一种半开式叶轮及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种半开式叶轮及其制造方法，包括叶轮盖体、位于所述叶轮盖体上的轴套，所述轴套位于所述叶轮盖体的一侧为圆柱形结构，所述轴套位于所述叶轮盖体的另一侧为圆台形结构，沿着所述轴套的轴心线方向加工有轴孔，在轴孔中安装有旋转轴；在所述叶轮盖体上设置有多根叶片，每根叶片的周向厚度从叶尖到叶根是逐渐增加的，所述叶片具有第一压力曲面和第二压力曲面，所述叶片具有包覆曲面，所述叶片具有第一吸力曲面和第二吸力曲面。半开式叶轮制造方法包括建立半开式叶轮三维CAD模型、模型分层切片、3D打印、打印后处理，对半开式叶轮毛坯进行修磨处理，在修磨完成之后，对半开式叶轮毛坯进行抛光处理等步骤。

A semi open impeller and its manufacturing method

The invention discloses a semi-open impeller and a manufacturing method thereof, including a cover body of the impeller and a shaft sleeve located on the cover body of the impeller. The shaft sleeve has a cylindrical structure on one side of the cover body of the impeller, and the shaft sleeve is a circular platform structure on the other side of the cover body of the impeller, and is processed along the axis line direction of the shaft sleeve. A shaft hole is provided with a rotating shaft in the shaft hole; a plurality of blades are arranged on the cover body of the impeller, and the circumferential thickness of each blade increases gradually from the tip to the root of the blade. The blade has a first pressure surface and a second pressure surface, and the blade has a coating surface, and the blade has a first suction surface and a second pressure surface. Suction surface. The manufacturing method of semi-open impeller includes establishing three-dimensional CAD model of semi-open impeller, slicing model, printing and post-processing, grinding semi-open impeller blank, polishing semi-open impeller blank after finishing grinding.

【技术实现步骤摘要】
一种半开式叶轮及其制造方法
本专利技术涉及叶轮
，尤其涉及一种半开式叶轮及其制造方法。
技术介绍
叶轮是各类泵组的重要组成部分，叶轮在泵组中工作时就好像人的心脏，只有持续稳定的运作才能给人传递无限的力量。叶轮的好坏直接影响泵组的震动、噪声和静音效果。叶轮从结构上分类叶轮大致可分为闭式叶轮、半开式叶轮、开式叶轮。其中半开式叶轮一般有两种结构：其一为前半开式，由后盖板与叶片组成，此结构叶轮效率较低，为提高效率需配用可调间隙的密封环；另一种为后半开式，由前盖板与叶片组成，由于可应用与闭式叶轮相同的密封环，效率与闭式叶轮基本相同，且叶片除输送液体外，还具有密封作用。半开式叶轮适于输送含有固体颗粒、纤维等悬浮物的液体。半开式叶轮制造难度较小，成本较低，且适应性强，在炼油化工用离心泵中应用逐渐增多，并用于输送清水和近似清水的液体。目前的半开式叶轮一般采用铸造或者锻造的方法，生产成本较高，且不便于进行控制操作。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术中的不足，提供了一种半开式叶轮及其制造方法。本专利技术是通过以下技术方案实现：一种半开式叶轮，包括叶轮盖体、位于所述叶轮盖体上的轴套，所述轴套位于所述叶轮盖体的一侧为圆柱形结构，所述轴套位于所述叶轮盖体的另一侧为圆台形结构，沿着所述轴套的轴心线方向加工有轴孔，在轴孔中安装有旋转轴；在所述叶轮盖体上设置有多根叶片，每根叶片的周向厚度从叶尖到叶根是逐渐增加的。所述叶片具有第一压力曲面和第二压力曲面，所述叶片具有包覆曲面，所述叶片具有第一吸力曲面和第二吸力曲面。一种半开式叶轮制造方法，包括如下步骤：步骤a、建立半开式叶轮三维CAD模型：在三维CAD制图软件中对半开式叶轮进行建模；步骤b、模型分层切片：将半开式叶轮的三维模型沿某一个轴的方向离散为一系列的二维层面，得到一系列的二维平面信息。这样实现对CAD模型进行分层切片处理；打印机能以平面加工方式根据不同工艺要求有序连续加工出每个薄层，这个得到二维平面信息的过程即为切片，数据分层处理出现问题直接影响打印出产品的质量。步骤c、3D打印：对切片后的模型进行信息处理，并控制层片加工控制信息，然后利用3D打印机进行逐层逐级打印操作，得到半开式叶轮毛坯；步骤d、打印后处理：在完成3D打印后，对半开式叶轮毛坯进行静置、强制固化、去粉、包覆；步骤e、对半开式叶轮毛坯进行修磨处理，在修磨完成之后，对半开式叶轮毛坯进行抛光处理。在所述步骤a中，对半开式叶轮的强度和刚度进行计算、分析和可制造性评估，并在仿真软件中对半开式叶轮的流道离散、网络生成、边界条件进行设定，从而实现对半开式叶轮的流场数值模拟，基于流场数值模拟对半开式叶轮的性能进行评估。在所述步骤a中，可以采用CATIA、UG、Pro/E、AutoCAD、CAXA中的一种制图软件。在所述步骤b中，分层切片的厚度为30-50μm。分层厚度是指将三维数字模型进行切片后层与层之间的高度，也是在堆积填充实体时每层的厚度，分层数较多分层厚度较小时，产品精度会较高，但需要加工的层数增多，成型时间也大幅度增加，相反分层厚度较大时，产品表面会有明显的分层打印造成的表面不连续，影响原型的表面质量和精度。在所述步骤c中，3D打印机采用熔融沉积成型、三维打印黏结成型、选择性激光烧结技术、直接金属粉末激光烧结技术中的一种。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用3D打印的制造方法，相较于传统的铸造或锻造的制造方法，具有很大的优势，使用铸造或锻造方法需要相应的模具，既浪费原材料又浪费时间，而3D打印技术就省去了这些繁琐的工序，计算机相关软件都可以帮助直接生成，任何复杂半开式叶轮也都可以很快完成打印，使得生产周期缩短，成本降低，且具有研发过程中原料损耗极大减少的优势。利用该方法生产出来的半开式叶轮，在不影响叶轮进水口的强度、叶轮轴孔强度的同时，使得叶轮各流道完全实现设计要求和叶轮性能，使用该种工艺生产的叶轮能大大提升泵组整体的减震、降噪的能力。附图说明图1为本专利技术的一种结构示意图；图2为本专利技术的另一种结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1和图2，所述的一种半开式叶轮，包括叶轮盖体1、位于所述叶轮盖体1上的轴套2，所述轴套2位于所述叶轮盖体1的一侧为圆柱形结构，所述轴套2位于所述叶轮盖体1的另一侧为圆台形结构，沿着所述轴套2的轴心线方向加工有轴孔3，在轴孔3中安装有旋转轴；在所述叶轮盖体1上设置有多根叶片4，每根叶片4的周向厚度从叶尖到叶根是逐渐增加的；所述叶片4具有第一压力曲面41和第二压力曲面42，所述叶片4具有包覆曲面43，所述叶片4具有第一吸力曲面44和第二吸力曲面45。一种半开式叶轮制造方法，包括如下步骤：步骤a、建立半开式叶轮三维CAD模型：在三维CAD制图软件中对半开式叶轮进行建模；步骤b、模型分层切片：将半开式叶轮的三维模型沿某一个轴的方向离散为一系列的二维层面，得到一系列的二维平面信息。这样实现对CAD模型进行分层切片处理；打印机能以平面加工方式根据不同工艺要求有序连续加工出每个薄层，这个得到二维平面信息的过程即为切片，数据分层处理出现问题直接影响打印出产品的质量。步骤c、3D打印：对切片后的模型进行信息处理，并控制层片加工控制信息，然后利用3D打印机进行逐层逐级打印操作，得到半开式叶轮毛坯；步骤d、打印后处理：在完成3D打印后，对半开式叶轮毛坯进行静置、强制固化、去粉、包覆；步骤e、对半开式叶轮毛坯进行修磨处理，在修磨完成之后，对半开式叶轮毛坯进行抛光处理。在所述步骤a中，对半开式叶轮的强度和刚度进行计算、分析和可制造性评估，并在仿真软件中对半开式叶轮的流道离散、网络生成、边界条件进行设定，从而实现对半开式叶轮的流场数值模拟，基于流场数值模拟对半开式叶轮的性能进行评估。在所述步骤a中，可以采用CATIA、UG、Pro/E、AutoCAD、CAXA中的一种制图软件。在所述步骤b中，分层切片的厚度为30-50μm。分层厚度是指将三维数字模型进行切片后层与层之间的高度，也是在堆积填充实体时每层的厚度，分层数较多分层厚度较小时，产品精度会较高，但需要加工的层数增多，成型时间也大幅度增加，相反分层厚度较大时，产品表面会有明显的分层打印造成的表面不连续，影响原型的表面质量和精度。在所述步骤c中，3D打印机采用熔融沉积成型、三维打印黏结成型、选择性激光烧结技术、直接金属粉末激光烧结技术中的一种。综上所述，本专利技术采用3D打印的制造方法，相较于传统的铸造或锻造的制造方法，具有很大的优势，使用铸造或锻造方法需要相应的模具，既浪费原材料又浪费时间，而3D打印技术就省去了这些繁琐的工序，计算机相关软件都可以帮助直接生成，任何复杂半开式叶轮也都可以很快完成打印，使得生产周期缩短，成本降低，且具有研发过程中原料损耗极大减少的优势。利用该方法生产出来的半开式叶轮，在不影响叶轮进水口的强度、叶轮轴孔强度的同时，使得叶轮各流道完全实现设计要求和叶轮性能，使用该种工艺生产的叶轮能大大提升泵组整体的减震、降噪的能力。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半开式叶轮，其特征在于，包括叶轮盖体（1）、位于所述叶轮盖体（1）上的轴套（2），所述轴套（2）位于所述叶轮盖体（1）的一侧为圆柱形结构，所述轴套（2）位于所述叶轮盖体（1）的另一侧为圆台形结构，沿着所述轴套（2）的轴心线方向加工有轴孔（3），在轴孔（3）中安装有旋转轴；在所述叶轮盖体（1）上设置有多根叶片（4），每根叶片（4）的周向厚度从叶尖到叶根是逐渐增加的。

【技术特征摘要】
1.一种半开式叶轮，其特征在于，包括叶轮盖体（1）、位于所述叶轮盖体（1）上的轴套（2），所述轴套（2）位于所述叶轮盖体（1）的一侧为圆柱形结构，所述轴套（2）位于所述叶轮盖体（1）的另一侧为圆台形结构，沿着所述轴套（2）的轴心线方向加工有轴孔（3），在轴孔（3）中安装有旋转轴；在所述叶轮盖体（1）上设置有多根叶片（4），每根叶片（4）的周向厚度从叶尖到叶根是逐渐增加的。2.根据权利要求1所述的一种半开式叶轮，其特征在于，所述叶片（4）具有第一压力曲面（41）和第二压力曲面（42），所述叶片（4）具有包覆曲面（43），所述叶片（4）具有第一吸力曲面（44）和第二吸力曲面（45）。3.如权利要求1所述的一种半开式叶轮制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤a、建立半开式叶轮三维CAD模型：在三维CAD制图软件中对半开式叶轮进行建模；步骤b、模型分层切片：将半开式叶轮的三维模型沿某一个轴的方向离散为一系列的二维层面，得到一系列的二维平面信息,这样实现对CAD模型进行分层切片处理；步骤c、3D打印：对切片后的模型进行信息处理，并控制层片加工控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙晓明，王金兴，王淑敏，
申请(专利权)人：张家港市海工船舶机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32