CN106426730A - 轴流风轮出模优化方法和轴流风轮 - Google Patents

轴流风轮出模优化方法和轴流风轮 Download PDF

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CN106426730A CN201611138921.XA CN201611138921A CN106426730A CN 106426730 A CN106426730 A CN 106426730A CN 201611138921 A CN201611138921 A CN 201611138921A CN 106426730 A CN106426730 A CN 106426730A
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    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers

Abstract

本发明提出了一种轴流风轮出模优化方法和轴流风轮，轴流风轮包括风轮和龙骨，风轮包括第一叶片、第二叶片、第三叶片，其中，轴流风轮出模优化方法包括：根据样品材料确定固化收缩率的取值范围；根据样品材料确定热流道的进胶方案；及确定风轮最大外径与龙骨内径之间的比例。本发明提供的轴流风轮出模优化方法，通过样品材料确定固化收缩率的取值范围，确保了产品收缩稳定性，保证了动平衡稳定性，提高了合格率，降低了报废率，对于自制轴流风轮的合格率有显著的提高和改善，促进了该领域的整体发展。

Description

轴流风轮出模优化方法和轴流风轮
技术领域
本发明涉及三维出模领域，具体而言，涉及一种轴流风轮出模优化方法和一种轴流风轮。
背景技术
在相关技术中，轴流风轮的工业设计图档与开模图档及实物样品存在图档不符等差异，产品出模优化工艺一直属于未公开状态，制件市场存在垄断及客户成本过高等潜在问题。如在未优化的情况下开模，在启动高速旋转的状态下会造成风轮叶片断裂及动平衡不稳定的缺陷，导致合格率不高，报废率过高等现象。
三位图档无段差及整体优化，实物有段差及整体优化，造成动平衡不稳定及叶片断裂的原因分析为五个主要方面：
1)由于制品材料的不同，导致冷却收缩不同，未掌握收缩比例及收缩率的准确数据，导致动平衡失调。
2)模具进胶方案未确定好，未能根据不同材料选择热流道进胶方案，导致动平衡失调。
3)风轮最大外径及龙骨内经比例失调，造成超负载运作，导致风轮叶片易断裂。
4)风轮正中心装配孔优化方案错误，装配间隙过大，导致动平衡失调。
5)风轮出模角度未优化，引起出模拖伤，导致外观缺陷及拉断风叶风险。
目前，在出现上述问题时，通常采取外发到专业的模具厂制作，购买成品的方法来解决，但这样对成本压力增大，且依然未能掌握优化工艺，抑制了市场的发展。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个的目的提出了一种轴流风轮出模优化方法。
本发明的再一个目的，还提出了一种轴流风轮。
有鉴于此，根据发明的一个目的，本发明提出了一种轴流风轮出模优化方法，轴流风轮包括风轮和龙骨，风轮包括第一叶片、第二叶片、第三叶片，轴流风轮出模优化方法包括：根据样品材料确定固化收缩率的取值范围；根据样品材料确定热流道的进胶方案；及确定风轮最大外径与龙骨内径之间的比例。
本发明提供的轴流风轮出模优化方法，通过样品材料确定固化收缩率的取值范围，确保了产品收缩稳定性，保证了动平衡稳定性，提高了合格率，降低了报废率，对于自制轴流风轮的合格率有显著的提高和改善，促进了该领域的整体发展。
另外，本发明提供的上述实施例中的轴流风轮出模优化方法还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，样品材料为PP-GF30(聚丙烯材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.8％；样品材料为PP-透明(全透明聚丙烯材料)的固化收缩率的取值范围为1.2％至1.5％；样品材料为AS-GF15(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维15％)的固化收缩率的取值为0.4％；样品材料为AS-GF20(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维20％)的固化收缩率的取值范围为0.2％至0.4％；样品材料为AS-GF30(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.2％。
在该技术方案中，样品材料的种类及固化收缩率为，样品材料为PP-GF30(聚丙烯材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.8％；样品材料为PP-透明(全透明聚丙烯材料)的固化收缩率的取值范围为1.2％至1.5％；样品材料为AS-GF15(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维15％)的固化收缩率的取值为0.4％；样品材料为AS-GF20(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维20％)的固化收缩率的取值范围为0.2％至0.4％；样品材料为AS-GF30(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.2％，统一了固化收缩率的取值范围，减小收缩率的浮动范围，确保产品收缩稳定性，确保动平衡稳定性，提高了合格率，降低了报废率。
在上述技术方案中，优选地，确定热流道的进胶方案为采用热流道三点针阀进胶。
在该技术方案中，通过三点针阀的热流道进胶，实现了多种样品材料的可以采用同样的进胶方案，且使得成型的稳定，保证了轴流风轮的动平衡避免了采用一点进胶需要设计每个叶片大小不一样来达到产品动平衡，设计误差浮动大，难控制，提高了合格率，降低了报废率。
在上述技术方案中，优选地，设定风轮的最大外径A与龙骨的内径X的比例关系为(1/5)A＜X＜(1/3)A。
在该技术方案中，通过将风轮的最大外径A与龙骨的内径X的比例关系设置为(1/5)A＜X＜(1/3)A，实现了即不由于比例太小，造成的超负载运作，容易造成风叶断裂，又不会由于比例太大，容易造成能耗损失。
在上述技术方案中，优选地，风轮中心装配孔为直伸垂直90度；开模所用的内部镶针的第一直径为D1+0.08mm，第二直径为D2+0.14mm；其中，第一直径小于第二直径。
在该技术方案中，通过将风轮中心装配孔设置为直伸垂直90度，且开模所用的内部镶针的第一直径为D1+0.08mm，第二直径为D2+0.14mm，其中，第一直径小于第二直径，保证了将风轮中心装配孔不会由于出模角度过大，而造成的装配间隙过大，进而确保了动平衡稳定性。
在上述技术方案中，优选地，优化风轮的出模角度及风轮出模的分型面。
在该技术方案中，通过优化风轮的出模角度及风轮出模的分型面，避免了开模阶段，摩擦力造成的外观拖伤纹路，防止了运输及测试实验中风叶断裂，提高了风轮外观质量，提高了合格率，降低了报废率。
在上述技术方案中，优选地，风轮根部设置有半径为R2的圆角。
在该技术方案中，通过在风轮根部设置为半径为R2的圆角，减少了风轮根部的应力集中，提高了风轮根部强度，防止了风轮根部断裂。
在上述技术方案中，优选地，风轮出模的分型面，位于前模和后模之间；其中，开始脱模后，沿主脱模方向，沿分型面的前模先进行减胶拔模，后模在进行减胶拔模；前模减胶拔模的度数大于后模减胶拔模的度数。
在该技术方案中，通过将风轮出模的分型面，设置于前模和后模之间，其中，开始脱模后，沿主脱模方向，沿分型面的前模先进行减胶拔模，后模在进行减胶拔模，前模减胶拔模的度数大于后模减胶拔模的度数，方便了开模，提高了合格率，降低了报废率。
在上述技术方案中，优选地，前模减胶拔模的度数大于等于2度；后模减胶拔模的度数大于等于1度。
在该技术方案中，通过将前模减胶拔模的度数设置为大于等于2度，后模减胶拔模的度数设置为大于等于1度，方便了开模，提高了风轮外观质量，提高了合格率，降低了报废率。
根据本发明的再一个目的，还提出了一种轴流风轮，通过如上述任一技术方案所述的轴流风轮出模优化方法所得。
根据本发明提出一种轴流风轮，因通过如上述任一技术方案所述的轴流风轮出模优化方法所得，因此具有上述任一技术方案所述的轴流风轮出模优化方法的全部有益效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1示出本发明的轴流风轮出模优化方法的流程图；
图2示出本发明的一个实施例轴流风轮的模具热流道三点针阀进胶示意图；
图3示出图1所示本发明的一个实施例轴流风轮的模具热流道三点针阀进胶点结构示意图；
图4示出本发明的一个实施例轴流风轮的结构示意图；
图5示出图4所示本发明的一个实施例轴流风轮结构的主视图；
图6示出图5所示本发明的一个实施例轴流风轮龙骨的结构示意图；
图7示出本发明的一个实施例轴流风轮正中心装配孔镶针的结构示意图；
图8示出图4所示本发明的一个实施例轴流风轮结构的左图；
图9示出图8所示本发明的一个实施例轴流风轮结构的左视图的A区域局部放大图；
图10示出了图4所示本发明的一个实施例轴流风轮结构一个叶片结构示意图；
图11示出了图4所示本发明的一个实施例轴流风轮结构再一个叶片结构示意图。
其中，图1至图11中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1轴流风轮，12龙骨，120前模成型面A，122前模成型面B，124后模成型面C，126分型线，14风轮，140第一叶片，142第二叶片，144第三叶片。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图11描述根据本发明一种实施例轴流风轮1出模优化方法和轴流风轮1。
如图1至所示，本发明提出了一种轴流风轮1出模优化方法，轴流风轮1包括风轮14和龙骨12，风轮14包括第一叶片140、第二叶片142、第三叶片144，轴流风轮1出模优化方法包括：根据样品材料确定固化收缩率的取值范围；根据样品材料确定热流道的进胶方案；及确定风轮14最大外径与龙骨12内径之间的比例。
本发明提供的轴流风轮1出模优化方法，通过样品材料确定固化收缩率的取值范围，确保了产品收缩稳定性，保证了动平衡稳定性，提高了合格率，降低了报废率，对于自制轴流风轮1的合格率有显著的提高和改善，促进了该领域的整体发展。
本发明的一个实施例中，优选地，样品材料为PP-GF30(聚丙烯材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.8％；样品材料为PP-透明(全透明聚丙烯材料)的固化收缩率的取值范围为1.2％至1.5％；样品材料为AS-GF15(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维15％)的固化收缩率的取值为0.4％；样品材料为AS-GF20(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维20％)的固化收缩率的取值范围为0.2％至0.4％；样品材料为AS-GF30(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.2％。
在该实施例中，样品材料的种类及固化收缩率为，样品材料为PP-GF30(聚丙烯材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.8％；样品材料为PP-透明(全透明聚丙烯材料)的固化收缩率的取值范围为1.2％至1.5％；样品材料为AS-GF15(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维15％)的固化收缩率的取值为0.4％；样品材料为AS-GF20(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维20％)的固化收缩率的取值范围为0.2％至0.4％；样品材料为AS-GF30(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.2％，统一了固化收缩率的取值范围，减小收缩率的浮动范围，确保产品收缩稳定性，确保动平衡稳定性，提高了合格率，降低了报废率。
本发明的一个实施例中，优选地，如图2所示，确定热流道的进胶方案为采用热流道三点针阀进胶。
在该实施例中，通过三点针阀的热流道进胶，实现了多种样品材料的可以采用同样的进胶方案，且使得成型的稳定，保证了轴流风轮1的动平衡避免了采用一点进胶需要设计每个叶片大小不一样来达到产品动平衡，设计误差浮动大，难控制，提高了合格率，降低了报废率。
本发明的一个实施例中，优选地，如图4所示，设定风轮14的最大外径A与龙骨12的内径X的比例关系为(1/4)A＝X。
在该实施例中，通过将风轮14的最大外径A与龙骨12的内径X的比例关系设置为(1/4)A＝X，实现了即不由于比例太小，造成的超负载运作，容易造成风叶断裂，又不会由于比例太大，容易造成能耗损失。
在具体实施例中，风轮14的最大外径A与龙骨12的内径X的比例关系范围可以为(1/5)A＜X＜(1/3)A，均实现即不由于比例太小，造成的超负载运作，容易造成风叶断裂，又不会由于比例太大，容易造成能耗损失。
本发明的一个实施例中，优选地，如图6至图7所示，风轮14中心装配孔为直伸垂直90度；开模所用的内部镶针的第一直径为D1+0.08mm，第二直径为D2+0.14mm；其中，第一直径小于第二直径。
在该实施例中，通过将风轮14中心装配孔设置为直伸垂直90度，且开模所用的内部镶针的第一直径为D1+0.08mm，第二直径为D2+0.14mm，其中，第一直径小于第二直径，保证了将风轮14中心装配孔不会由于出模角度过大，而造成的装配间隙过大，进而确保了动平衡稳定性。
本发明的一个实施例中，优选地，如图8至图11所示，优化风轮14的出模角度及风轮14出模的分型面。
在该实施例中，通过优化风轮14的出模角度及风轮14出模的分型面，避免了开模阶段，摩擦力造成的外观拖伤纹路，防止了运输及测试实验中风叶断裂，提高了风轮14外观质量，提高了合格率，降低了报废率。
本发明的一个实施例中，优选地，如图11所示，风轮14根部设置有半径为R2的圆角。
在该实施例中，通过在风轮14根部设置为半径为R2的圆角，减少了风轮14根部的应力集中，提高了风轮14根部强度，防止了风轮14根部断裂。
本发明的一个实施例中，优选地，如图8至图9所示，风轮14出模的分型面，位于前模和后模之间；其中，开始脱模后，沿主脱模方向，沿分型面的前模先进行减胶拔模，后模在进行减胶拔模；前模减胶拔模的度数大于后模减胶拔模的度数。
在该实施例中，通过将风轮14出模的分型面，设置于前模和后模之间，其中，开始脱模后，沿主脱模方向，沿分型面的前模先进行减胶拔模，后模在进行减胶拔模，前模减胶拔模的度数大于后模减胶拔模的度数，方便了开模，提高了合格率，降低了报废率。
本发明的一个实施例中，优选地，如图8至图9所示，前模减胶拔模的度数大于等于2度；后模减胶拔模的度数大于等于1度。
在该实施例中，通过将前模减胶拔模的度数设置为大于等于2度，后模减胶拔模的度数设置为大于等于1度，方便了开模，提高了风轮14外观质量，提高了合格率，降低了报废率。
本发明的第二方面实施例，如图3至图11所示，还提出了一种轴流风轮1，通过如上述任一实施例所述的轴流风轮1出模优化方法所得。
本发明的第二方面实施例提出的轴流风轮1，因通过如上述任一实施例所述的轴流风轮1出模优化方法所得，因此具有如上述任一实施例所述的轴流风轮1出模优化方法的全部有益效果。
在具体实施例中，如图1所示，轴流风轮1出模优化方法的步骤为:
步骤1，根据样品材料的不同，确定固化收缩率范围区间，后续优化，全部按此区间取收缩率优化三维。收缩率区间如下：
样品材料为PP-GF30(聚丙烯材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.8％；
样品材料为PP-透明(全透明聚丙烯材料)的固化收缩率的取值范围为1.2％至1.5％；
样品材料为AS-GF15(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维15％)的固化收缩率的取值为0.4％；
样品材料为AS-GF20(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维20％)的固化收缩率的取值范围为0.2％至0.4％；
样品材料为AS-GF30(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.2％。
通过统一范围，减小收缩率的浮动范围，确保产品收缩稳定性。确保动平衡稳定性。
步骤2，如图2所示，采用热流道三点针阀进胶，三点平衡进胶方式对材料没有特别要求，成型较稳定(优化前采用一点进胶需要设计每个叶片大小不一样来达到产品动平衡.设计误差浮动大，难控制)，保证了进胶的平衡，使成型更稳定，产品不用做差异化，提升动平衡稳定性。
步骤3，如图4所示，设定风轮14最大外径及龙骨12内经比例，不得大于1/3，不得小于1/5，避免了风轮14最大外径及龙骨12内经比例太小，容易造成风叶断裂，风轮14最大外径及龙骨12内经比例太大，容易造成能耗损失。
步骤4，如图6和图7所示，优化轴流风轮1正中心装配孔为直伸垂直90度，避免间隙过大，产品在开模时，内部镶针做大0.08MM-0.14MM，避免了常规优化方案的错误，装配间隙过大，导致动平衡失调，确保动平衡稳定性。
步骤5，如图8至图11所示，优化风轮14出模角度及分型，改善出模拖伤，改善外观缺陷及拉断风叶风险，具体为，以分型线124开模，前模成型面A120减胶拔模3°，前模成型面B122减胶0.15至0.2后，减胶拔模1°，后模成型面C124拔模1°，且叶片根部设为R2的圆角，防止断裂，避免了摩擦力造成的外观拖伤纹路，防止了运输及测试实验中风叶断裂。
在具体实施例中，前模成型面A120减胶拔模的角度可以是2°或以上，前模成型面B122减胶0.15至0.2后，减胶拔模1°或以上，后模成型面C124拔模1°，且叶片根部设为R2的圆角以上，防止断裂，避免了摩擦力造成的外观拖伤纹路，防止了运输及测试实验中风叶断裂。
本发明提出的三维出模优化工艺方法，基于：材料固化收缩率；注塑进胶工艺；风轮14最大外径及龙骨12内经比例；风轮14中心装配孔优化；风轮14出模角度优化及分型优化等五个方面，对产品提出整套优化方法，提高了合格率，降低报废率，对于自制轴流风轮1的合格率有显著的提高和改善。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图3所示，轴流风轮1的模具热流道三点针阀进胶点结构为，进胶点凹面结构直径为12mm，凹面结构侧壁与底面设置有半径为2mm的圆角，凸面结构直径为13mm，凸面结构侧壁与底面设置有半径为2mm的圆角，凸面结构侧壁与轴流风轮1壁设置有半径为1mm的圆角，其中，轴流风轮1壁厚设置为3.6mm，凹面结构底壁与凸面结构底面之间距离设置为3.1mm。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图9所示，轴流风轮1一部分分型线126与竖直方向呈25°设置，其中，风轮14一侧根部与该处分型线126距离为10mm，风轮14另一侧根部与该处分型线126距离为25mm，该处分型线126与其余部分分型线126设置有半径为5的圆角。
综合所述，本发明提供的轴流风轮1出模优化方法和轴流风轮1，通过样品材料确定固化收缩率的取值范围，确保了产品收缩稳定性，保证了动平衡稳定性，提高了合格率，降低了报废率，对于自制轴流风轮1的合格率有显著的提高和改善，促进了该领域的整体发展。
在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种轴流风轮出模优化方法，所述轴流风轮包括风轮和龙骨，所述风轮包括第一叶片、第二叶片、第三叶片，其特征在于，所述轴流风轮出模优化方法包括：
根据样品材料确定固化收缩率的取值范围；
根据样品材料确定热流道的进胶方案；及
确定风轮最大外径与龙骨内径之间的比例。
2.根据权利要求1所述的轴流风轮出模优化方法，其特征在于，
样品材料为PP-GF30(聚丙烯材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.8％；
样品材料为PP-透明(全透明聚丙烯材料)的固化收缩率的取值范围为1.2％至1.5％；
样品材料为AS-GF15(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维15％)的固化收缩率的取值为0.4％；
样品材料为AS-GF20(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维20％)的固化收缩率的取值范围为0.2％至0.4％；
样品材料为AS-GF30(丙烯腈-苯乙烯共聚物材料含玻璃纤维30％)的固化收缩率的取值为0.2％。
3.根据权利要求1所述的轴流风轮出模优化方法，其特征在于，
确定热流道的进胶方案为采用热流道三点针阀进胶。
4.根据权利要求3所述的轴流风轮出模优化方法，其特征在于，
采用三点平衡进胶的方式进行进胶。
5.根据权利要求1所述的轴流风轮出模优化方法，其特征在于，
设定所述风轮的最大外径A与所述龙骨的内径X的比例关系为(1/5)A＜X＜(1/3)A。
6.根据权利要求5所述的轴流风轮出模优化方法，其特征在于，
所述风轮中心装配孔为直伸垂直90度；
开模所用的内部镶针的第一直径为D1+0.08mm，第二直径为D2+0.14mm；
其中，所述第一直径小于所述第二直径。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轴流风轮出模优化方法，其特征在于，还包括：
优化所述风轮的出模角度及所述风轮出模的分型面。
8.根据权利要求7所述的轴流风轮出模优化方法，其特征在于，
所述风轮根部设置有半径为R2的圆角。
9.根据权利要8所述的轴流风轮出模优化方法，其特征在于，
所述风轮出模的分型面，位于前模和后模之间；
其中，开始脱模后，沿主脱模方向，沿所述分型面的前模先进行减胶拔模，后模在进行减胶拔模；
所述前模减胶拔模的度数大于所述后模减胶拔模的度数。
10.根据权利要求9所述的轴流风轮出模优化方法，其特征在于，
所述前模减胶拔模的度数大于等于2度；
所述后模减胶拔模的度数大于等于1度。
11.一种轴流风轮，其特征在于，所述轴流风轮通过如权利要求1至10中任一项所述的轴流风轮出模优化方法所得。
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