一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的制作方法

1.本发明涉及摩擦焊接技术领域，尤其涉及一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置。


背景技术：

2.旋转摩擦焊是指将两个待焊工件一个固定在专用机床上，另一个夹持在机床的可旋转轴上，将要焊接的两个工件端面相对，可旋转轴一端的工件开始旋转，工件端面接触后开始摩擦加热，可进行时间控制或摩擦缩短量控制。
3.当达到设定值时，旋转停止，顶锻开始，通常施加较大的顶锻力并维持一段时间，然后将可旋转轴一端的夹具松开，滑台后退，当滑台退到原位置时，将机床的夹具松开取出工件，至此焊接过程结束。
4.现在涡轮增压器制造过程中，涡轮与主轴通常采用旋转摩擦焊接。涡轮毛坯在铸造时一般留有工艺凸台，方便夹持在焊接机床的旋转轴上，将主轴固定在机床上，作为焊接过程中施加顶锻力的工件。
5.带工艺凸台的涡轮如图13所示，带工艺凸台的涡轮c设有工艺凸台c-1便于机床夹持，现有的涡轮旋转摩擦焊的整体示意图如图14所示，主轴夹持装置f夹持主轴b，摩擦焊机床g通过三爪卡盘d夹持带工艺凸台的涡轮c，摩擦焊机床g带动带工艺凸台的涡轮c旋转，将主轴b和带工艺凸台的涡轮c通过焊接面e焊接在一起。
6.没有损坏的涡轮可以通过更换主轴再次利用，现有工装只可夹持带有工艺凸台的涡轮，而对于无工艺凸台的涡轮，会因无法夹持导致涡轮无法重复利用。


技术实现要素：

7.本发明提供一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置，以克服现有工装只可夹持带有工艺凸台的涡轮，而对于无工艺凸台的涡轮，会因无法夹持导致涡轮无法重复利用的问题。
8.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
9.一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置，包括：夹持模块和能够安装夹持模块的夹持机构；
10.所述夹持机构包括基座和涡轮罩；
11.所述基座包括用于与机床连接的凸台和用于安装夹持模块的底座；
12.所述凸台设置在底座的一侧，所述底座的另一侧用于安装多个夹持模块，多个所述夹持模块在底座上沿圆周方向均布；
13.所述夹持模块的型面轮廓与涡轮的叶片的型面轮廓相适配，相邻两个所述夹持模块之间形成涡轮叶片容纳空间；
14.所述涡轮罩的开口朝向底座安装夹持模块的一侧，所述涡轮罩能够与夹持模块固定连接，所述涡轮罩包括顶壁和侧壁，所述顶壁中心处设有用于将涡轮的焊接接头露出的通孔；
15.所述夹持机构与夹持模块之间形成涡轮夹持空间，所述涡轮固定在涡轮夹持空间
中时，所述涡轮的叶片置于涡轮叶片容纳空间中。
16.进一步的，所述凸台外壁周圈设有与凸台轴向平行的棱状防滑纹。
17.进一步的，所述凸台设有与机床上辅助固定工件的螺柱相适配的螺纹安装孔。
18.进一步的，所述凸台与底座连接处周向设有加强筋。
19.进一步的，所述凸台设有与涡轮相适配的内六角固定槽。
20.进一步的，所述底座设有导向环，所述导向环内圈为斜面，所述夹持模块设有导向斜劈，所述导向斜劈能够与导向环滑动连接。
21.进一步的，所述底座设有至少三组底座螺栓固定孔，各组底座螺栓固定孔设置在同一圆周上均分圆周，各所述底座螺栓固定孔夹角之间还设有多个底座键槽；
22.所述夹持模块设有与底座螺栓固定孔相对应的第一螺栓安装孔和与底座键槽相对应的的第一键槽。
23.进一步的，所述顶壁设有一圈顶壁螺栓固定孔，所述侧壁设有一圈侧壁键槽；
24.所述夹持模块设有与顶壁螺栓固定孔相对应的第二螺栓安装孔和与侧壁键槽相对应的的第二键槽。
25.进一步的，还包括铜质调整垫片，所述铜质调整垫片的型面轮廓与涡轮叶片的型面相适配，能够放置在涡轮与夹持模块的间隙内。
26.本发明的有益效果：
27.通过多个型面轮廓与涡轮的叶片的型面轮廓相适配的夹持模块，配合基座和涡轮罩固定涡轮，基座的凸台能够被机床夹持，涡轮罩的顶壁设有能够将涡轮需要焊接的焊接接头露出的通孔，解决了现有工装只可夹持带有工艺凸台的涡轮，对于无工艺凸台的涡轮，无法重复利用，增加生产成本的问题。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置装配涡轮后的剖视图；
30.图2为图1去除基座和涡轮罩的a-a剖视图；
31.图3为图1去除基座和涡轮罩的b-b剖视图；
32.图4为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的基座的结构示意图；
33.图5为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的基座的剖视图；
34.图6为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的涡轮罩的结构示意图；
35.图7为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的涡轮罩的剖视图；
36.图8为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的夹持模块的结构示意图；
37.图9为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的夹持模块的局部剖视图；
38.图10为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的铜质调整垫片的结构
示意图；
39.图11为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的涡轮的结构示意图；
40.图12为本发明公开的一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置的涡轮的剖视图；
41.图13为本发明公开的一种带工艺凸台的涡轮的剖视图；
42.图14为本发明公开的一种涡轮旋转摩擦焊的整体示意图；
43.图中:1、夹持模块，1-1、导向斜劈，1-2、第一螺栓安装孔，1-3、第一键槽，1-4、第二螺栓安装孔，1-5、第二键槽，2、基座，2-1、凸台，2-1-1、棱状防滑纹，2-1-2、螺纹安装孔，2-1-3、加强筋，2-1-4、内六角固定槽，2-2、底座，2-2-1、导向环，2-2-2、底座螺栓固定孔，2-2-3、底座键槽，3、涡轮罩，3-1、顶壁，3-1-1、通孔，3-1-2、顶壁螺栓固定孔，3-2、侧壁，3-2-1、侧壁键槽，4、铜质调整垫片，5、底座螺栓，6、底座键，7、侧壁键，8、顶壁螺栓，9、侧壁螺栓，a、涡轮，a-1、涡轮六角键，a-2、焊接接头，b、主轴，c、带工艺凸台的涡轮，c-1、工艺凸台，d、三爪卡盘，e、焊接面，f、主轴夹持装置，g、摩擦焊机床，a、斜面角，b、斜劈角。
具体实施方式
44.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.本实施例提供了一种用于涡轮摩擦焊再制造的装置，如图1至图3所示，包括：夹持模块1和能够安装夹持模块1的夹持机构；
46.所述夹持机构包括基座2和涡轮罩3；
47.如图5所示，所述基座2包括用于与机床连接的凸台2-1和用于安装夹持模块1的底座2-2；
48.所述凸台2-1设置在底座2-2的一侧，所述底座2-2的另一侧用于安装多个夹持模块1，多个所述夹持模块1在底座2-2上沿圆周方向均布；
49.如图8所示，所述夹持模块1的型面轮廓与涡轮a的叶片的型面轮廓相适配，相邻两个所述夹持模块1之间形成涡轮叶片容纳空间；
50.所述涡轮罩3的开口朝向底座2-2安装夹持模块1的一侧，所述涡轮罩3能够与夹持模块1固定连接，如图7所示，所述涡轮罩3包括顶壁3-1和侧壁3-2，所述顶壁3-1中心处设有用于将涡轮a的焊接接头a-2露出的通孔3-1-1，焊接接头a-2如图12所示。
51.所述夹持机构与夹持模块1之间形成涡轮夹持空间，所述涡轮a固定在涡轮夹持空间中时，所述涡轮a的叶片置于涡轮叶片容纳空间中。
52.多个夹持模块1能够配合基座2和涡轮罩3固定涡轮a，夹持模块1与基座2和涡轮罩3联接固定，能够限制涡轮a在涡轮a的轴向和径向移动，进而固定涡轮a，克服了现有的涡轮摩擦焊只能对带工艺凸台的涡轮进行重复利用的问题，进而降低了生产成本。
53.在具体实施例中，如图4和图5所示，所述凸台2-1外壁周圈设有与凸台2-1轴向平行的棱状防滑纹2-1-1，所述棱状防滑纹2-1-1能够增加机床对凸台2-1的夹紧力。
54.在具体实施例中，如图5所示，所述凸台2-1设有与机床上辅助固定工件的螺柱相适配的螺纹安装孔2-1-2，所述螺纹安装孔2-1-2能够使凸台2-1与机床上辅助固定工件的
螺柱旋接，方便凸台2-1的固定。
55.在具体实施例中，如图5所示，所述凸台2-1与底座2-2连接处周向设有加强筋2-1-3，加强筋2-1-3能够提高基座2的强度。
56.在具体实施例中，如图5所示，所述凸台2-1设有与涡轮a相适配的内六角固定槽2-1-4，如图11和图12所示，所述内六角固定槽2-1-4与涡轮a设有的涡轮六角键a-1相适配，起到传递扭矩的作用。
57.在具体实施例中，如图5所示，所述底座2-2设有导向环2-2-1，所述导向环2-2-1内圈为斜面，导向环2-2-1的斜面角a优选5-10度，如图8和图9所示，所述夹持模块1设有导向斜劈1-1，夹持模块1的斜劈角b与斜面角a相对应，优选5-10度，所述导向斜劈1-1能够与导向环2-2-1滑动连接。
58.通过斜劈角b与斜面角a相配合，能够方便导向斜劈1-1的定位，并增大夹持模块1和底座2-2的接触面积，进而增加两者之间的摩擦力。
59.在具体实施例中，如图4所示，所述底座2-2设有三组底座螺栓固定孔2-2-2，三组底座螺栓固定孔2-2-2设置在同一圆周上均分圆周，各所述底座螺栓固定孔2-2-2夹角之间还设有多个底座键槽2-2-3；
60.如图8和图9所示，所述夹持模块1设有与底座螺栓固定孔2-2-2相对应的第一螺栓安装孔1-2和与底座键槽2-2-3相对应的的第一键槽1-3。
61.如图1所示，底座螺栓5安装在底座螺栓固定孔2-2-2上，用于底座2-2与夹持模块1的轴向连接，底座键6安装在底座键槽2-2-3上，起到传递扭矩的作用，用底座螺栓5将底座键6压紧，防止旋转时周向力对涡轮叶片造成损伤。
62.在具体实施例中，如图6和图7所示，所述顶壁3-1设有一圈顶壁螺栓固定孔3-1-2，所述侧壁3-2设有一圈侧壁键槽3-2-1；
63.如图8和图9所示，所述夹持模块1设有与顶壁螺栓固定孔3-1-1相对应的第二螺栓安装孔1-4和与侧壁键槽3-2-1相对应的的第二键槽1-5。
64.如图1所示，顶壁螺栓8安装在顶壁螺栓固定孔3-1-2上，用于顶壁3-1与夹持模块1的固定连接，侧壁键7安装在侧壁键槽3-2-1上，起到传递扭矩的作用，用侧壁螺栓9将侧壁键7压紧，防止旋转时周向力对涡轮叶片造成损伤。
65.在具体实施例中，还包括铜质调整垫片4，如图10所示，所述铜质调整垫片4的型面轮廓与涡轮a叶片的型面相适配，如图3所示，所述铜质调整垫片4能够放置在涡轮a与夹持模块1的间隙内。
66.铜质调整垫片4质地较软，在涡轮a与夹持模块1的间隙内放置，能够填补微小的间隙，进一步固定涡轮a，进而保护涡轮a的叶片。
67.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。