一种喷水推进装置叶轮铣削工装的制作方法

本发明涉及加工工装，特别涉及一种喷水推进装置叶轮铣削工装。

背景技术：

喷水推进装置是船舶推进器的一种，通过喷射水流产生的反作用力提供船舶运动的推力。

喷水推进装置中设置有叶轮，通过叶轮的高速转动来控制水流，对于不同功率的喷水推进装置，其中的叶轮大小也不同，通常功率较小的喷水推进装置中，叶轮的尺寸和质量也较小，对于这类叶轮，通过精密铸造就可以满足叶轮的精度要求，而对于那些功率较大的喷水推进装置中的叶轮，由于尺寸和质量都较大，因此不适合通过精密铸造进行加工，通常的加工方法是采用普通砂铸，先加工出叶轮的毛坯，再对毛坯进行逐步加工。

在加工叶轮时需要进行多次铣削加工，此过程中需要通过工装对叶轮进行装夹定位，以便于加工，但是由于叶轮不仅质量大、尺寸大，而且形状复杂，因此难以对叶轮进行装夹定位，从而对叶轮的加工产生影响。

技术实现要素：

为了解决叶轮难以装夹定位的问题，本发明实施例提供了一种喷水推进装置叶轮铣削工装。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种喷水推进装置叶轮铣削工装，所述工装包括支撑座，所述工装还包括：圆形定位板，所述圆形定位板设置在所述支撑座的顶面上，所述圆形定位板的外径与所述待加工叶轮的叶轮安装孔的内径相一致，所述支撑座的顶面设有多个第一定位孔，所述多个第一定位孔以所述圆形定位板的轴线为中心周向间隔布置在所述支撑座的顶面上，且所述多个第一定位孔所在的圆周直径大于所述圆形定位板的外径；圆形定位压板，用于压紧所述待加工叶轮的轮毂小端，所述圆形定位压板的外径与所述待加工叶轮的轮毂小端的止口的直径相一致，所述圆形定位压板上设置有多个第二定位孔，所述多个第二定位孔与所述多个第一定位孔一一对应设置；多个第一定位螺栓，所述多个第一定位螺栓与所述多个第一定位孔一一对应设置，每个所述第一定位螺栓穿过对应的所述第一定位孔和所述第二定位孔设置；多个压紧螺母，所述多个压紧螺母与所述多个第一定位螺栓配合设置，所述多个压紧螺母位于所述圆形定位压板的顶面上。

优选地，所述支撑座包括基座、支撑架和支撑板，所述支撑架的底端与所述基座的顶面连接，所述支撑架的顶端与所述支撑板的底面连接，所述第一定位凹槽和所述多个第一定位孔设置在所述支撑板的顶面上。

优选地，所述支撑架包括第一调节圆筒和第二调节圆筒，所述第一调节圆筒的底端与所述基座连接，所述第二调节圆筒的顶端与所述支撑板连接，所述第二调节圆筒的底端插设在所述第一调节圆筒的顶端中，所述第一调节圆筒的侧壁上设置有第三定位孔，所述第二调节圆筒的侧壁上沿轴线方向间隔设置有多个第四定位孔，所述第一调节圆筒和所述第二调节圆筒通过设置在所述第三定位孔和所述第四定位孔中的第二定位螺栓连接。

可选地，所述第一调节圆筒的侧壁上沿轴向方向间隔设置有多个第三定位孔。

优选地，所述第二调节圆筒的侧壁上设置有多列所述第四定位孔，所述第一调节圆筒上对应每一列所述第四定位孔至少设置有一个所述第三定位孔，所述第一调节圆筒和所述第二调节圆筒通过多个所述第二定位螺栓连接。

可选地，所述基座上设置有多个连接孔，所述基座通过所述连接孔固定安装在机床的工作台上。

优选地，所述圆形定位板通过相互配合的第一定位凸起和第一定位凹槽可拆卸地设置在所述支撑座的顶面上，所述第一定位凸起设置在所述圆形定位板的底面上，所述第一定位凹槽设置在所述支撑座的顶面上。

优选地，所述工装包括多个外径不同的圆形定位板，所述多个圆形定位板底面上的所述第一定位凸起均与所述第一定位凹槽相适配。

可选地，所述圆形定位压板上沿周向布置有多个缺口。

可选地，所述圆形定位板上沿周向布置有多个安装孔，所述支撑座上对应所述多个安装孔的位置设置有多个相适配的连接螺栓。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在支撑座上设置圆形定位板，将叶轮的轮毂大端朝下放置在支撑座上时，由圆形定位板与叶轮安装孔朝向轮毂大端的一端配合，从而实现对叶轮的径向定位，通过在支撑座上设置多个第一定位孔，转动叶轮，使得第一定位孔与叶轮轮毂上已经加工出来的螺柱通孔对齐，从而使得第一定位螺栓可以穿过对应的第一定位孔和轮毂上的螺柱通孔，从而实现对叶轮的周向定位，通过设置圆形定位压板，将第一定位螺栓穿过圆形定位压板上的第二定位孔，并通过拧紧压紧螺母，从而将叶轮压紧在支撑座上，实现对叶轮的轴向定位，以此实现对叶轮的装夹定位，便于对叶轮进行铣削加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种喷水推进装置的叶轮的结构示意图；

图2是图1中的叶轮的端面视图；

图3是本发明实施例提供的一种喷水推进装置叶轮铣削工装的结构图；

图4是本发明实施例提供的一种圆形定位板示意图；

图5是本发明实施例提供的一种圆形定位板的俯视图；

图6是本发明实施例提供的一种支撑座的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种圆形定位压板的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了更好的理解本发明，此处对喷水推进装置的叶轮结构进行简单说明，图1是本发明实施例提供的一种喷水推进装置的叶轮的结构示意图，图2是图1中的叶轮的端面视图，结合图1和图2，该叶轮包括轮毂10和叶片11，叶片11连接在轮毂10的外侧壁上，轮毂大端10a为出水端，轮毂小端10b为进水端，在轮毂小端10b的端面上设有一止口10c，轮毂10上设有用于连接动力轴的叶轮安装孔10d，轮毂10上围绕叶轮安装孔10d还设置有多个用于连接叶轮锥度锁12的螺柱通孔10e，同时轮毂10上围绕叶轮安装孔10d还设置有多个便于拆卸叶轮锥度锁12的螺纹通孔10f，其中，叶轮锥度锁12是用于连接叶轮和动力轴的连接件，在使用本发明实施例所提供的工装完成加工后，再将叶轮安装孔10d加工成锥孔，以安装叶轮锥度锁12。

需要说明的是，虽然图2中显示轮毂10上具有12个螺柱通孔10e和4个螺纹通孔10f，但在其他实施例中，轮毂10上的螺柱通孔10e和/或螺纹通孔10f也可以是其他数量，例如8个螺柱通孔10e和4个螺纹通孔10f、12个螺柱通孔10e和6个螺纹通孔10f。

图3是本发明实施例提供的一种喷水推进装置叶轮铣削工装的结构图，如图3所示，该工装包括支撑座20、圆形定位板30、多个第一定位孔23b、圆形定位压板40、多个第一定位螺栓51和多个压紧螺母52，其中，圆形定位板30设置在支撑座20的顶面上，图4是本发明实施例提供的一种圆形定位板示意图，如图4所示，圆形定位板30的外径与待加工叶轮的叶轮安装孔10d的内径相一致，支撑座20的顶面设有多个第一定位孔23b，多个第一定位孔23b以圆形定位板30的轴线为中心周向间隔布置在支撑座20的顶面上，且多个第一定位孔23b所在的圆周直径大于圆形定位板30的外径，圆形定位压板40用于压紧待加工叶轮的轮毂小端10b，圆形定位压板40的外径与待加工叶轮的轮毂小端10b的止口10c的直径相一致，圆形定位压板40上设置有多个第二定位孔41，多个第二定位孔41与多个第一定位孔23b一一对应设置，多个第一定位螺栓51与多个第一定位孔23b一一对应设置，每个第一定位螺栓51穿过对应的第一定位孔23b和第二定位孔41设置，多个压紧螺母52与多个第一定位螺栓51配合设置，多个压紧螺母52位于圆形定位压板40的顶面上，压紧螺母52用于将圆形定位压板40压紧在待加工叶轮上。

本发明实施例通过在支撑座上设置圆形定位板，将叶轮的轮毂大端朝下放置在支撑座上时，由圆形定位板与叶轮安装孔朝向轮毂大端的一端配合，从而实现对叶轮的径向定位，通过在支撑座上设置多个第一定位孔，转动叶轮，使得第一定位孔与叶轮轮毂上已经加工出来的螺柱通孔对齐，从而使得第一定位螺栓可以穿过对应的第一定位孔和轮毂上的螺柱通孔，从而实现对叶轮的周向定位，通过设置圆形定位压板，将第一定位螺栓穿过圆形定位压板上的第二定位孔，并通过拧紧压紧螺母，从而将叶轮压紧在支撑座上，实现对叶轮的轴向定位，以此实现对叶轮的装夹定位，便于对叶轮进行铣削加工。

实现时，第一定位螺栓51的数量可以与螺柱通孔10e的数量相一致，多个第一定位螺栓51可以绕圆周等角度间隔设置，此外，为了使第一定位螺栓51可以提供足够的力以避免叶轮在加工过程中出现转动，第一定位螺栓51拧入支撑座20的长度可以为30～50mm。

优选地，圆形定位板30通过相互配合的第一定位凸起31和第一定位凹槽23a可拆卸地设置在支撑座20的顶面上，第一定位凸起31设置在圆形定位板30的底面上，第一定位凹槽23a设置在支撑座20的顶面上，以便于圆形定位板30的安装，此外，在其他实施例中，也可以将第一定位凸起31设置在支撑座20上，将第一定位凹槽23a设置在圆形定位板30上。

图5是本发明实施例提供的一种圆形定位板的俯视图，如图5所示，圆形定位板30上沿周向布置有多个安装孔32，支撑座20上对应多个安装孔32的位置设置有多个安装螺孔，圆形定位板30通过设置在多个安装孔32和多个安装螺孔中的连接螺栓连接，从而可以避免在放置叶轮时移动圆形定位板30的位置。

具体地，可以设置6个安装孔32，6个安装孔32绕圆周方向等角度间隔设置，使圆形定位板30的安装更平稳。

此外，圆形定位板30上还可以设置起顶螺孔33，在需要取出圆形定位板30时，有可能第一定位凸起31与第一定位凹槽23a卡的过紧而难以取出，则可以向起顶螺孔33中拧入螺栓，以将圆形定位板30从支撑座20中顶出。

图6是本发明实施例提供的一种支撑座的示意图，如图6所示，支撑座20可以包括基座21、支撑架22和支撑板23，支撑架22的底端与基座21的顶面连接，支撑架22的顶端与支撑板23的底面连接，第一定位凹槽23a和多个第一定位孔23b设置在支撑板23的顶面上。

实现时，支撑架22在竖直方向上的高度可调，从而可以通过调整支撑架22的高度来改变支撑座20的高度，以适应不同的机床和叶轮。

具体地，支撑架22可以包括第一调节圆筒221和第二调节圆筒222，第一调节圆筒221的底端与基座21连接，第二调节圆筒222的顶端与支撑板23连接，第二调节圆筒222的底端插设在第一调节圆筒221的顶端中，第一调节圆筒221的侧壁上设置有第三定位孔221a，第二调节圆筒222的侧壁上沿轴线方向间隔设置有多个第四定位孔222a，第一调节圆筒221和第二调节圆筒222通过设置在第三定位孔221a和第四定位孔222a中的第二定位螺栓24连接，从而可以通过将第二定位螺栓24插设在第三定位孔221a和不同的第四定位孔222a中来改变支撑架22的高度。

容易想到的是，也可以将第一调节圆筒221插设在第二调节圆筒222中，本发明并不以此为限。

优选地，第一调节圆筒221的侧壁上沿轴向方向间隔设置有多个第三定位孔221a，通过将第二定位螺栓24插设在不同的第三定位孔221a和不同的第四定位孔222a中来改变支撑架22的高度，由于第一调节圆筒221上有可供选择的多个第三定位孔221a，从而使得支撑架22的高度调节范围更大。

进一步地，第二调节圆筒222的侧壁上设置有多列第四定位孔222a，第一调节圆筒221上对应每一列第四定位孔222a至少设置有一个第三定位孔221a，第一调节圆筒221和第二调节圆筒222通过多个第二定位螺栓24连接，通过多个第二定位螺栓24连接第一调节圆筒221和第二调节圆筒222可以使支撑架22更稳定，减小每一个第二定位螺栓24上受到的力，避免出现支撑架22歪斜或第二定位螺栓24断裂的情况。

优选地，第一调节圆筒221和第二调节圆筒222通过多列第二定位螺栓24连接，从而可以进一步提高支撑架22的稳定性，减小每一个第二定位螺栓24上受到的力，避免出现支撑架22歪斜或第二定位螺栓24断裂的情况。

需要说明的是，虽然图6中所示的实施例中，每列第二定位螺栓24只有两个，但是在其他实施例中每列第二定位螺栓24可以包括跟多的第二定位螺栓24，本发明并不依次为限。

此外，第二定位螺栓24的列数可以等于第三定位孔221a的列数，也可以小于第三定位孔221a的列数，本发明并不依次为限。

优选地，第二定位螺栓24绕圆周等角度间隔设置，可以使得支撑架22更加平稳。

如图6所示，基座21上还设置有多个连接孔21a，基座21通过连接孔21a固定安装在机床的工作台上。

具体地，可以通过螺栓211将基座21固定在机床的工作台上，以避免在加工过程中工装出现移动而对加工造成影响。

优选地，该工装可以包括多个外径不同的圆形定位板30，多个圆形定位板30底面上的第一定位凸起31均与第一定位凹槽23a相适配，多个圆形定位板30的外径不同，由于叶轮需要进行粗铣、半精铣和精铣等多个铣削加工过程，在每次加工后叶轮安装孔10d的尺寸可能会不同，例如在粗铣时叶轮安装孔10d的直径小于半精铣和精铣时叶轮安装孔10d的直径，因此可以通过设置多个直径不同的圆形定位板30，满足不同加工过程中叶轮的定位。

图7是本发明实施例提供的一种圆形定位压板的俯视图，如图7所示，圆形定位压板40上沿周向布置有多个缺口40a，该缺口40a对应螺纹通孔10f的位置设置，以便于螺纹通孔10f的加工。

此外，圆形定位压板40的内径大于待加工叶轮的叶轮安装孔10d的直径，从而可以方便从叶轮安装孔10d观察圆形定位板30的位置，同时还可以减小圆形定位压板40的重量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。