吸口均为矩形吸口，且两者尺寸相同，正面曲面吸盘吸口和反面曲面吸盘吸口的底面均为平曲面。

[0011] 所述吸孔为圆柱通孔，吸孔以20×11的矩形阵列设置在正面曲面吸盘吸口与反面曲面吸盘吸口之间。

[0012] 所述气腔的开口面积大于正面曲面吸盘吸口和反面曲面吸盘吸口的开口面积。

[0013] 所述进气口和进丸口均倾斜朝上设置，进气口与进丸口相互平行。

[0014] 所述喷嘴腔体为圆柱体与圆锥体组合构成的腔体，出丸嘴内部为圆柱体结构，出丸嘴的内径是喷嘴腔体内径的1/5，所述来复线呈右旋4条式设置在出丸嘴的内壁上。

[0015] 一种轴流泵叶片的精密加工方法，方法如下：(1)利用粗铣工装，粗加工出叶片正反两面：
(1-1)将底板1固定在数控机床工作台上，对两粗铣底板定位销孔找正，使两定位销孔的中心连线与数控机床的X轴方向平行，将加工好的粗铣工件通过粗铣工件定位销孔和粗铣底板定位销孔用直销定位并安装，用粗铣压板将之固定，找正粗铣工件上左边的销孔，将其中心位置设置为加工坐标系的原点，找正粗铣工件的上平面，将粗铣工件的上平面设置为加工坐标系的Z轴原点；
(1-2)依据CAM 软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，先粗加工叶片的正面，完成后取下工件，去毛刺，调面，依然通过工件坯料上预打好的定位销孔和底板上预打好的定位销孔用直销定位并安装，依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，粗加工叶片的反面；具体加工模式及参数：粗加工叶片采用挖槽加工模式，挖槽加工模式适合于大余量加工且四周封闭，程序算法简单、加工效率高，加工步长2mm，加工余量留2mm，刀具ø14键槽铣刀，主轴转速1000转/分，走刀速度100mm/分；
(2)利用振动时效工装，消除工件内应力：
将凸轮与支撑架上的滚轮通过弹簧的弹性产生的拉力保持接触，工件的两端由夹持爪固定，当电机转动时，带动凸轮转动，同时带动滚轮作上下往复运动，工件随之作上下往复运动，通过对电机转速的控制，实现对工件不同频率的振动，从而有效消除工件的内应力；
(3)利用磨削工装，对粗加工后的坯料磨削：
将粗磨底板平放在平面磨床的工作台上，将加工好的粗磨工件通过粗磨工件第二定位销孔与粗磨底板第二定位销孔用直销定位并安装，打开平面磨床的电磁吸盘，将粗磨底板与粗磨工件吸牢，磨削上平面，上平面见光后，取下工件和底板，去毛刺后将工件见光后的大面直接放置在磨床的工作台上，打开电磁吸盘吸牢工件，磨削工件的反面，见光后取下；
(4)利用半精铣工装，对叶片正反两面进行半精加工：
(4-1)将半精铣底板固定在数控机床上，对两定位销孔找正，使两定位销孔的中心连线与数控机床的X轴方向平行，将加工好的半精铣工件通过半精铣工件第二定位销孔和半精铣底板第二定位销孔用直销定位并安装，用压板将之固定，找正半精铣工件第二组定位销孔左边的销孔，将其中心位置设置为加工坐标系的原点，找正工件坯料的上平面，将工件坯料的上平面设置为加工坐标系的Z轴原点；
(4-2)加工时，依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，先半精加工叶片的正面，完成后取下工件，去毛刺，调面，将半精铣工件通过半精铣工件第二定位销孔和半精铣底板第二定位销孔用直销定位并安装，用压板将之固定，依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，半精加工叶片的反面；具体加工模式及参数：
半精加工叶片采用等高外形模式，等高外形模式属于啄层加工法，程序语句短，加工精准，有时也用于精加工，加工步长0.3mm，加工余量留0.3mm，刀具ø12键槽铣刀，主轴转速1200转/分，走刀速度200mm/分；
(5)利用线切割机床切割叶片四周轮廓：
将工件放置在线切割机床工作台的支架上，对两定位销孔找正，使两定位销孔的中心连线与线切割机床的X轴方向平行，用压板将之固定，找正半精铣工件上左边的销孔，将其中心位置设置为加工坐标系的原点；依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，切割出叶片四周轮廓；
(6)利用振动时效工装，对线切割后的半精加工叶片进行时效：
将凸轮与支撑架上的滚轮通过弹簧的弹性产生的拉力保持接触，工件的两端由夹持爪固定，当电机转动时，带动凸轮转动，同时带动滚轮作上下往复运动，工件随之作上下往复运动，通过对电机转速的控制，实现对工件不同频率的振动，从而有效消除工件的内应力；
(7)利用组合式气动吸盘工装，精加工叶片的正反两面：
在底板定位销孔中插入定位销，密封槽中装入密封圈，将吸盘定位销孔插到定位销上，通过吸盘螺栓过孔旋入螺栓固定，将气阀接上连接气阀的螺纹管，其中一个气阀口接真空泵机，当真空泵工作时，打开连接真空泵的气阀，关闭另一个气阀，可实现对叶片零件的吸附，关闭连接真空泵的气阀，打开一个气阀，可实现零件的取下，精加工吸盘可分别用不同的吸盘吸口的面与精加工底板安装，实现叶片的正反面的加工；
(8)利用喷丸喷嘴工装，精加工叶片的正反两面：
当连接套与喷嘴主体连接时，通过带有沉孔的螺栓过孔与喷嘴主体上的螺纹孔用螺栓紧固，通过连接套上的连接套密封槽装上密封圈来密封喷嘴腔体，高压空气通过进气口进入喷嘴腔体再从出丸嘴喷出，在进丸口形成负压吸入钢丸，再将钢丸从出丸嘴高速喷出，出丸嘴孔壁上的来复线可保证喷丸的高精度，将连接套上的连接杆安装至数控设备上，可对喷丸的路径轨迹实现数控化，尤其适应于外形复杂的金属工件，特别适应于螺旋桨和叶片之类的重要工件，取下喷丸处理后的工件，此时工件的状态为：叶片的抗疲劳性能、腐蚀疲劳性能以及抗应力腐蚀性能大幅提高，有效提升了叶片的综合性能以及使用寿命。

[0016] 本发明的有益效果为：本发明提供的一种加工轴流泵叶片用工装组合，由粗铣工装、振动时效工装、磨削工装、半精铣工装、组合式气动吸盘工装和喷丸喷嘴工装共同组成，利用工装组合完成粗加工-时效-半精加工-线切割切割外形-时效-精加工-高速喷丸表面强化加工工序，工装组合新颖，工装操作简便，精密加工方法合理，提高了加工效率和加工精度，提升了叶片的抗腐蚀性能和疲劳强度，降低了使用过程中的变形缺陷，进一步提高了泵叶片的使用寿命。附图说明

[0017] 图1 为本发明中粗铣工装结构示意图。

[0018] 图2 为本发明中粗铣工装全剖结构示意图。

[0019] 图3 为本发明中振动时效工装结构示意图。

[0020] 图4 为本发明中振动时效工装俯视结构示意图。

[0021] 图5 为本发明中磨削工装结构示意图。

[0022] 图6 为本发明中磨削工装全剖结构示意图。

[0023] 图7 为本发明中半精铣工装结构示意图。

[0024] 图8 为本发明中半精铣工装全剖结构示意图。

[0025] 图9 为本发明中组合式气动吸盘工装结构示意图。

[0026] 图10 为本发明中组合式气动吸盘工装俯视结构示意图。

[0027] 图11 为本发明中组合式气动吸盘工装底板结构示意图。

[0028] 图12 为本发明中喷丸喷嘴工装结构示意图。

[0029] 图中：粗铣底板1、粗铣工件2、粗铣工件定位销孔3、粗铣底板定位销孔4、加工区域5、粗铣压板6、振动时效底板7、燕尾立柱8、燕尾滑块9、支撑架10、滚轮11、电机12、凸轮13、弹簧14、夹持爪15、紧固螺栓16、时效工件17、支撑轴18、夹持爪固定孔19、电机固定孔20、转子21、粗磨底板22、粗磨工件23、粗磨工件第一定位销孔24、粗磨底板第一定位销孔25、粗磨工件第二定位销孔26、粗磨底板第二定位销孔27、半精铣底板28、半精铣工件29、半精铣工件第一定位销孔30、半精铣底板第一定位销孔31、半精铣加工区域32、半精铣压板33、半精铣工件第二定位销孔34、半精铣底板第二定位销孔35、精加工吸盘36、精加工底板37、正面曲面吸盘吸口38、吸孔39、吸盘定位销孔40、反面曲面吸盘吸口41、密封槽42、底板定位销孔
43、气腔44、吸盘螺栓过孔45、底板螺栓过孔46、气阀47、螺纹管48、连接套49、连接杆50、螺栓过孔51、连接套密封槽52、喷嘴主体53、连接螺纹孔54、进气口55、进丸口56、喷嘴腔体57、出丸嘴58、来复线59。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图对本发明作进一步说明：如图1-12所示，一种加工轴流泵叶片用工装组合，轴流泵叶片加工工装组合由粗铣工装、振动时效工装、磨削工装、半精铣工装、组合式气动吸盘工装和喷丸喷嘴工装组成。

[0031] 如图1-2所示，一种加工轴流泵叶片用工装组合，粗铣工装由粗铣底板1、粗铣工件2和粗铣压板6构成，粗铣底板1固定设置在数控机床的工作台上，粗铣底板1上设有两个粗铣底板定位销孔4，粗铣工件2上设有两个粗铣工件定位销孔3，粗铣工件2通过粗铣压板6固定在粗铣底板1上。

[0032] 如图3-4所示，一种加工轴流泵叶片用工装组合，新型振动时效工装包括振动时效底板7，振动时效底板7上设有两根相互平行的燕尾立柱8，两根燕尾立柱8之间的振动时效底板7上设有电机12，电机12通过电机固定孔20和螺栓与振动时效底板7连接固定，电机12的转子21输出上连接设有凸轮13，两根燕尾立柱8上连接设有燕尾滑块9，两燕尾滑块9的下方固定设有支撑架10，支撑架10上连接设有支撑轴18，支撑轴18上设有滚轮11，支撑架10底端与振动时效底板7之间连接设有弹簧14，凸轮13与滚轮11通过弹簧14产生的拉力保持接触，燕尾滑块9上设有夹持爪15，夹持爪15上设有紧固螺栓16，时效工件17通过紧固螺栓16夹持在夹持爪15内。

[0033] 如图5-6所示，一种加工轴流泵叶片用工装组合，磨削工装由粗磨底板22和粗磨工件23构成，粗磨底板22吸附在平面磨床的工作台上，粗磨底板22上设有粗磨底板第一定位销孔25和粗磨底板第二定位销孔27，粗磨工件23上设有粗磨工件第一定位销孔24和粗磨工件第二定位销孔26，粗磨底板22平放在平面磨床的工作台上，将加工好的粗磨工件23通过粗磨工件第二定位销孔26与粗磨底板第二定位销孔27用直销定位安装。

[0034] 如图7-8所示，一种加工轴流泵叶片用工装组合，半精铣工装由半精铣底板28和半精铣工件29构成，半精铣底板28固定在数控机床上，半精铣底板28上设有两个半精铣底板第一定位销孔31和半精铣底板第二定位销孔35，半精铣工件29上设有两个半精铣工件第一定位销孔30和半精铣工件第二定位销孔34，半精铣底板28固定在数控机床上，将半精铣工件29通过半精铣工件第二定位销孔34和半精铣底板第二定位销孔35用直销定位并安装，半精铣工件29用半精铣压板33固定。

[0035] 如图9-11所示，一种加工轴流泵叶片用工装组合，组合式气动吸盘工装由精加工吸盘36和精加工底板37组成，精加工吸盘36正面设有正面曲面吸盘吸口38，精加工吸盘36背面设有反面曲面吸盘吸口41，正面曲面吸盘吸口38与反面曲面吸盘吸口41之间均布设有若干个相连通的吸孔39，精加工吸盘36的四边角处设有吸盘螺栓过孔45，精加工吸盘36的两端居中位置设有吸盘定位销孔40，精加工底板37正面设有气腔44，气腔44外侧设有密封槽42，精加工底板37的四边角处设有底板螺栓过孔46，精加工底板37两端居中位置设有底板定位销孔43，精加工吸盘36与精加工底板37通过吸盘定位销孔40和底板定位销孔43进行定位，并通过螺栓过孔进行连接，精加工底板37侧面设有螺纹管48，螺纹管48上设有气阀47，螺纹管48与气腔44内部连接相通。

[0036] 如图12所示，一种加工轴流泵叶片用工装组合，喷丸喷嘴工装由连接套49和喷嘴主体53连接组成；连接套49的上方设有连接杆50，连接套49的端面上设有螺栓过孔51，连接套49的外圆表面上设有连接套密封槽52，喷嘴主体53的上端面上设有连接螺纹孔54，喷嘴主体53的内部设有喷嘴腔体57，喷嘴主体53的底部设有出丸嘴58，出丸嘴58与喷嘴腔体57连接相通，出丸嘴58的内壁上设有来复线59，喷嘴主体53的外壁上设有进气口55和进丸口56，进气口55和进丸口56均与所述喷嘴腔体57连接相通，所述连接套49通过螺栓密封连接在喷嘴主体53的上方。

[0037] 如图1-12所示，一种加工轴流泵叶片用工装组合，燕尾立柱8焊接固定在振动时效底板7上，两燕尾立柱8平行且等高设置，支撑架10焊接固定在燕尾滑块9的下方；弹簧14的数量为4根，弹簧14均匀设置在支撑架10底端与振动时效底板7之间；夹持爪15呈凹字形结构，夹持爪15与燕尾滑块9通过夹持爪固定孔19中的螺栓固定连接，夹持爪15上设有顶部紧固螺栓和底部紧固螺栓，顶部紧固螺栓与底部紧固螺栓同轴设置；吸盘定位销孔40与底板定位销孔43位置关系相对应，吸盘定位销孔40是通孔，底板定位销孔43为盲孔；正面曲面吸盘吸口38与反面曲面吸盘吸口41的吸口均为矩形吸口，且两者尺寸相同，正面曲面吸盘吸口38和反面曲面吸盘吸口41的底面均为平曲面；吸孔39为圆柱通孔，吸孔39以20×11的矩形阵列设置在正面曲面吸盘吸口38与反面曲面吸盘吸口41之间；气腔44的开口面积大于正面曲面吸盘吸口38和反面曲面吸盘吸口41的开口面积；进气口55和进丸口56均倾斜朝上设置，进气口55与进丸口56相互平行；喷嘴腔体57为圆柱体与圆锥体组合构成的腔体，出丸嘴58内部为圆柱体结构，出丸嘴58的内径是喷嘴腔体57内径的1/5，所述来复线59呈右旋4条式设置在出丸嘴的内壁上。

[0038] 如图1-12所示，使用加工轴流泵叶片用工装组合对轴流泵叶片进行精密加工的方法，方法如下：(1)利用粗铣工装，粗加工出叶片正反两面：
(1-1)将底板1固定在数控机床工作台上，对两粗铣底板定位销孔4找正，使两定位销孔的中心连线与数控机床的X轴方向平行，将加工好的粗铣工件2通过粗铣工件定位销孔3和粗铣底板定位销孔用直销定位并安装，用粗铣压板6将之固定，找正粗铣工件2上左边的销孔，将其中心位置设置为加工坐标系的原点，找正粗铣工件2的上平面，将粗铣工件2的上平面设置为加工坐标系的Z轴原点；
(1-2)依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，先粗加工叶片的正面，完成后取下工件，去毛刺，调面，依然通过工件坯料上预打好的定位销孔3和底板上预打好的定位销孔4用直销定位并安装，依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，粗加工叶片的反面；具体加工模式及参数：粗加工叶片采用挖槽加工模式，挖槽加工模式适合于大余量加工且四周封闭，程序算法简单、加工效率高，加工步长2mm，加工余量留2mm，刀具ø14键槽铣刀，主轴转速1000转/分，走刀速度100mm/分。

[0039] (2)利用振动时效工装，消除工件内应力：将凸轮13与支撑架10上的滚轮11通过弹簧14的弹性产生的拉力保持接触，工件的两端由夹持爪15固定，当电机12转动时，带动凸轮13转动，同时带动滚轮11作上下往复运动，工件17随之作上下往复运动，通过对电机12转速的控制，实现对工件17不同频率的振动，从而有效消除工件的内应力。

[0040] (3)利用磨削工装，对粗加工后的坯料磨削：将粗磨底板22平放在平面磨床的工作台上，将加工好的粗磨工件23通过粗磨工件第二定位销孔26与粗磨底板第二定位销孔27用直销定位并安装，打开平面磨床的电磁吸盘，将粗磨底板22与粗磨工件23吸牢，磨削上平面，上平面见光后，取下工件和底板，去毛刺后将工件见光后的大面直接放置在磨床的工作台上，打开电磁吸盘吸牢工件，磨削工件的反面，见光后取下。

[0041] (4)利用半精铣工装，对叶片正反两面进行半精加工：(4-1)将半精铣底板28固定在数控机床上，对两定位销孔34找正，使两定位销孔的中心连线与数控机床的X轴方向平行，将加工好的半精铣工件29通过半精铣工件第二定位销孔
34和半精铣底板第二定位销孔35用直销定位并安装，用压板将之固定，找正半精铣工件第二组定位销孔34左边的销孔，将其中心位置设置为加工坐标系的原点，找正工件坯料的上平面，将工件坯料的上平面设置为加工坐标系的Z轴原点；
(4-2)加工时，依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，先半精加工叶片的正面，完成后取下工件，去毛刺，调面，将半精铣工件29通过半精铣工件第二定位销孔34和半精铣底板第二定位销孔35用直销定位并安装，用压板将之固定，依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，半精加工叶片的反面；具体加工模式及参数：半精加工叶片采用等高外形模式，等高外形模式属于啄层加工法，程序语句短，加工精准，有时也用于精加工，加工步长0.3mm，加工余量留0.3mm，刀具ø12键槽铣刀，主轴转速
1200转/分，走刀速度200mm/分。

[0042] (5)利用线切割机床切割叶片四周轮廓：将工件放置在线切割机床工作台的支架上，对两定位销孔34找正，使两定位销孔的中心连线与线切割机床的X轴方向平行，用压板将之固定，找正半精铣工件29上左边的销孔，将其中心位置设置为加工坐标系的原点；依据CAM软件编译出的数控加工程序，使用设置好的加工坐标系，切割出叶片四周轮廓。

[0043] (6)利用振动时效工装，对线切割后的半精加工叶片进行时效：将凸轮13与支撑架10上的滚轮11通过弹簧14的弹性产生的拉力保持接触，工件的两端由夹持爪15固定，当电机12转动时，带动凸轮13转动，同时带动滚轮11作上下往复运动，工件17随之作上下往复运动，通过对电机12转速的控制，实现对工件17不同频率的振动，从而有效消除工件的内应力。

[0044] (7)利用组合式气动吸盘工装，精加工叶片的正反两面：在底板定位销孔43中插入定位销，密封槽42中装入密封圈，将吸盘定位销孔插到定位销上，通过吸盘螺栓过孔45旋入螺栓固定，将气阀47接上连接气阀的螺纹管48，其中一个气阀口接真空泵机，当真空泵工作时，打开连接真空泵的气阀，关闭另一个气阀，可实现对叶片零件的吸附，关闭连接真空泵的气阀，打开一个气阀，可实现零件的取下，精加工吸盘可分别用不同的吸盘吸口的面与精加工底板37安装，实现叶片的正反面的加工。

[0045] (8)利用喷丸喷嘴工装，精加工叶片的正反两面：当连接套49与喷嘴主体53连接时，通过带有沉孔的螺栓过孔51与喷嘴主体53上的螺纹孔用螺栓紧固，通过连接套49上的连接套密封槽52装上密封圈来密封喷嘴腔体57，高压空气通过进气口55进入喷嘴腔体57再从出丸嘴58喷出，在进丸口56形成负压吸入钢丸，再将钢丸从出丸嘴58高速喷出，出丸嘴58孔壁上的来复线59可保证喷丸的高精度，将连接套49上的连接杆50安装至数控设备上，可对喷丸的路径轨迹实现数控化，尤其适应于外形复杂的金属工件，特别适应于螺旋桨和叶片之类的重要工件，取下喷丸处理后的工件，此时工件的状态为：叶片的抗疲劳性能、腐蚀疲劳性能以及抗应力腐蚀性能大幅提高，有效提升了叶片的综合性能以及使用寿命。

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