一种小流量闭式三元叶轮的加工方法技术

一种小流量闭式三元叶轮的加工方法，该加工方法包括以下步骤：步骤一是：将叶轮锻件安装在数控机床的车削加工中心上，对其进行半精加工；步骤二是：在叶轮轮盖上加工环形槽，并完成叶轮整个流道加工；步骤三是：把轮盖环形盖板焊接到轮盖上，并完成叶轮轮盖和轮毂的外形精加工；所述的半精加工是将叶轮锻件装卡在数控机床的车削加工中心，对叶轮锻件进行车削，其中轴向进刀车削至叶轮叶片进风口，径向进刀车削出轮盖的外轮廓，并在轮盖和轮毂侧要保证4~6mm的工余量；它具有流道形成面内无焊缝，流道比较光滑，能有效地降低气动阻力，有较好的气动性能和气动效率，加工质量好、叶轮强度高，有良好的耐腐蚀性等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是，属于离心压缩机叶轮的加工方法。
技术介绍
小流量三元叶轮为离心压缩机的做功元件，该叶轮的特点为进口叶片扭曲程度 大，出风口宽度较窄，轮毂盘面和盖盘回转面曲率较大，流道偏差对叶轮气动性能影响大。 叶轮一般包含轮盖、轮毂和叶片三大件，当叶片铣制在轮盖或轮毂上，称之为两大件叶轮。 两大件或三大件叶轮，其部件采用电焊、钎焊、铆接或组合方式连接。对于小流量三元叶轮， 由于叶片宽度窄，无法采用铆接及其组合方式；而采用电焊方式，会在流道内残留焊接飞溅 物，对流道气动特性影响较大，但由于出风口宽度窄，无法进行修磨，且经焊接后的叶轮强 度低，耐腐蚀性差。对于大口径闭式叶轮，由于进风口和出风口宽度较大，铣制刀头可以直 接进入叶轮流道内进行流道加工，然而对于小流量闭式三元叶轮，由于该叶轮上述特点无 法运用大口径闭式叶轮加工方法进行加工。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可以保证加工流道和设 计型线的一致性，能降低叶轮加工工时、提高叶轮的加工质量和气动效率的小流量闭式三 元叶轮的加工方法。本专利技术的目的是通过如下技术方案来实现的该加工方法包括以下步骤步骤一 是将叶轮锻件安装在数控机床的车削加工中心上，对其进行半精加工；步骤二是在叶轮 轮盖上加工环形槽，并完成叶轮整个流道加工；步骤三是把轮盖环形盖板焊接到轮盖上， 并完成叶轮轮盖和轮毂的外形精加工。本专利技术所述的步骤一，所述的半精加工是将叶轮锻件装卡在数控机床的车削加工 中心，对叶轮锻件进行车削，其中轴向进刀车削至叶轮叶片进风口，径向进刀车削出轮盖的 外轮廓，并在轮盖和轮毂侧要保证remm的工余量。本专利技术以盖板径向宽度B和径向位置尺寸D为基准，在半精加工锻件上挖去轮盖 盖板部分，并从叶轮进风口 A、叶轮轮盖的盖板B以及叶轮进风口 C三个位置及方位完成对 整个叶轮流道粗加工、半精加工和精加工。本专利技术将所述叶轮轮盖的盖板和叶轮轮毂进行焊接，其焊缝深度不超过轮盖盖板 厚度；在叶轮轮盖的盖板和叶轮轮毂焊接完成后，重新装夹在数控机床的车削加工中心，对 叶轮外轮廓进行精车，以消除焊接应力，本专利技术的优点和积极效果为1)本专利技术和传统的两大件、三大件叶轮加工工艺相比，其流道形成面内无焊缝，流道比 较光滑，能有效地降低气动阻力；2)利用本专利技术加工的叶轮，其流道完成通过数控铣制加工，能完全符合叶轮设计型线要求，具有较好的气动性能和气动效率； 3)采用本专利技术全铣制方法加工的小流量闭式三元叶轮，其加工质量好、叶轮强度高，且具有良好的耐腐蚀性。附图说明图1为本专利技术所述的叶轮部件结构示意 图2为本专利技术所述的叶轮轮毂流道加工示意 图3为本专利技术所述加工方法的流程图之一； 图4为本专利技术所述加工方法的流程图之二； 图5为本专利技术所述加工方法的流程图之三； 图6为本专利技术所述加工方法的流程图之四；具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术做进一步详述。图1为本专利技术所述加工方法所涉及的叶轮部件图，其中图1中的a为流道已经完成铣制的叶轮轮毂部分，b为叶轮轮盖环形盖板部分。在图1中，11为叶轮旋转中心，50为叶轮轮毂，51为叶轮进风口，52为叶轮出风口，53为叶轮轮毂子午面型线，54为叶轮轮盖子午面型线，54a为叶轮轮毂叶片和叶轮轮盖盖板接触部分型线，55为叶轮轮毂残余轮盖部分，B为挖去叶轮轮毂盖板径向宽度，D为挖去叶轮轮毂盖板径向位置尺寸；在图1b中，41为叶轮轮盖盖板和叶轮叶片接触曲面，42和43为轮盖盖板和叶轮轮毂残余盖盘周向配合环形面。图2为本专利技术所述加工方法所涉及的叶轮轮毂流道加工示意图，可以看出通过在叶轮轮盖上开挖轮盖盖板，数控刀具可以从图2中A、B、C三个位置及方位对叶轮流道进行铣制加工。对于小流量闭式三元叶轮，盖板径向宽度B和径向位置尺寸D确定，通过三维造型软件UG和数控加工软件MAX-5来进行校验。本专利技术所述的加工方法包括以下步骤步骤一是将叶轮锻件安装在数控机床的车削加工中心上，对其进行半精加工；步骤二是在叶轮轮盖上加工环形槽，并完成叶轮整个流道加工；步骤三是把轮盖环形盖板焊接到轮盖上，并完成叶轮轮盖和轮毂的外形精加工。本专利技术所述的步骤一，所述的半精加工是将叶轮锻件装卡在数控机床的车削加工中心，对叶轮锻件进行车削，其中轴向进刀车削至叶轮叶片进风口，径向进刀车削出轮盖的外轮廓，并在轮盖和轮毂侧要保证remm的工余量。本专利技术以盖板径向宽度B和径向位置尺寸D为基准，在半精加工锻件上挖去轮盖盖板部分，并从叶轮进风口 A、叶轮轮盖的盖板B以及叶轮进风口 C三个位置及方位完成对整个叶轮流道粗加工、半精加工和精加工。本专利技术将所述叶轮轮盖的盖板和叶轮轮毂进行焊接，其焊缝深度不超过轮盖盖板厚度；在叶轮轮盖的盖板和叶轮轮毂焊接完成后，重新装夹在数控机床的车削加工中心，对叶轮外轮廓进行精车，以消除焊接应力， 本专利技术所述叶轮轮盖环形槽宽度和位置确定，关系到能否完成对整个扭曲流道的铣制。设定轮盖环形槽宽度及位置参数，利用三维实体造型UG软件完成其造型，并运用MAX-5软件模拟数控刀头加工轨迹，判定能否完成对整个流道的全铣制加工；把加工成形的叶轮环形盖板放置在叶轮半精加工件上，进行焊接，焊接方式可以选择钎焊、电焊或其组合方式；最后，对焊接后叶轮进行精加工，使得其外形尺寸达到图纸要求。实施例图3—图6为本专利技术所述加工小流量闭式三元叶轮的流程图，其中如图3所示，将整体锻件装卡在数控加工中心上，对锻件进行车削，轴向进刀车削至叶轮叶片进风口 51，径向进刀车削出轮盖的外轮廓，注意保证加工余量Γ6πιπι ；按照盖板径向宽度B和径向位置尺寸D，在半精加工锻件上挖去轮盖盖板部分，如图4 所示；按照图2所示方法，从A、B、C三个位置及方位完成对整个叶轮流道粗加工、半精加工和精加工，完成此工艺步骤后，叶轮流道尺寸已完全符合形位公差要求。如图5所示，配合叶轮轮盖盖板和叶轮轮毂，按照要求对上述叶轮两部分进行焊接，注意焊缝深度不要超过轮盖盖板厚度。当叶轮轮盖盖板和叶轮轮毂焊接完成后，消除焊接应力，重新装夹在数控机床的车削加工中心，对叶轮外轮廓进行精车达到图纸要求。采用本专利技术的加工方法加工小流量闭式三元叶轮，由于叶轮进风口和出风口宽度窄，如叶轮外径在350mm、叶轮出风口宽度在6mm左右，材料采用高强度不锈钢，其实际加工时间不超过60小时；其次，对于闭式叶轮，轮盖应力水平较低，通过超速试验及探伤检测， 叶轮变形量及强度完成满足工艺要求；由于叶轮为完全铣制加工，流道形状和图面型线完全一致，且流道光滑，能提高叶轮等熵效率广3百 分点。权利要求1.，其特征在于该加工方法包括以下步骤步骤一是将叶轮锻件安装在数控机床的车削加工中心上，对其进行半精加工；步骤二是在叶轮轮盖上加工环形槽，并完成叶轮整个流道加工；步骤三是把轮盖环形盖板焊接到轮盖上，并完成叶轮轮盖和轮毂的外形精加工。2.根据权利要求1所述的小流量闭式三元叶轮的加工方法，其特征在于所述的步骤一，所述的半精加工是将叶轮锻件装卡在数控机床的车削加工中心，对叶轮锻件进行车削， 其中轴向进刀车削至叶轮叶片进风口，径向进刀车削出轮盖的外轮廓，并在轮盖和轮毂侧要保证4飞mm的工余量。3.根据权利要求1或2所述的小流量闭式三元叶轮的加工方法，其特征在于以盖板径向宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小流量闭式三元叶轮的加工方法，其特征在于该加工方法包括以下步骤：步骤一是：将叶轮锻件安装在数控机床的车削加工中心上，对其进行半精加工；步骤二是：在叶轮轮盖上加工环形槽，并完成叶轮整个流道加工；步骤三是：把轮盖环形盖板焊接到轮盖上，并完成叶轮轮盖和轮毂的外形精加工。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫志勇，吴四门，金建羊，何洪均，
申请(专利权)人：杭州杭氧透平机械有限公司，
类型：发明
国别省市：