一种离心泵叶轮制造工艺制造技术

一种离心泵叶轮制造工艺，涉及金属零件的增材制造技术领域，先制作带有多个背板(12)的离心泵轴(11)，再将离心泵轴(11)竖直定位到增材制造设备(20)的密闭工作腔(21)内，使背板(12)需要生成叶片(13)的一面朝上，利用增材制造设备(20)的送粉熔化一体激光加工器(27)的加工头在多个背板(12)上逐层打印，直至在多个背板(12)上得到完整叶片(13)，控制送粉熔化一体激光加工器(27)运动的多轴运动系统设置在密闭工作腔(21)外部。本发明专利技术为离心泵叶轮尤其是多级叶轮提供了科学的分步制造手段并基于送粉式激光增材制造技术搭建了简单、高效、低成本的制造平台，确保叶轮复杂部位的制造效率和品质。和品质。和品质。

【技术实现步骤摘要】
一种离心泵叶轮制造工艺


[0001]本专利技术涉及金属零件的增材制造
，具体为基于送粉式激光增材制造工艺实施的一种离心泵叶轮制造工艺。

技术介绍

[0002]金属增材制造技术(3D打印技术)近年来已经被广泛应用到具有复杂机构的金属零件制造和修复中。尤其是具有曲面的叶轮、叶片等结构，由于传统制造技术工序复杂、制造精度无法保证，越来越多地被增材制造工艺所取代，应用的主要是金属粉末材料，例如江苏大学于2014年就申请过《一种激光3D打印泵用叶轮的装置及方法》(申请号CN201410435407.7)，综合运动了多种金属粉末来针对叶轮不同的分区进行不同的制造和控制。
[0003]比起整个零件都使用增材制造工艺成型，通过增材制造工艺与传统制造工艺结合，在已有简单结构上只利用增材制造工艺成型复杂结构更符合产业效率的需要，离心泵叶轮从结构上比较适合这种制造方式，但现有技术公开的相关手段较少，尤其是带轴的叶轮，很多是多级叶轮，尺寸庞大，对这样的叶轮实施增材制造工艺，如何选择增材制造设备、搭建增材制造平台也缺乏值得借鉴的现有技术。

技术实现思路

[0004]为解决
技术介绍
的问题，本专利技术提供一种离心泵叶轮制造工艺，为离心泵叶轮尤其是多级叶轮提供科学的分步制造手段，并基于送粉式激光增材制造技术搭建简单、高效、低成本的制造平台，确保叶轮复杂部位的制造效率和品质。
[0005]本专利技术所采取的技术方案具体是：
[0006]一种离心泵叶轮制造工艺，采用送粉式激光增材制造工艺，包括以下步骤：r/>[0007]步骤1：制作带有多个背板的离心泵轴，所述多个背板在离心泵轴上间隔排列；
[0008]步骤2：在步骤1中所述的离心泵轴的多个背板上，采用送粉式激光增材制造工艺制造叶片；
[0009]步骤2中所述的采用送粉式激光增材制造工艺制造叶片是通过将离心泵轴竖直定位到增材制造设备的密闭工作腔内，使所述背板需要生成叶片的一面朝上，利用增材制造设备的送粉熔化一体激光加工器的加工头在多个背板上逐层打印，直至在多个背板上得到完整叶片，从而制得离心泵叶轮；
[0010]其中，所述送粉熔化一体激光加工器是在多轴运动系统控制下在水平面内和竖直方向运动，所述多轴运动系统设置在所述密闭工作腔外部。
[0011]优选地，上述离心泵叶轮制造工艺，所述密闭工作腔设置为高度尺寸大于宽度尺寸，并且宽度尺寸不超过所述背板宽度的2倍，以使所述密闭工作腔的形状与所述离心泵轴的整体轮廓相适应。
[0012]优选地，上述离心泵叶轮制造工艺，所述密闭工作腔临近送粉熔化一体激光加工
器一侧的面板设置有柔性或弹性密封面，所述送粉熔化一体激光加工器的加工头穿设在所述柔性或弹性密封面上，从而使所述送粉熔化一体激光加工器的加工头部分位于所述密闭工作腔内，其余部分位于所述密闭工作腔外。
[0013]优选地，上述离心泵叶轮制造工艺，所述的将离心泵轴竖直定位到增材制造设备的密闭工作腔内具体为：通过安装在工作台上的旋转卡盘和夹爪将离心泵轴的下端部竖直定位到工作台。
[0014]优选地，上述离心泵叶轮制造工艺，所述旋转卡盘与安装在工作台内的旋转驱动组件相连接。
[0015]优选地，上述离心泵叶轮制造工艺，所述密闭工作腔临近送粉熔化一体激光加工器一侧的面板包括刚性部分以及所述柔性或弹性密封面，所述刚性部分位于所述柔性或弹性密封面的外围。
[0016]优选地，上述离心泵叶轮制造工艺，所述密闭工作腔临近送粉熔化一体激光加工器一侧的面板为方形面板，所述柔性或弹性密封面的宽度不超过所述方形面板宽度的2/3。
[0017]优选地，上述离心泵叶轮制造工艺，所述多轴运动系统为X
‑
Y
‑
Z轴运动系统，Z轴为竖直方向，所述送粉熔化一体激光加工器位于密闭工作腔外的所述其余部分搭载在所述X
‑
Y
‑
Z轴运动系统上，在水平面内和竖直方向运动。
[0018]优选地，上述离心泵叶轮制造工艺，所述X
‑
Y
‑
Z轴运动系统采用电机
‑
丝杆机构作为运动机构。
[0019]优选地，上述离心泵叶轮制造工艺，所述送粉熔化一体激光加工器的加工头在多个背板上打印叶片的顺序是自最上侧的一个背板上开始打印或者自最下侧的一个背板开始打印。
[0020]有益效果：
[0021]本专利技术提供的一种离心泵叶轮制造工艺，为离心泵叶轮尤其是多级叶轮提供了科学的分步制造手段，离心泵轴和背板部分可以保留传统制造工艺，采用送粉式激光增材制造工艺在离心泵轴的多个背板上打印形状复杂的叶片能节省制造程序并获得高的尺寸精度和品质。
[0022]市场上的增材制造设备型号和成本主要是取决于成型尺寸，由于离心泵叶轮尤其是多级叶轮尺寸较大，目前市场上能够满足生产需要的增材制造设备是昂贵的，成型尺寸大也导致为了维护增材制造过程中的惰性保护气氛而付出的生产时间变长，生产成本变高，而本专利技术提出的离心泵叶轮制造工艺基于送粉式激光增材制造技术搭建了简单、高效、低成本的制造平台，不仅保证了密闭工作腔尺寸最小，激光加工头的空间占用和运动幅度最小，也确保了叶轮复杂部位的制造效率和品质。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例要制造的一种离心泵叶轮产品结构。
[0024]图2为本专利技术实施例的离心泵叶轮制造工艺的过程状态之一。
[0025]图3为图2中使用的增材制造设备右侧面板结构示意图。
[0026]图4为本专利技术实施例的离心泵叶轮制造工艺的过程状态之二。
[0027]图中各附图标记的含义：
[0028]离心泵叶轮10，离心泵轴11，背板12，叶片13；
[0029]增材制造设备20，密闭工作腔21，旋转卡盘22，夹爪23，保护气体进口24，保护气体出口25，柔性或弹性密封面26，送粉熔化一体激光加工器27，丝杆28，安装孔29。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0031]实施例1
[0032]一种离心泵叶轮制造工艺，采用送粉式激光增材制造工艺，包括以下步骤：
[0033]步骤1：制作带有多个背板12的离心泵轴11，所述多个背板12在离心泵轴11上间隔排列。
[0034]步骤2：在步骤1中所述的离心泵轴11的多个背板12上，采用送粉式激光增材制造工艺制造叶片13。
[0035]比起整个零件都使用增材制造工艺成型，通过增材制造工艺与传统制造工艺结合，在已有简单结构上只利用增材制造工艺成型复杂结构更符合产业效率的需要，离心泵叶轮从结构上比较适合这种制造方式，因此本专利技术步骤1中所称的带有多个背板12的离心泵轴11除非有特殊需要，否则默认为按照传统铸造、焊接、粉末冶金等工艺制作，而非通过增材制造工艺制作。而且，该带有多个背板12的离心泵轴11可以是分体制造后连接到一起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离心泵叶轮制造工艺，采用送粉式激光增材制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制作带有多个背板(12)的离心泵轴(11)，所述多个背板(12)在离心泵轴(11)上间隔排列；步骤2：在步骤1中所述的离心泵轴(11)的多个背板(12)上，采用送粉式激光增材制造工艺制造叶片(13)；步骤2中所述的采用送粉式激光增材制造工艺制造叶片(13)是通过将离心泵轴(11)竖直定位到增材制造设备(20)的密闭工作腔(21)内，使所述背板(12)需要生成叶片(13)的一面朝上，利用增材制造设备(20)的送粉熔化一体激光加工器(27)的加工头在多个背板(12)上逐层打印，直至在多个背板(12)上得到完整叶片(13)，从而制得离心泵叶轮(10)；其中，所述送粉熔化一体激光加工器(27)是在多轴运动系统控制下在水平面内和竖直方向运动，所述多轴运动系统设置在所述密闭工作腔(21)外部。2.根据权利要求1所述的一种离心泵叶轮制造工艺，其特征在于，所述密闭工作腔(21)设置为高度尺寸大于宽度尺寸，并且宽度尺寸不超过所述背板(12)宽度的2倍，以使所述密闭工作腔(21)的形状与所述离心泵轴(11)的整体轮廓相适应。3.根据权利要求2所述的一种离心泵叶轮制造工艺，其特征在于，所述密闭工作腔(21)临近送粉熔化一体激光加工器(27)一侧的面板设置有柔性或弹性密封面(26)，所述送粉熔化一体激光加工器(27)的加工头穿设在所述柔性或弹性密封面(26)上，从而使所述送粉熔化一体激光加工器(27)的加工头部分位于所述密闭工作腔(21)内，其余部分位于所述密闭工作腔(21)外。4.根据权利要求3所述的一种离心泵叶轮制造工艺，其特征在于，所述的将离心泵轴(11)竖直定位到增材制造设备(20)的密闭工作腔(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘先盛，许文超，郑剑平，管建荣，王殿远，陈颂英，朱祖超，戈兰斯基，
申请(专利权)人：烟台龙港泵业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：