一种新型三元流闭式叶轮结构及加工方法技术

本发明专利技术公开了一种新型三元流闭式叶轮结构及加工方法，叶轮结构包括轮盘、主叶片、分流叶片、轮盖五部分，采用组合加工方法对各部件进行精加工，轮盖上加工定位槽，叶片嵌入轮盖的预留槽里进行周向定位，同时将叶轮工作时的应力有效地传导至叶轮与叶片的接触表面，提高叶轮的整体强度，采用外部焊接或螺钉连接的方法将轮盘、叶片、轮盖固定连接在一起，最后进行精加工，减小了制造难度，降低生产成本。

A new structure and machining method of three-dimensional flow closed impeller

【技术实现步骤摘要】
一种新型三元流闭式叶轮结构及加工方法
本专利技术属于机械制造领域，特别提供了一种新型三元流闭式叶轮结构及加工方法。
技术介绍
叶轮主要有以下四种形式：闭式，前半开式，后半开式，开式，闭式叶轮效率高，制造难度大，其中，三元闭式叶轮主要用于压缩机、发电机，其主要由轮盘，叶片，轮盖组成，三元离心叶轮的叶型一般为直纹面，由于其结构比较复杂，加工难度非常大。现有技术中，闭式三元叶轮的制造方法主要有焊接叶轮、整体铸造叶轮、整体加工叶轮，焊接叶轮是将轮盘、叶片和轮盖用焊接的方法组装在一起，一般是用五轴加工中心加工开式叶轮和轮盖，再进行整体钎焊，热处理，精加工，探伤，动平衡和超转速实验，其中的钎焊工艺要求非常高。整体铸造叶片是用精密铸造的方法将叶轮一次性整体铸造出来，省工省料，但铸模加工工艺要求要，技术难度大，一般采用石膏型低压，真空铸造工艺，成型后对样件进行理化试验、探伤、精加工、动平衡和超转速试验。整体加工叶轮直接利用五轴加工中心进行闭式叶轮的加工，一次加工成型，叶片精度高，但对机床、产品型线和加工刀具有一定的要求和限制。专利CN102430711A中提出了一种增压器涡轮叶轮的快速制造方法，通过将三维模型导入快速成型设备烧结模具，再利用真空铸造方法，实现叶轮的浇筑成型。这种制造方法产品精度低，成本高，且不适合批量生产。专利CN102091919A中提出了一种三元闭式叶轮的加工方法，在五轴联动数控加工中心上，将半精车完的锻件装卡后经钻孔、粗加工、半精加工、清根和精加工进行闭式通道的整体铣制，整体铣制出叶片及叶片通道。这种制造方法受叶片型线及加工刀具的限制，不适用于结构复杂，内部流道空间小，无法下刀的叶轮。鉴于此提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的为克服现有技术的不足，提供一种新型三元流闭式叶轮结构及加工方法，加工制造简单，生产成本低，适合批量化生产。为实现该目的，本专利技术采用如下技术方案：一种新型三元流闭式叶轮结构及加工方法，包括：叶轮采用组合加工方法，轮盖上开有槽，叶片嵌入轮盖的预留槽里，将轮盘、叶片、轮盖固定连接在一起，最后进行精加工。通过上述技术方案，可以降低加工难度，使加工不受叶片型线及叶轮尺寸的限值，既能保证加工精度，又能有效地降低生产成本，更有利于批量化生产。所述组合加工方法，轮盘与分流叶片一体加工，轮盖与主叶片一体加工。通过上述技术方案，可以降低加工难度，减少生产成本，同时能保证轮盖与主叶片的连接强度，有效地减小了应力集中。所述组合加工方法，轮盘与主叶片、分流叶片一体加工，轮盖单独加工。通过上述技术方案，可以降低加工难度，减少生产成本，保证加工精度。所述轮盖上的预留槽为通槽，叶片嵌入通槽定位。通过上述技术方案，可以将工作时的应力有效地转移到轮盖与通槽的接触表面，提高叶轮的整体强度及可靠性，同时，通过通槽可以实现从轮盖外侧对轮盖与叶片的焊接，降低焊接难度，保证焊接质量，降低焊接成本。所述轮盖上的预留槽为深度为n，所述n＜m，所述m是轮盖的厚度。通过上述技术方案，可以保证轮盖外表面有足够的空间加工T型孔。所述轮盘、叶片、轮盖固定连接方式为焊接连接或螺钉、铆钉等可拆卸连接。通过上述技术方案，保证了轮盖、叶片、轮盘的连接强度，降低制造难度，减少制造成本。所述轮盘上加工有与主叶片配合的定位槽。通过上述技术方案，保证了轮盘与轮盖的装配精度，提高了叶轮的整体强度。所述叶片上开有螺纹孔，螺纹孔的数量为x，x＝1，2，3……100。通过上述技术方案，可根据叶片长度及工作过程中的强度要求，合理地选择开孔数量，保证连接强度。所述轮盖上开有T型孔，T型孔的数量与权利要求8中的数量相等。所述一体加工方法，采用铣加工、铸造加工、电火花加工等方式。采用本专利技术采用的技术方案后，带来以下有益效果。1、本专利技术采用组合加工方法，加工难度降低，且能保证加工精度，降低加工成本。2、本专利技术组合加工方法将轮盘与分流叶片一体加工，轮盖与主叶片一体加工，保证了每一部分加工时刀具的加工空间，降低了加工难度，同时，将轮盖与主叶片一体加工，保证了轮盖与主叶片之间的连接强度，避免了应力集中。3、本专利技术组合加工方法将轮盘与主叶片、分流叶片一体加工，轮盖单独加工，降低了各部分的加工难度。4、本专利技术在轮盖上加工预留槽，既可以对轮盘上加工的叶片进行定位，又可以将叶轮工作时的收到的剪切应力转移到叶片与槽之间的接触面上，减小了连接件的应力集中，增加了叶轮的强度和寿命。5、本专利技术在轮盖上加工通槽，连接方式选用焊接，采用此固定方法可以实现从轮盖外侧对轮盖与叶片的焊接固定，解决了从轮盖内侧焊接的技术难题，降低了焊接成本，在焊接完成后对轮盖外侧进行精加工，保证了叶轮的精度。6、本专利技术在轮盖上加工深度为n的预留槽，同时在叶片上加工螺纹孔，在轮盖外侧加工T形孔，轮盘、叶片、轮盖的固定连接方法为螺钉、铆钉等可拆卸连接，所述制造方法工艺简单，固定方便、可靠，可以实现快速拆装，产品精度高，且可以有效地降低批量生产的成本。附图说明图1是本专利技术中三元闭式叶轮制造模型(焊接连接)的三维图；图2是本专利技术中轮盘及分流叶片一体加工模型(焊接连接)的主视图；图3是本专利技术中轮盖及主叶片一体加工模型(焊接连接)的主视图；图4是本专利技术中轮盖及主叶片一体加工模型(焊接连接)的后视图；图5是本专利技术中三元闭式叶轮制造模型(螺钉连接)的三维图；图6是本专利技术中三元闭式叶轮制造方法(螺钉连接)的主视图；图7是本专利技术中三元闭式叶轮制造方法(螺钉连接)的右视图；图8是本专利技术中轮盘及分流叶片一体加工模型(螺钉连接)的主视图；图9是本专利技术中轮盘及分流叶片一体加工模型(螺钉连接)的右视图；图10是本专利技术中轮盖及主叶片一体加工模型(螺钉连接)的主视图；图11是本专利技术中轮盖及主叶片一体加工模型(螺钉连接)的后视图；图12是本专利技术中轮盘、分流叶片、主叶片一体加工模型的主视图；图13是本专利技术中轮盖加工模型的主视图；图14是本专利技术中轮盖加工模型的后视图。附图中各部件的标记如下：1、叶轮；2、轮盘；3主叶片；4、分流叶片；5、轮盖；6、T形孔；7、螺纹孔；8槽。具体实施方式实施例1：三元闭式叶轮1包括轮盘2、主叶片3、分流叶片4、轮盖5五部分，先将轮盘2与分流叶片4一体加工如图2所示，主叶片3与轮盖5一体加工如图3、4所示，降低了加工难度，保证加工精度及轮盖5与主叶片3的连接强度，加工轮盖1时，在轮盖1上开有与分流叶片4型线一致的通槽8，轮盖的厚度留有0.2mm的余量，然后，将轮盘2与轮盖5装配如图1所示，轮盘1上的分流叶片4嵌入轮盖5上的通槽8中进行周向定位，并将叶轮1工作时的应力有效地转移到轮盖5与通槽8的接触表面，提高叶轮1的整体强度及可靠性，同时，通过通槽8可以实现从轮盖5外侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型三元流闭式叶轮结构及加工方法，其特征在于，三元闭式叶轮包括轮盘、主叶片、分流叶片、轮盖五部分，叶轮采用组合加工方法，轮盖上加工定位槽，叶片嵌入轮盖的预留槽里，采用外部焊接或螺钉连接的方法将轮盘、叶片、轮盖固定连接在一起，最后进行精加工。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型三元流闭式叶轮结构及加工方法，其特征在于，三元闭式叶轮包括轮盘、主叶片、分流叶片、轮盖五部分，叶轮采用组合加工方法，轮盖上加工定位槽，叶片嵌入轮盖的预留槽里，采用外部焊接或螺钉连接的方法将轮盘、叶片、轮盖固定连接在一起，最后进行精加工。


2.按权利要求1所述三元闭式叶轮的制造方法，其特征在于，所述组合加工方法，轮盘与分流叶片一体加工，轮盖与主叶片一体加工。


3.按权利要求1所述三元闭式叶轮的制造方法，其特征在于，所述组合加工方法，轮盘与主叶片、分流叶片一体加工，轮盖单独加工。


4.按权利要求1-3任一所述三元闭式叶轮的制造方法，其特征在于，所述轮盖上的预留槽为通槽，叶片嵌入通槽定位。


5.按权利要求1-3任一所述三元闭式叶轮的制造方法，其特征在于，所述轮盖上的预留槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏冰，张亮，姜鹏，李勇，王中原，
申请(专利权)人：苏州磁锋能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32