[发明专利]一种水泵扭曲叶片闭式叶轮及其加工工艺

说明书

本发明公开了一种水泵扭曲叶片闭式叶轮及其加工工艺，水泵扭曲叶片闭式叶轮包括：单个扭曲叶片，若干个单个扭曲叶片依次拼接形成闭式叶轮，且每一个单个扭曲叶片通过五轴联动数控机床整体铣加工形成；相邻设置的两个单个扭曲叶片的拼接处焊接连接并形成焊缝，且焊缝的数量与闭式叶轮的单个扭曲叶片的数量相同。本发明大幅度提升了闭式叶轮制造的精准度、表面光滑度和闭式叶轮重量均匀程度、大幅度缩短了闭式叶轮的制造周期、解决了扭曲大、数量多叶片整体铣制工艺中出现的加工难度大等问题，同时提高了闭式叶轮的结构的可靠性和水力性能，降低闭式叶轮的振动。

技术领域

本发明涉及泵叶轮制造工艺技术领域，尤指一种水泵扭曲叶片闭式叶轮及其加工工艺。

背景技术

目前通用的几种水泵叶轮加工工艺分别为：

1)传统开模具铸造：目前低振动噪声、高效叶片通常采用增加叶片数、扭曲叶片设计方法，叶片空间扭曲大、叶片数量多的叶轮采用传统开模具铸造方式往往难以实现，且铸造叶轮成本高、生产周期长、精准度低、表面粗糙，通过开模具铸造生产叶轮精度低，一致性差，不适用于叶轮精准制造，更不适用低振动噪声高效叶轮水泵生产；

2)冲压+铆焊：通过冲压工艺完成叶片制作并铆焊在前后盖板上，但冲压工艺仅能够完成弯曲度不高的直叶片加工，无法完成空间扭曲较大的叶片加工，且多个叶片铆焊点增加了流道内阻力，影响了叶轮水力性能和振动性能；

3)3D打印：通过3D打印机完成金属叶轮3D打印，该方法能够很好的保证产品与设计保持一致性，加工周期短，但费用非常昂贵，目前3D打印金属叶轮工艺尚未市场化；

4)铸造蜡膜抽离：对于性能要求较高的闭式叶轮，往往内部结构复杂、叶片扭曲大，铸造模具无法完成铸造蜡膜抽离，导致普通铸造工艺无法完成；

5)整体铣工艺：叶轮主体通过整体铣工艺机加工而成，通过将前盖板与叶片前缘与尾缘局部焊接，实现闭式叶轮制作，但针对叶片总数较多、叶片扭曲大的叶轮主体，由于叶片之间间距过小、叶片扭曲大，叶轮主体无法通过整体铣工艺完成；其次，由于整体铣叶轮与前盖板通过局部焊接，焊缝在叶轮长时间运行过程中受到腐蚀容易开裂，导致叶轮主体与前盖板分裂，且焊缝尾缘叶轮流道内部，影响叶轮水力性能；由于整体铣制的叶轮主体与前盖板焊接成型后，前盖板与叶片之间存在缝隙，存在流体泄漏，降低叶轮水力性能，因此该方法还有待改进。

随着水泵叶轮设计水平和客户要求的提高，对水泵叶轮制造工艺要求越来越高，低振动设计出来的水泵叶轮对叶轮内部细节要求非常高，对流道内外表面的光滑程度要求非常高，因此制造工艺满足设计要求，才能完全将低振动设计的优势体现出来，通常低振动叶轮叶片通常空间扭曲大，采用常规的机加工或铸造工艺很难实现加工。因此需要开发一种新的低振动水泵闭式叶轮制造工艺，既能使金属叶轮结构与设计结构保持一致，又能够保证叶轮焊缝强度和可靠性，使该工艺能够满足水泵的性能和可靠性使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种水泵扭曲叶片闭式叶轮及其加工工艺，大幅度提升了闭式叶轮制造的精准度、表面光滑度和闭式叶轮重量均匀程度、大幅度缩短了闭式叶轮的制造周期、解决了扭曲大、数量多叶片整体铣制工艺中出现的加工难度大等问题，同时提高了闭式叶轮的结构的可靠性和水力性能，降低闭式叶轮的振动。

本发明提供的技术方案如下：

一种水泵扭曲叶片闭式叶轮加工工艺，包括步骤：

通过五轴联动数控机床整体铣加工形成单个扭曲叶片，其中，若干个所述单个扭曲叶片依次拼接形成所述闭式叶轮；

于相邻设置的两个所述单个扭曲叶片的拼接处焊接并形成焊缝，其中，所述焊缝的数量与所述闭式叶轮的单个扭曲叶片的数量相同。