[发明专利]一种小流量闭式三元叶轮的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种小流量闭式三元叶轮的加工方法，属于离心压缩机叶轮的加工方法。

背景技术

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。

发明内容

     本发明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。

    本发明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。

本发明所述的步骤一，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4~6mm的工余量。

本发明以盖板径向宽度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。

本发明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，

    本发明的优点和积极效果为：

1)    本发明和传统的两大件、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)    利用本发明加工的叶轮，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)    采用本发明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为本发明所述的叶轮部件结构示意图；

图2为本发明所述的叶轮轮毂流道加工示意图；

图3为本发明所述加工方法的流程图之一；

图4为本发明所述加工方法的流程图之二；

图5为本发明所述加工方法的流程图之三；

图6为本发明所述加工方法的流程图之四；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步详述。图1为本发明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为本发明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。

    本发明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。