[发明专利]一种潜水电泵模具的快速成型方法

权利要求书

1.一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对导流壳、叶轮进行水力模型设计，并设定不同的空间变量补偿系数对潜水电泵扭曲叶片及导流壳空间导叶模具进行分段分级设计制造；

S2、利用三维软件进行模具建模优化设计；

S3、通过3DP三维喷印工艺对潜水电泵铸造用砂型进行打印；

S4、对打印出来后的潜水电泵铸造用砂型进行组装、浇铸；

S5、铸件毛坯出来后再进行加工组装样机，对样机进行性能试验，通过试验数据对样机性能进行分析；

S6、根据分析结果判断样机是否达到预期的机组效率值；若未达到，返回步骤S1，对水力模型进行改进。

2.根据权利要求1所述的一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，所述步骤S1中，水力模型设计包括以下步骤：

S11、根据潜水电泵规格型号，进行水力模型的设计和计算，并绘制图样；

S12、通过计算、选择导流壳和叶轮的结构参数，应用正交试验法对导流壳、叶轮进行水力模型设计。

3.根据权利要求2所述的一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，所述导流壳和叶轮的结构参数包括叶轮进口直径、叶轮出口直径、叶轮进口安放角、叶轮出口安放角、叶轮进口宽度、叶轮出口宽度、叶片包角、叶片数以及泵口面积比。

4.根据权利要求1所述的一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，所述步骤S1中，在水力模型设计工作中，利用水泵性能分析程序对潜水电泵的性能进行分析、预测，水泵性能分析程是综合利用速度系数法、能量损失法、中间流线分析法进行编制的。

5.根据权利要求1所述的一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，所述步骤S1中，空间变量补偿系数方程式为：

其角度β随θ的变化规律方程式为：

式中，r为极半径，r₁为θ等于0时的起始半径，e为自然对数，θ为角度，为叶片包角，k为系数，β₁为叶轮叶片的进口角，β₂为叶轮叶片的出口角；β₁、β₂的取值范围在15°～35°。

6.根据权利要求1所述的一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，所述步骤S2中，基于三维软件Pro/E建模，并利用三维软件将导流壳、叶轮的二维图转化为三维图，并设计出用于3D打印的模具图。

7.根据权利要求6所述的一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，基于三维软件Pro/E建模的过程包括：叶轮模型、创建工件、创建分享曲面、抽取模具元件并进行优化设计。

8.根据权利要求1所述的一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，所述步骤S2中，在潜水电泵扭曲叶片表面，沿中间流线设置一条截面为三角形、高2mm的凸起状空间曲线，将流道中液流分层。

9.根据权利要求1所述的一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过3DP三维喷印工艺，将三维数据转化为二维截面，利用喷墨打印头打印出粘接剂，将沙粒粘接在一起，层层叠加，直接生产铸造用的叶轮和导流壳砂型。

10.根据权利要求1所述的一种潜水电泵模具的快速成型方法，其特征在于，所述步骤S6中，对水力模型进行改进的步骤为：改变潜水泵叶轮和导流壳结构参数。