[发明专利]一种潜水电泵模具的快速成型方法

说明书

本发明公开了一种潜水电泵模具的快速成型方法，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；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。本发明利用快速打印成型技术，缩短了产品开发周期，降低了研发成本，扭曲叶片及导流壳空间导叶的空间曲线流道更符合流体流动规律。

技术领域

本发明涉及潜水电泵零件铸造技术领域，更具体涉及一种潜水电泵模具的快速成型方法，以井用潜水电泵水力模型设计为例，将3D打印技术应用于水泵模具成型方面。

背景技术

潜水泵是深井提水的重要设备。使用时，整个机组潜入水中工作，把地下水提取到地表，是生活用水、矿山抢险、工业冷却、农田灌溉、海水提升、轮船调载，还可用于喷泉景观。井用潜水电泵由井用潜水电机及井用潜水泵两大部分组成；其中，井用潜水泵是能量转换装置，将电机旋转的机械能转换为液流的动能以及压力势能；而负责井用潜水泵的能量转换的主要零件便是叶轮，因此，叶轮的设计、加工的质量状态直接影响整个产品的性能指标。

近年来，泵行业发展面临较大压力，转型升级任务紧迫。根据未来产业发展需要，泵行业面临的急需解决的问题有：产品多元化、泵设计水平提升与制造技术优化的有机结合、产品标准化与模块化、水泵运行效果不断优化等。

现在的潜水泵普遍存在机组效率低，可靠性差的问题，例如175-32系列的潜水电泵机组效率普遍低，井用潜水电泵虽然结构不太复杂，原理比较简单，但多年来工作效率一直达不到设计要求，尽管不少水泵企业和科研单位做了许多研制，但多是效果不够明显。

潜水电泵作为工业中心流体运送设备是动力耗费大户，现已成为节能作业首要解决的难题。依据通用机械工业协会计算，泵耗电量占国家发电量的20％左右，泵效率的提升将为我国节能大量的电能，促进循环经济的发展。

此外，因水泵叶轮结构复杂，采用现有的制造方式，会大大延长潜水泵的制作周期，并且研发成本较高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种潜水电泵模具的快速成型方法，以解决现在的潜水泵存在机组效率低、可靠性差、耗电量大，水泵叶轮制作周期长、研发成本较高的问题，以提高潜水电泵的效率和可靠性，以降低潜水电泵的耗电量，以缩短潜水泵的制作周期。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种潜水电泵模具的快速成型方法，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。

进一步优化技术方案，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。