CN110076379A - 离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法及叶轮叶片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法及叶轮叶片，涉及制造技术领域，主要目的在于能够保证第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线一致，从而能够提升叶轮叶片加工制造的精确度。所述方法包括：确定叶轮叶片的回转中心；利用所述数控加工机床对预设基准叶片进行加工，确定数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的位置偏移角度；根据所述回转中心和所述位置偏移角度对所述叶轮叶片进行所述叶轮叶片进行二次精加工。本发明适用于离心压缩机的叶轮叶片的二次精加工。

Description

离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法及叶轮叶片

技术领域

本发明涉及制造技术领域，特别是涉及一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法和叶轮叶片。

背景技术

离心压缩机的二元叶轮是压缩机中旋转做功的机械部件，应用于石油化工、大空分、炼油等项目中，由于主要工作介质为高温高压等腐蚀性气体，叶轮所对应采用的材质一般为不锈钢、合金刚等材料。在叶轮的加工制造过程中，需要对叶轮进行单独的动平衡，在铣制造加工时由于铣刀过长容易产生让刀，造成叶片厚度的薄厚不均等现象。有时需要重新进行二次装夹后再进行二次精加工。

目前，通常在第一次精加工完叶轮叶片时的旋转角度的基础直接对叶轮叶片二次精加工。然而，由于经过一次加工后的叶轮叶片已经成形，若采用上述方式对叶轮叶片进行二次精加工，会造成第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线不一致，导致叶轮叶片加工制造的精确度较低。因此，提出一种新的离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法是叶轮加工领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法及叶轮叶片，主要目的在于能够保证第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线一致，从而能够提升叶轮叶片加工制造的精确度。

依据本发明一个方面，提供了一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法，包括：

确定叶轮叶片对应的回转中心；

利用数控加工机床对所述叶轮叶片中的基准叶片进行找正加工，确定所述数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的位置偏移角度；

根据所述回转中心和所述位置偏移角度对所述叶轮叶片进行二次精加工，以保证第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线一致。

依据本发明另一个方面，提供了一种叶轮叶片，包括：

由所述的离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法加工而得到。

本发明提供一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法及叶轮叶片，与现有技术在第一次精加工完叶轮叶片时的旋转角度的基础直接对叶轮叶片二次精加工相比，本发明能够确定叶轮叶片的回转中心；并能够利用数控加工机床对所述叶轮叶片中的基准叶片进行找正加工，确定所述数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的位置偏移角度。与此同时，能够根据所述回转中心和所述位置偏移角度对所述叶轮叶片进行二次精加工，能够保证第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线一致，从而能够提升叶轮叶片加工制造的精确度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法流程图；

图2示出了本发明实施例提供的叶轮叶片找正示意图；

图3示出了本发明实施例提供的另一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法流程图；

图4示出了本发明实施例提供的二元叶轮的示意图；

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如背景技术所述，目前，通常在第一次精加工完叶轮叶片时的旋转角度的基础直接对叶轮叶片二次精加工。然而，由于经过一次加工后的叶轮叶片已经成形，若采用上述方式对叶轮叶片进行二次精加工，会造成第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线不一致，导致叶轮叶片加工制造的精确度较低。因此，提出一种新的离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法是叶轮加工领域亟待解决的技术问题。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法，如图1所示，所述方法包括：

101、确定叶轮叶片对应的回转中心。

其中，所述叶轮叶片对应的回转中心可以为所述叶轮叶片对应叶轮的回转中心，本发明实施例可以在数控加工机床上，通过对叶轮叶片对应的叶轮进行内孔打表找到二元叶轮的回转中心，所述数控加工机床可以为三轴数控加工机床，所述通过对叶轮的内孔打表找到二元叶轮的回转中心的具体过程可以包括：采用百分表打表的方式使得所述叶轮的中心坐标与三轴数控机床的工作台中心重合，以找到叶轮叶片的回转中心。在确定叶轮叶片的回转中心时，所述叶轮叶片圆周方向对称位置公差可以控制在0～0.05mm，以提高叶轮叶片的加工精度，在找到叶轮叶片的回转中心后，可以固定好叶轮。

102、利用数控加工机床对所述叶轮叶片中的基准叶片进行找正加工，确定数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的位置偏移角度。

其中，可以利用数控系统控制数控加工机床，对所述叶轮叶片中的基准叶片进行加工。所述数控系统内可以设置有预先编制的叶片加工程序，具体地，可以通过所述叶片加工程序控制数控加工机床，对所述叶轮叶片中的基准叶片进行加工。通过所述叶片加工程序可以确定所述基准叶片的初始加工位置，确定所述数控加工机床的数控轴横向控制位置、确定所述数控加工机床的横向进刀位置、确定所述数控加工机床铣削加工所述基准叶片的纵向或垂直方向位置、确定所述数控加工机床加工所述基准叶片的旋转角度等。具体地，所述数控系统可以为三轴数控联动控制系统。本发明实施例，在所述基准叶片加工后，可以确定所述基准叶片加工完时相对于所述数控加工机床的偏移角度，根据数控系统记录的数控加工机床在第一次加工完所述叶轮叶片时的旋转角度和所述偏移角度，即可以确定所述数控加工机床在第一次加工刚所述叶轮叶片时的初始旋转角度。

103、根据所述回转中心和所述位置偏移角度对所述叶轮叶片对所述叶轮叶片进行二次精加工，以保证第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线一致。

对于本发明实施例，所述根据所述回转中心和所述位置偏移角度对所述叶轮叶片进行二次精加工的步骤具体可以包括：将所述叶轮叶片的回转中心调整到与数控加工机床的工作台中心重合；然后对所述叶轮叶片进行二次装夹找正处理；在对叶轮叶片找正处理后，按照所述位置偏移角度对所述叶轮叶片对所述叶轮叶片进行二次精加工。具体地，可以将所述位置偏移角度添加到数控系统的旋转角度计算公式中，数控系统会记录数控加工机床各个时刻的旋转角度。所述对所述叶轮叶片进行二次装夹找正处理的过程可以为包括：根据所述数控系统中设置的加工余量，调整所述数控加工机床的刀具与所述叶轮叶片的距离，即在第一次加工时的距离基础上增加与所述加工余量大小相同的距离。如图2所示，所述数控加工机床的刀具21在第一次加工的基础上增加一段距离后，在第二次加工时可以形成刀工22。通过在对叶轮叶片找正处理后，按照所述初始旋转角度对所述叶轮叶片对所述叶轮叶片进行二次精加工，能够找回所述数控加工机床在第一次加工所述叶轮叶片时的初始状态，从而能够保证第二次精加工的叶轮叶片型线叶轮叶片与第一次加工的叶轮叶片型线一致，进而可以保证叶轮叶片的加工精度，此外，本发明实施例的所述离心压缩机叶轮叶片二次精加工方法也可用于其他不规则形状的盘类零件，所述盘类零件可以包括支撑传动轴的各种形式的轴承、夹具上的导向套、汽缸套等。

本发明实施例提供的一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法及叶轮叶片，与现有技术在第一次精加工完叶轮叶片时的旋转角度的基础直接对叶轮叶片二次精加工相比，本发明能够确定叶轮叶片的回转中心；并能够利用数控加工机床对所述叶轮叶片中的基准叶片进行找正加工，确定所述数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的位置偏移角度。与此同时，能够根据所述回转中心和所述位置偏移角度对所述叶轮叶片进行二次精加工，能够保证第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线一致，从而能够提升叶轮叶片加工制造的精确度。

进一步的，为了更好的说明上述离心压缩机的叶轮叶片二次精加工的过程，作为对上述实施例的细化和扩展，本发明实施例提供了另一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法，如图3所示，但不限于此，具体如下所示：

201、通过对所述叶轮叶片进行内孔打表，确定所述叶轮叶片的回转中心。

202、从所述叶轮叶片中选择一个叶片，确定为基准叶片，并确定所述数控加工机床的单位偏移长度的旋转角度。

对于本发明实施例，所述确定所述基准叶片的具体过程可以包括：根据叶片厚度对所述叶轮叶片中的各个叶片进行排序，然后选择一个最薄的叶片确定为基准叶片；或者任意选择一个叶片做为基准叶片。

对于本发明实施例，所述确定所述数控加工机床的单位偏移长度的旋转角度的步骤具体可以包括：测量所述叶轮叶片对应的叶轮直径，并根据所述叶轮直径和预设圆周公式，计算所述数控加工机床对应的单位偏移长度的旋转角度。

其中，所述叶轮直径可以为叶轮轮盘截面的直径，测量所述叶轮叶片对应的叶轮直径的具体过程可以包括：通过外径百分尺打表的方式，把被测叶轮置于外径百分尺的两个测量面之间，调节外径百分尺的螺帽至测微螺杆顶住叶轮叶片，以读取叶轮直径数据。所述预设圆周公式可以为(3.14×D)/360。所述数控加工机床对应的单位偏移长度的旋转角度可以为所述叶轮叶片偏移单位长度时，所述数控加工机床对应的旋转角度，具体地，可以将所述叶轮直径代入到所述预设圆周公式，得到所述数控加工机床对应的单位偏移长度的旋转角度。

203、利用所述数控加工机床上装夹的刀具和所述基准叶片对应的加工余量二次加工所述基准叶片，以确定所述刀具相对于所述叶轮叶片的出口位置的偏移长度。

对于本发明实施例，所述如图4所示，所述叶轮叶片的出口位置处23可以为所述基准叶片靠近叶轮外圆最大直径位置处，所述所述叶轮叶片的进口位置24可以为所述基准叶片靠近叶轮内孔位置处。所述确定所述基准叶片相对于所述刀具的第一偏移长度的具体过程可以包括：选择适当规格的塞尺塞入所述基准叶片和所述刀具之间的间隙，然后调整和拉动塞尺至存在阻力时拧紧锁紧螺母，最后读取所述基准叶片相对于所述刀具的第一偏移长度。

在具体应用场景中，所述步骤203具体可以包括：利用所述刀具在不接触所述基准叶片情况下，按照所述第一加工余量对所述基准叶片从所述叶轮叶片的出口位置处往所述叶轮叶片的进口位置处进行走刀铣削加工处理；在不接触基准叶片的走刀加工处理后，利用所述刀具在接触所述基准叶片情况下，按照所述第二加工余量对所述基准叶片从所述叶轮叶片的出口位置处往所述叶轮叶片的进口位置处进行走刀铣削加工处理；若所述刀具到所述基准叶片左右两侧的余量距离相等，则量取确定所述刀具相对于所述叶轮叶片的出口位置的偏移长度。其中，所述第二加工余量小于所述所述第一加工余量。

对于本发明实施例，为了避免在浪费叶片的情况下，提升偏移长度的获取精确度，通过所述第二加工余量和所述所述第一加工余量可以先粗获取偏移长度，然后再精获取偏移长度。具体地，在所述步骤203之前可以设定所述基准叶片对应的左右两侧的第一加工余量和第二加工余量。所述第一加工余量可以为所述数控加工机床的刀具相对于所述基准叶片对应圆周的加工余量。例如：所述第一加工余量可以为1mm的加工余量。所述对所述基准叶片进行不接触基准叶片的走刀加工处理的具体过程可以包括：将所述数控加工机床的刀具在所述基准叶片的Z轴方向上抬起预设距离，然后在抬起所述预设距离后，控制所述数控加工机床的刀具按照第一加工余量进行走刀加工处理。此时，刀具和在叶轮叶片并非处于同一平面内，所述预设距离可以为10mm的距离。其中，所述第二加工余量也可以为所述数控加工机床的刀具距离所述基准叶片的加工余量，具体地，所述第二加工余量可以为0.5mm的加工余量。所述对所述基准叶片进行接触基准叶片的走刀加工处理的具体过程可以包括：将所述数控加工机床的刀具在所述基准叶片的Z轴方向的距离设置为0mm，然后控制所述数控加工机床的刀具按照第二加工余量进行走刀加工处理。此时，刀具和在叶轮叶片处于同一平面内。

204、将所述单位偏移长度的旋转角度与所述偏移长度之间的乘积，确定为所述数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的位置偏移角度。

205、根据所述回转中心和所述位置偏移角度对所述叶轮叶片进行对所述叶轮叶片进行二次精加工，以保证第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线一致。

进一步地，本发明实施例还提供一种叶轮叶片，所述叶轮叶片可以为由上述所述的离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法加工而得到。

通过本发明的技术方案，能够确定叶轮叶片的回转中心；并能够利用所述数控加工机床对预设基准叶片进行加工，确定数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的初始旋转角度。与此同时，能够根据所述回转中心和所述位置偏移角度对所述叶轮叶片进行二次精加工，能够保证第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线一致，从而能够提升叶轮叶片加工制造的精确度。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述方法及装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (8)

1.一种离心压缩机的叶轮叶片二次精加工方法，其特征在于，包括：

确定叶轮叶片对应的回转中心；

利用数控加工机床对所述叶轮叶片中的基准叶片进行找正加工，确定所述数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的位置偏移角度；

根据所述回转中心和所述位置偏移角度对所述叶轮叶片进行二次精加工，以保证第二次精加工的叶轮叶片型线与第一次加工的叶轮叶片型线一致。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的位置偏移角度，包括：

从所述叶轮叶片中选择一个叶片，确定为基准叶片，并确定所述数控加工机床的单位偏移长度的旋转角度；

利用所述数控加工机床上装夹的刀具和所述基准叶片对应的加工余量二次加工所述基准叶片，以确定所述刀具相对于所述叶轮叶片的出口位置的偏移长度；

将所述单位偏移长度的旋转角度与所述偏移长度之间的乘积，确定为所述数控加工机床在第二次加工相对于第一次加工所述叶轮叶片时的位置偏移角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准叶片对应的加工余量包括第一加工余量和第二加工余量，所述利用所述数控加工机床上装夹的刀具和所述基准叶片对应的加工余量二次加工所述基准叶片，以确定所述刀具相对于所述叶轮叶片的出口位置的偏移长度，包括：

利用所述刀具在不接触所述基准叶片情况下，按照所述第一加工余量对所述基准叶片从所述叶轮叶片的出口位置处往所述叶轮叶片的进口位置处进行走刀铣削加工处理；

在不接触基准叶片的走刀加工处理后，利用所述刀具在接触所述基准叶片情况下，按照所述第二加工余量对所述基准叶片从所述叶轮叶片的出口位置处往所述叶轮叶片的进口位置处进行走刀铣削加工处理；

若所述刀具到所述基准叶片左右两侧的余量距离相等，则量取确定所述刀具相对于所述叶轮叶片的出口位置的偏移长度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述数控加工机床的单位偏移长度的旋转角度；

测量所述叶轮叶片对应的叶轮直径，并根据所述叶轮直径和预设圆周公式，计算所述数控加工机床对应的单位偏移长度的旋转角度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一加工余量大于第二加工余量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述预设圆周公式为(3.14×D)/360，所述D为所述叶轮直径。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定叶轮叶片对应的回转中心，包括：

通过对所述叶轮叶片进行内孔打表，确定所述叶轮叶片对应的回转中心。

8.一种叶轮叶片，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的方法加工而得到。