（保定风帆精密铸造制品有限公司，河北保定071000）
摘要： 针对一种材质为奥氏体CF3M铸造不锈钢、产品结构形状复杂、制造测量工艺性差、而由多组形状复杂的多级U型螺旋曲面而逐步增压的新型高压大流量耐腐蚀泵的核心部件-U型螺旋多级增压扩散器的技术特点性的分析研究，设计了工艺工装、环形楔形压紧机构、测量工具，保证了U型螺旋多级增压扩散器技术精度要求
关键词：U型螺旋多级增压扩散器、工艺工装、环形楔形压紧机构、测量工具。
The fabrication and measurement of U type spiral multilevel pressure diffuser
Fan Xiuqian1
（Baoding Fengfan Pricision Casting Products Co.,Ltd.，Baoding 071000 Hebei,China）
Abstract: In view of a kind of material for austenite CF3M casting stainless steel, product structure and the shape of the complex, manufacturing process measurement, by groups of complex shape of multistage u spiral curved surface and gradually boosting new high pressure and large flow resistance corrosion pump core components - U type spiral multilevel pressure diffuser technical characteristics of analysis and research. Due to the technology and equipment, annular wedged pressing mechanism, measuring tools had been design, thus the U-type spiral multilevel pressure diffuser accuracy requirements have been ensured.
Keywords: The U type spiral multilevel pressure diffuser；The process tooling;The circular wedge pressing mechanism;The measuring instrument.
U型螺旋多级增压扩散器是一种材质为奥氏体CF3M铸造不锈钢、 它由多组形状复杂的U型螺旋增压扩散器进出端首尾相连而逐步增压的新型高压大流量泵的核心部件，产品工作压力大于3000Psi，产品结构和主要技术特性见图1.产品结构特殊，形状复杂，进出口连接部位、密封槽主要尺寸精度和位置精度的制造检测工艺性差。
1. U型螺旋多级增压扩散器技术分析研究：
U型螺旋增压多级增压扩散器进口孔尺寸与基准A的径向跳动0.025mm；端面B与基准A的端面跳动0.025mm，出口端主要尺寸与基准A的径向跳动均为0.025mm;、端面与基准B的跳0.04mm.梯形密封槽底部到端面距离1.54mm、槽底宽和槽底小径尺寸精度0.013mm尺寸，主要尺寸精度和位置精度均为IT6级，制造精度高，由于产品基准A是由U型螺旋增压多级增压扩散器体U型螺旋的起始端确定的，而产品铸件是通过U型螺旋增压多级增压扩散器体、前盖、后盖采用的硅溶胶精密铸造技术单独铸造加工装配焊接完成的，相对误差较大，为此在产品工序技术设计中，确保加工制造面与中间的多条U型螺旋增压叶片组成的多个U型螺旋流道的相对位置尺寸精度是保证产品技术性能的关键，再辅助设计特殊工艺工装、测量工具来保证产品技术性能。
图1 结构图
Fig 1 The structure diagram
2 型螺旋多级增压扩散器技术工艺设计
2.1 根据U型螺旋多级增压扩散器的技术分析技术研究，其进口端的工艺技术设计的装夹方式、找正方法、尺寸控制见工艺图图2。
图2 泵进口技术工艺设计图
Fig2 The design chart of quality control for pump inlet
2.2 U型螺旋增压扩散器出口机械技术工艺设计：
U型螺旋多级增压扩散器出口机械技术工艺设计与U型螺旋多级增压扩散器叶片的进口起始端的位置精度悠悠相关，是该技术工艺设计的关键，在设计原则上，以已加工的精基准A进行工序设计，由于产品出口端的位置公差主要尺寸与基准A的径向跳动均为0.025mm;、端面与基准B的跳0.04mm.采用卡盘装夹找正的工艺设计，效率低、找正困难，制造精度无法保证，因此在工艺设计上采用与卡盘连接的机床主轴为连接基准，与U型螺旋多级增压扩散器基准啊A同工序同刀加工的进口尺寸为定位精基准设计了工艺工装，但产品的外形为斜面和圆形，端面为加工面，没有地方压紧，根据产品的外部形状设计了特殊环形楔形压紧机构，不但可解决了产品的装夹问题，而且这种压紧方式可有效控制出口端与进口端的装配位置精度。U型螺旋多级增压扩散器出口机械技术工艺设计工艺装备见图3：它由件1 环形楔形压压紧机构；件2连接盘；件3机床主轴；件4工件；件5螺钉；件6螺钉组成，件1 环形压板的形状见图4. 加工工装制造安装调试时，为了最大限度地减少装配系统误差，以机床主轴为定位基准，工装一端与机床主轴按图3配作，用件5压在机床轴上，工装与工件连接定位部位在机床上自车，保证与工件的配合要求。由于采用了自车精密的定位方式，减少了工装装配找正误差，而根据产品的形状设计了环形楔形压紧机构，不但解决了产品的装夹问题，而且有效控制了出口端与进口端的加工压紧的位置精度。
图3 泵加工工装图 图4 环形楔形压紧机构
Fig3 The pump tooling drawings Tig 4 The circular plate
2.3 U型U型螺旋增压扩散器测量工具设计
U型螺旋增压扩散器出口端的一般尺寸使用普通的量具就可测量，但5°等腰梯形密封槽底部到端面距离1.54mm、槽底宽和槽底小径尺寸精度0.013mm，尺寸精度高、槽窄、槽型形状特殊，槽与端面和中间的锥孔检验测量困难。为此，等腰梯形密封槽的形状和到端面距离和相对内孔锥面的位置尺寸的测量，设计了通止的复合综合检测样板的工艺技术方法进行检测，综合检测样板的形状见图5，检测时按图紧靠近出口端面，上下移动通过通和止的方法检测槽底宽、密封槽小
图5 综合检测样板
Fig5 The comprehensive test sample
径到端面距离同时测量锥孔和外圆的槽的位置尺寸、锥孔的角度与样板的的重合度。U型螺旋增压扩散器出口梯形密封槽小径尺寸ф53±0.013、槽宽4.75+0.12、槽到端面尺寸1.275mm、尺寸精度高，游标卡尺的卡角长度，外径千分尺的测量柱的结构尺寸的限制均无法检测，根据U型螺旋增压扩散器的外形尺寸和形状，
图6 密封槽小径专用检具
Fig 7 The special inspection fixture for small diameter of sealing groove
设计了一端为测量柱，而另一端为千分表的专用测量量具，它由检具架、测量柱、千分表、螺钉等组成，使用时首先使用内径千分表压表校正后，热后将检具的测量柱放到扩散器的槽中，通过摆动千分表观察表的前后的跳动值检测密封槽Φ153±0.013mm小径尺寸，从而判断测量Φ153±0.013mm尺寸
3.产品的形位公差检验和测量
U型螺旋增压扩散器的形状和位置误差已扩散器进口的精基准为测量基准，，借助于千分表、杠杆表检验设计制造廻转同轴度检具见图7，测量时，工件装在回转测量工具上，端面压紧，转动U型螺旋增压扩散器，用千分表、杠杆表的工艺示意图检测。
图7形位公差检测图
Fig7 The shape position tolerance test chart
4.3000Psi高压测试：采用隔膜泵、高压管、高压表、高压接头组成的高压试水压机，使用ZL201420662677.2专利技术进行大于3000Psi保压15分钟高压检测试验，从而可制造出合格的形状复杂的进出端首尾相连而逐步增压的新型高压大流量泵的核心部件-U型螺旋多级增压扩散器
5.结语 U型螺旋增压扩散器虽然产品结精度高，产品结构形状复杂，制造和检测工艺性差,但通过设计高精度定位工艺装备，环形楔形压紧机构，复合综合专用的检测工量、试验装置，从而可制造出合格的形状复杂的进出端首尾相连而逐步增压的新型高压大流量泵的核心部件-U型螺旋增压扩散器
参考文献
[1] 范修谦，李伟 精密铸造U型螺旋增压扩散器的清砂工艺[J]，铸造2015 （6）587-589.
[2] 张彩珠，张永泉 轴流泵叶轮外圆的机械加工 ，金属加工（冷加工），2015（15）.
[3] 范修谦，张彦杰 U型螺旋增压扩散器精密铸造的制壳技术[J]，铸造2015 （9）567、568、873.
作者：范修谦 （保定风帆精密铸造制品有限公司，河北保定071000）