CN108466396A - 叶轮的成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及叶轮成型模具，它是由底模、凹腔、底模芯轴、嵌件芯轴组成，底模的上端设置缺口状的凹台，凹台的内侧与底模中部凹腔之间径向连通，塞片板或块上、下叠合式布置且径向方向的外端有尾柄置于所述的凹台内，塞片板或块的径向方向的里端搭置在底模芯轴的台阶面上，底模的上端与套管状的模套的下端相连，上压模位于模套内且套设在嵌件芯轴上。塞片板或块的位置被可靠的精确定位下来，保证了叶轮获得满足涉及质量和性能要求的流道，本发明具有叶轮成型率高、模具简单的优点。

Description

叶轮的成型模具

技术领域

本发明涉及成型模具，具体讲是泵的叶轮的成型模具。

背景技术

离心泵送介质在工农业生产中极为普遍，但是在特殊行业输送的介质对泵过流部件的材质及结构要求极为严格。有些领域需要泵送特殊成分的介质，如宝钢、鞍钢等大型钢铁企业生产高档冷轧汽车用板材或高端硅钢板时需要泵输送酸洗液，其成分为20％浓盐酸或氢氟酸等混合酸，温度为80℃-100℃，输送介质的流量达到250m3/h，扬程较高达到100m，普通材料的金属泵无法使用，极少数特殊材料的金属泵勉强可以使用，但也因使用寿命短、成本高而无实际使用价值。一般都使用塑料泵。

因此，塑料离心泵和金属材质的离心泵相比虽然拓宽了其使用范围，但其塑料材质成型，特别是其关键部件——叶轮，该部件的结构直接影响了泵的使用性能，但一般塑料叶轮受到成型工艺的限制其流道进出口宽度不会相差很多，叶轮外径也不会太大。叶轮由叶片与前、后盖板组成，该闭式结构的叶轮泵送效率较高，制造难度较大，在离心泵中应用最多。

对于钢质材料的叶轮来讲，采用砂型模具或消失模等成型方法则是可以实现的。

当叶轮采用塑料材质时，上述砂型模具或消失模等成型方法则无法实现。

现有技术中，目前采用的压塑成型的方案，即当塑料颗粒融熔注入型腔并采用压塑方案成型时，由于对应于流道的部件即塞板或称塞片压铸后需要取出，由此限定了流道的形状只能是越简单越好，常见的轴向进液流道与径向的出液流道的衔接部位过于简单，即衔接处以垂直的方式连通，这样就大大增加了流阻，降低了泵的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶轮成型模具，旨在改善叶轮流道的成型与设计性能高度相符，提高成型质量并确实减少流阻。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种叶轮的成型模具，包括底模，底模中部有凹腔，凹腔中部腔底上布置有底模芯轴，嵌件芯轴位于底模芯轴上方，其特征在于：所述的底模的上端设置缺口状的凹台，凹台的内侧与底模中部凹腔之间径向连通，塞片板或块上、下叠合式布置且径向方向的外端有尾柄置于所述的凹台内，塞片板或块的径向方向的里端搭置在底模芯轴的台阶面上，所述的底模的上端与套管状的模套的下端相连，上压模位于模套内且套设在嵌件芯轴上。

上述方案中，塞片板或块所占据的实体部位就是成型后的叶轮的流道区域，所以在成型过程中保持其位置确定极其重要，它的形状和位置直接决定流道的流体力学性能，塞片板或块径向方向的外端的尾柄置于凹台内限制了其径向方向和周向方向的位移，同时径向方向的里端搭置在底模芯轴的台阶面上，所以，在凹台的轴向定位和底模芯轴的台阶面的作用下，塞片板或块的轴向位置也实现了精确定位。由此可知，本发明提供的模具加工成型的叶轮具有显著降低流阻的流体力学性能。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2是加工成型的叶轮的结构图；

图3是发明成型叶轮时的结构示意图；

图4是本发明中的塞片、块装配时的结构图；图5是图4的仰视图；

图6是本发明中的环圈的结构；

图7是图6的俯视图；

图8是叶轮的成型模具中底模芯轴的结构示意图。

具体实施方式

结合图1，叶轮的成型模具包括底模10，底模10中部有凹腔，凹腔中部腔底上布置有底模芯轴20，嵌件芯轴30位于底模芯轴20上方，所述的底模10的上端设置缺口状的凹台，凹台的内侧与底模10中部凹腔之间径向连通，塞片板或块40上、下叠合式布置且径向方向的外端有尾柄41置于所述的凹台内，塞片板或块40的径向方向的里端搭置在底模芯轴20的台阶面上，所述的底模10的上端与套管状的模套50的下端相连，上压模60位于模套50内且套设在嵌件芯轴30上。

上述方案中相关部件装配后，形成了相应的腔室A，该腔室A即为叶轮1的成型区域，成型后的叶轮1的基本结构如图2所示，该叶轮1内置有嵌件2，嵌件2可以理解为叶轮1的骨架以增强其力学性能。本发明提供的模具，有效地解决了流道成型部件即塞片板或块40的固定问题，同时方便其从成型后的流道内取出。这样成型的流道形状、姿态和位置都可以实现设计要求。

作为优选方案，所述的塞片板或块40包括上塞片41、中塞板42和下塞块43，下塞块43的上板面和下板面之间的外周侧面为内凹的圆弧过渡面431，下塞块43的上板面外边到轴芯的距离大于下板面外边到轴芯的距离。上述方案中，设置了下塞块43并且在其外周侧面设计成圆弧过渡面431，这样就可以实现流道自轴向端部进液口与径向外周部边沿出液口之间呈现出圆滑的流道内壁，这显然是流体流动时流阻小的理想形状。

结合图4、5，所述的中塞板42和下塞块43之间有螺栓70连接，所述的螺栓70自下塞块43的下端向上延伸与中塞板42上设置的螺纹盲孔相连。对于叶轮1为闭式结构的时候，前、后盖板之间的位于径向方向的流道相对平直，并且由渐开线状叶片间隔布置，所以叶轮1的中部的流道形状形成相对容易实现，困难的则是轴向与径向之间的过渡部位的流道的成型，本发明中加设了下塞块43用来对应轴向与径向之间的过渡部位的成型，鉴于下塞块43的定位或者说固定困难的问题，本发明将中塞板42和下塞块43之间有螺栓70连接，同时采用螺栓70自下塞块43的下端的布置方式，可以确保中塞板42和下塞块43连接与分离，此结构方案中，只有上塞片41、中塞板42的尾柄411、421固定在凹台部位即可实现上塞片41、中塞板42和下塞块43的构成的塞片板或块40的外端固定了。

上述技术解决方案解决了前盖板侧的轴向向径向的流道过渡形状问题，以下的优选方案则是进一步解决后盖板侧的轴向向径向的流道过渡形状问题，所述的上塞片41、中塞板42的里端侧为连续的外凸的圆弧过渡面44且曲面沿轴向方向自上而下过渡。

所述的上塞片41、中塞板42的里端侧为连续的外凸的圆弧过渡面44，圆弧过渡面44与底模芯轴20的管体部22的上端口上的外凸的圆弧面221光滑顺延。在底模芯轴20的管体部22的上端口设置圆弧面221过渡，并且与所述的上塞片41、中塞板42的里端侧为连续的外凸的圆弧过渡面44结合，实现了轴向进液转向径向排液的过渡区域的后盖板侧的流道流畅形状如图所示，管体部22外侧的台阶部位恰好预留出了局部空间容纳下塞块43，这样又构成了塞片板或块40的里端支撑部位。

为了成型叶轮1的中部连接孔和轴向前端进液口同时方便拆解模具以方便取出成型后的叶轮1，本发明还采用了以下优选方案：底模芯轴20包括底部的盘体21，盘体21中部的管体部22内设置内芯轴80，紧定螺栓90自下而上穿连底模10、底模芯轴20、内芯轴80连接至嵌件芯轴30的下端。

所述的嵌件芯轴30为下小、上大的台阶轴，所述的小直径段的轴身上套设管套状叶轮嵌件90，管套状叶轮嵌件管90的下段螺纹孔螺接在内芯轴80的外周柱面螺纹上。

为了减少模具的加工成本，在所述的底模10的上端设置环圈11，环圈11的内圈壁上开设缺口111，缺口111与底模10的上端结合处构成凹台，所述的缺口111在垂直于轴向方向上的轮廓为收口状的燕尾状或C形，上塞片41的上塞片尾柄411、中塞板42的中塞片尾柄421的轮廓与凹台的形状吻合。在环圈11上加工缺口十分方便，然后再将环圈11放置在底模10的上端部位，即可方便地构成凹台部位用来容置上塞片尾柄411、中塞片尾柄421，上塞片尾柄411、中塞片尾柄421的另一个作业就是将上塞片41、中塞板42从流道中取出，方便击打或夹持该部位以施加外力且不会损伤上塞片41、中塞板42的成型面部位。

所述的上压模60上端面上连接有压板61，所述的压板61边沿压至于模套50的上端面上。采用上压模60连接压板61的结构，也可以减少加工难度，压板61压靠到模套50的上端管口处时即为上压模60的下压限位位置，此时熔融状的物料压制到位。

以下简述模具的组装过程和压铸过程：

将底模10放置于工作台上，紧定螺栓90自下而上穿连底模10、底模芯轴20、内芯轴80连接至嵌件芯轴30的下端，此过程中嵌件2已安装在内芯轴80与嵌件芯轴30之间，底模10的上端设置环圈11，塞片板或块40上、下叠合式布置且径向方向的外端的尾柄41放置在环圈11的缺口111并压置在底模10的上端面上，模套50与底模10相连且环圈11置于两者之间，熔融状的物料按设定量倒至于模套50内，上压模60连同压板61同步下压，待压板61与模套50接触压注过程结束，冷却固化后即可脱模。叶轮1从模腔中取出时，此时塞片板或块40仍在叶轮1的流道内，松掉螺栓70，即可将上塞片41、中塞板42和下塞块43依次从叶轮的出液口出取出。本发明提供的模具加工的叶轮1，流道光滑，工作时效率高，扬程增大，满足使用要求。

Claims (9)

1.一种叶轮的成型模具，包括底模(10)，底模(10)中部有凹腔，凹腔中部腔底上布置有底模芯轴(20)，嵌件芯轴(30)位于底模芯轴(20)上方，其特征在于：所述的底模(10)的上端设置缺口状的凹台，凹台的内侧与底模(10)中部凹腔之间径向连通，塞片板或块(40)上、下叠合式布置且径向方向的外端有尾柄置于所述的凹台内，塞片板或块(40)的径向方向的里端搭置在底模芯轴(20)的台阶面上，所述的底模(10)的上端与套管状的模套(50)的下端相连，上压模(60)位于模套(50)内且套设在嵌件芯轴(30)上。

2.根据权利要求1所述的叶轮的成型模具，其特征在于：所述的塞片板或块(40)包括上塞片(41)、中塞板(42)和下塞块(43)，下塞块(43)的上板面和下板面之间的外周侧面为内凹的圆弧过渡面(431)，下塞块(43)的上板面外边到轴芯的距离大于下板面外边到轴芯的距离。

3.根据权利要求2所述的叶轮的成型模具，其特征在于：所述的中塞板(42)和下塞块(43)之间有螺栓(70)连接，所述的螺栓(70)自下塞块(43)的下端向上延伸与中塞板(42)上设置的螺纹盲孔相连。

4.根据权利要求2或3所述的叶轮的成型模具，其特征在于：所述的上塞片(41)、中塞板(42)的里端侧为连续的外凸的圆弧过渡面(44)且曲面沿轴向方向自上而下过渡。

5.根据权利要求2或3所述的叶轮的成型模具，其特征在于：所述的上塞片(41)、中塞板(42)的里端侧为连续的外凸的圆弧过渡面(44)，圆弧过渡面(44)与底模芯轴(20)的管体部(22)的上端口上的外凸的圆弧面(221)光滑顺延。

6.根据权利要求5所述的叶轮的成型模具，其特征在于：底模芯轴(20)包括底部的盘体(21)，盘体(21)中部的管体部(22)内设置内芯轴(80)，紧定螺栓(90)自下而上穿连底模(10)、底模芯轴(20)、内芯轴(80)连接至嵌件芯轴(30)的下端。

7.根据权利要求6所述的叶轮的成型模具，其特征在于：所述的嵌件芯轴(30)为下小、上大的台阶轴，所述的小直径段的轴身上套设管套状叶轮嵌件(2)，管套状叶轮嵌件管(2)的下段螺纹孔螺接在内芯轴(80)的外周柱面螺纹上。

8.根据权利要求1或2所述的叶轮的成型模具，其特征在于：所述的底模(10)的上端设置环圈(11)，环圈(11)的内圈壁上开设缺口(111)，缺口(111)与底模(10)的上端结合处构成凹台，所述的缺口(111)在垂直于轴向方向上的轮廓为收口状的燕尾状或C形，上塞片(41)、中塞板(42)的尾柄的轮廓与凹台(12)的形状吻合。

9.根据权利要求1所述的叶轮的成型模具，其特征在于：所述的上压模(60)上端面上连接有压板(61)，所述的压板(61)边沿压至于模套(50)的上端面上。