离心叶轮内腔尺寸检测用夹具及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种离心叶轮内腔尺寸检测用夹具。此夕卜，本发明还涉及一种离心叶轮内腔尺寸检测方法。
【背景技术】
[0002]闭式离心叶轮是燃气涡轮发动机的核心机之一，现有的闭式离心叶轮的结构如图1所示，其一般包括转轴14、装设于转轴14上的轮盘11、装设于轮盘11上的叶片13、以及外罩于叶片13外的第一外罩12，其中，轮盘11和第一外罩12之间具有内腔。
[0003]闭式离心叶轮的工作转速高达数万转，因此其需要承受极高的离心载荷，叶片13的厚度，叶片13与轮盘11及第一外罩12连接处的倒角是保证该类零件强度的关键特征，需要在制造过程中严格把控；同时，必须对其实施有效的检验以保证产品的质量。目前，叶片13的厚度、以及叶片13与轮盘11及第一外罩12连接处的倒角的尺寸计量方法主要有三坐标仪测量法、R规测量法、以及工业CT测量法等。
[0004]三坐标仪测量法是常用的叶片叶型等复杂曲面尺寸的测量方法，采用其测量闭式离心叶轮时，由于三坐标仪的探头无法进入细长、弯曲的内部通道，故而无法实施测量，因此检测时，需要首先将零件切开，然后再进行尺寸检测，该种检测方法属于破坏性检测，不适用于零件的生产过程；R规测量法是测量倒圆的常用方法，与三坐标仪测量法相同的是，R规同样无法进入闭式离心叶轮的内部通道；采用工业CT测量法测量时，存在测量结果不精确的问题，即无法给出叶片厚度及圆角的确切值。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种离心叶轮内腔尺寸检测用夹具及检测方法，以解决现有的闭式离心叶轮内腔尺寸检测时存在的需要将零件切开、且检测结果不准确的技术问题。
[0006]本发明采用的技术方案如下:
[0007]—种离心叶轮内腔尺寸检测用夹具，离心叶轮上具有由轮盘和第一外罩围设而成的内腔，内腔内设有在轮盘的周线方向上将内腔分隔成多个互不相通的气道的叶片，夹具包括用于套装于离心叶轮外的呈空心筒状的第二外罩，第二外罩包括用于与内腔进气端的端部抵顶的第一段、以及用于与内腔出气端的端部抵顶的第二段；夹具还包括用于卡入内腔的出气端与第二段之间以密封内腔的出气端、并使相邻的气道在内腔的出气端处隔断的密封座。
[0008]进一步地，第一段呈空心柱状结构，其端面设有内凹的呈环形的第一凹槽，第一凹槽用于与内腔进气端处的第一外罩的端部抵顶。
[0009]进一步地，第二段呈空心柱状结构，其包括用于与内腔出气端处的第一外罩的端部抵顶的第一小段、以及与第一小段相连的第二小段；第二小段与第一小段同轴，且第二小段的内径大于第一小段的内径。
[0010]进一步地，第一小段的与第二小段相连的端面上设有内凹的呈环形的第二凹槽，第二凹槽用于与内腔出气端处的第一外罩的端部抵顶。
[0011]进一步地，密封座包括呈环形的底环，底环的端面上设有多个用于卡入内腔的出气端与第二小段之间以与叶片的端部抵顶的凸块，多个凸块沿底环的周线间隔布置。
[0012]进一步地，多个凸块沿底环的端面均匀间隔布置，每个凸块的横截面呈扇形，且凸块的靠近底环的中心的内环面的面积小于与其相对设置的外环面的面积。
[0013]进一步地，第二外罩还包括位于第一段和第二段之间的多根呈管状结构的压力平衡管，多根压力平衡管沿第二外罩的周线间隔布置，且每根压力平衡管的两端分别与第一段和第二段连通。
[0014]进一步地，夹具还包括用于将第二外罩的第二段与密封座夹紧的多个固定夹，多个固定夹沿第二段的周线均匀布置。
[0015]根据本发明的另一方面，还提供了一种离心叶轮内腔尺寸检测方法，包括以下步骤:
[0016]S1:将上述的夹具装设于离心叶轮上；
[0017]S2:在离心叶轮的内腔和夹具形成的内部空间内浇注熔融的填充材料；
[0018]S3:取出内部空间内的填充材料冷却后形成的浇注体；
[0019]S4:计量浇注体的尺寸。
[0020]进一步地，步骤S3包括:
[0021]S301:拆除夹具中的固定夹和密封座；
[0022]S302:将夹具中的压力平衡管的两端截断；
[0023]S303:从离心叶轮的内腔的进气端处拉出浇注体。
[0024]本发明具有以下有益效果:
[0025]1、本发明的夹具结构简单、易于装配；采用本发明的夹具以检测闭式离心叶轮的内腔尺寸时，不会对闭式离心叶轮的复杂内腔造成破坏，保证了产品的完整性，且实现了此类零件复杂内腔的尺寸检测，且检测过程简单、检测结果精确；
[0026]2、采用本发明的检测方法检测内腔的尺寸时，只需首先将上述的夹具装设于离心叶轮上，然后在离心叶轮的内腔和夹具形成的内部空间内浇注熔融的填充材料，接着待填充材料冷却后将冷却形成的浇注体从内腔中取出，最后计量浇注体的尺寸即可得到内腔相关的尺寸，该检测方法操作简单、且检测结果精确。
[0027]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0028]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0029]图1是闭式离心叶轮的剖视结构示意图；
[0030]图2是本发明优选实施例的离心叶轮内腔尺寸检测用夹具装设于闭式离心叶轮上的剖视结构示意图；
[0031]图3是图2中的A-A向剖视结构示意图；
[0032]图4是图2中的第一外罩的主视结构示意图；
[0033]图5是图4中的B-B向剖视结构示意图；
[0034]图6是图2中的密封座的主视结构示意图；
[0035]图7是图6中的C-C向剖视结构示意图；以及
[0036]图8是图2中的固定夹的主视结构示意图。
[0037]图例说明
[0038]1、离心叶轮；11、轮盘；12、第一外罩；13、叶片；14、转轴；2、第二外罩；21、第一段；211、第一凹槽；22、第二段；221、第一小段；2211、第二凹槽；222、第二小段；23、压力平衡管；3、密封座；31、底环；32、凸块；4、固定夹；
【具体实施方式】
[0039]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0040]如图1和图2所示，本发明公开了一种离心叶轮内腔尺寸检测用夹具，离心叶轮I上具有由轮盘11和第一外罩12围设而成的内腔，内腔内设有在轮盘11的周线方向上将内腔分隔成多个互不相通的气道的叶片13，本发明的夹具包括用于套装于离心叶轮I外的呈空心筒状的第二外罩2，第二外罩2包括用于与内腔进气端的端部抵顶的第一段21、以及用于与内腔出气端的端部抵顶的第二段22 ;夹具还包括用于卡入内腔的出气端与第二段22之间以密封内腔的出气端、并使相邻的气道在内腔的出气端处隔断的密封座3。检测闭式离心叶轮的内腔尺寸时，首先将本发明的夹具装设于闭式离心叶轮I上，装设后，第二外罩2的第一段21与离心叶轮I上的内腔的进气端的端部抵顶，第二外罩2的第二段22与内腔的出气端的端部抵顶；然后，将熔融的填充材料由内腔的进气端倒入内腔和夹具的内部空间内，本发明中，由于第二外罩2的第二段22与内腔的出气端之间卡设有密封座3，密封座3可密封内腔的出气端并使相邻的气道在内腔的出气端处隔断，从而由内腔的进气端进入的填充材料将不会从内腔的出气端处泄露；待填充材料冷却后，首先拆出密封座3，由于相邻气道在内腔的出气端处不连通，故而拆出密封座3后可直接从内腔的进气端处拔出填充材料冷却后形成的浇注体；最后，计量浇注体的尺寸以得到叶片13的厚度、以及叶片13与轮盘11及第一外罩12连接处的倒角等内腔尺寸。本发明的夹具结构简单、易于装配；采用本发明的夹具以检测闭式离心叶轮的内腔尺寸时，不会对闭式离心叶轮的复杂内腔造成破坏，保证了产品的完整性，且实现了此类零件复杂内腔的尺寸检测，且检测过程简单、检测结果精确。
[0041]具体地，如图4和图5所示，第一段21呈空心柱状结构，第一段21的朝向第二段22的端面上设有内凹的且呈环状的第一凹槽211。将第二外罩2装设于离心叶轮I上时，离心叶轮I上的内腔的进气端处的第一外罩12的端部与第一凹槽211的底部抵顶，如图2所示。
[0042]具体地，如图4和图5所示，第二段22呈空心柱状结构，第二段22包括用于与内腔出气端处的第一外罩12的端部抵顶的第一小段221、以及与第一小段221相连的第二小段222 ;第二小段222与第一小段221同轴，且第二小段222的内径大于第一小段221的内径。
[0043]优选地，再结合图5所示，第一小段221的与第二小段222相连的端面上设有内凹的且呈环状的第二凹槽2211。将第二外罩2装设于