CN112296613B - 一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法 - Google Patents
一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112296613B CN112296613B CN202011311807.9A CN202011311807A CN112296613B CN 112296613 B CN112296613 B CN 112296613B CN 202011311807 A CN202011311807 A CN 202011311807A CN 112296613 B CN112296613 B CN 112296613B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- impeller
- milling
- cover plate
- turning
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003801 milling Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 238000007514 turning Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 9
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 8
- 230000010485 coping Effects 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 15
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/006—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/02—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from one piece
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本发明公开了属于非变容式泵领域的一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法；其中包括以下步骤：对坯料进行叶轮进口区域的车削；从叶轮流道入口位置和叶轮流道出口位置分别进行铣削，形成单个流体通道，并从叶轮流道入口位置和叶轮流道出口位置对区域A2进行多次加工；根据叶片的数量，等间距重复进行步骤直至全部流体通道铣削完毕，全部叶片形成；对叶轮前盖板和叶轮后盖板分别进行车削完成对叶轮前盖板和叶轮后盖板外形的加工。本发明避免了叶轮焊接等加工工艺过程的误差，提高了叶轮的整体加工精度，有利于提升叶轮的气动性能。也避免了叶轮焊接等加工工艺过程中产生的过大热应力和焊接裂纹，提升了叶轮的整体结构强度。
Description
技术领域
本发明属于非变容式泵技术领域，具体为一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法。
背景技术
叶轮是各类通风机、压缩机、泵等旋转机械的重要部件之一，也是旋转机械中唯一的做功部件。其将由电力驱动的旋转机械的机械能转化为进入流体的压能，从而实现流体的输送。叶轮的水力性能或气动性能，及结构强度对于设备的节能增效、安全运行起着至关重要的作用。尤其对于一些用于特殊工业背景的高转速、大扬程、高压比的叶轮，其性能和结构强度极为重要。因此，加工制造叶轮的好坏直接影响着工业中相关设备的性能和安全。
从流体在叶轮内流动方向上的不同，叶轮可分为：离心式叶轮、混流式叶轮和轴流式叶轮。离心式叶轮工作时，来流流体从轴向进入，经叶轮做功后从径向流出。轴流式叶轮工作时，来流流体从轴向进入，经叶轮做功后再从轴向流出。而混流式叶轮工作时，流体流出方向介于径向和轴向之间。叶轮从叶轮的结构形式上分为：开式叶轮、半开式叶轮和闭式叶轮。其中闭式叶轮由于前后盖板的封闭，数控加工限制因素较多。并且由于叶轮内存在一定数量的弯曲叶片，叶轮内形成狭窄而弯曲的流体通道，一般的数控加工方法难度很大。传统的闭式叶轮铸造方法，制造的叶轮精度较低，产品合格率不高，也难以达到设计时叶轮的性能要求。而分体式数控加工制造方法，需要将闭式叶轮整体拆分为一个半开式叶轮和一个盖板，分别加工制造出来，再进行装配焊接。这就会导致在装配焊接过程中误差较大，焊接裂纹存在等问题，进而导致叶轮性能不达标，结构强度不足。
随着计算机技术软硬件的发展，数控加工中心在工业加工生产中得到广泛的应用。数控加工具有加工精度高和自动化程度高等特点。虽然半开式叶轮的数控加工技术已经有了一定的发展，但是对于闭式叶轮的整体式数控加工制造技术研究并不多见。
因此，为了满足工业应用对于高性能，高强度叶轮的需求，提升加工制造叶轮的精度和结构强度成为亟待解决的问题。通过分析闭式叶轮结构特点，并结合数控加工技术，形成闭式叶轮整体数控加工制造技术是解决上述问题的可行性途径之一。
针对这一问题，我们提出了一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法，解决了闭式叶轮分体式加工制造方法精度和结构强度不足问题，克服了现有技术中的不足。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法，其特征在于，包括：
步骤1、对坯料进行叶轮进口区域的车削；
步骤2、从叶轮流道入口位置和叶轮流道出口位置分别进行铣削，形成单个流体通道，并从叶轮流道入口位置和叶轮流道出口位置对区域A2进行多次加工；
步骤3、根据叶片的数量，等间距重复进行步骤2直至全部流体通道铣削完毕，全部叶片形成；
步骤4、对叶轮前盖板和叶轮后盖板分别进行车削完成对叶轮前盖板和叶轮后盖板外形的加工。
所述步骤4之后对全部叶片之间的流体通道、叶轮进口区域和叶轮出口区域进行抛光打磨。
所述步骤1具体分为：
步骤101、首先准备坯料，采用圆柱形毛坯，并将毛坯进行全面的修磨和抛光处理；
步骤102、从圆柱毛坯圆面任意一侧对毛坯进行车削，车削起始直径Φ2为叶轮前盖板入口直径；车削深度达到车削直径为Φ1的圆面位置；通过对叶轮进口区域的车削，使叶轮流道进口位置暴露。
所述步骤2具体分为：
步骤201、从叶轮流道入口位置的铣削：根据流体通道的边界，通过选定铣削刀具，利用型腔铣方式，对闭式叶轮从叶轮流道入口位置开始铣削；铣削过程是多次进行的，通过调整刀轴矢量方向来改变刀具加工方向，完成从叶轮流道入口位置至第二铣削深度Ro之间区域的最大限度材料去除率；
步骤202、从叶轮流道出口位置的铣削：根据流体通道的边界，通过选定铣削刀具，利用型腔铣方式，对闭式叶轮从叶轮流道出口位置开始铣削；铣削过程是多次进行的，通过调整刀轴矢量方向来改变刀具加工方向，完成从叶轮流道出口位置至第一铣削深度Ri的最大限度材料去除率；
步骤203、在步骤201的铣削和步骤202的铣削之间有部分共同加工的区域A2，通过调整刀轴矢量方向，分别从叶轮流道入口位置和叶轮流道出口位置对区域A2进行多次加工，使区域A2达到最大限度材料去除率；
所述流体通道的边界中的前盖板曲线关系式为：R＝f(Z)，其中：
从叶轮流道入口位置的铣削加工深度在叶轮轴面上的投影由第一铣削深度
确定，其中f'为f的一阶导数，中间变量p＝p1，第一深度变量p1的范围为：0.5～0.7；从叶轮流道出口位置的铣削加工深度由第二铣削深度
确定，p＝p2；第二深度变量p2的范围为：0.2～0.4。
所述步骤4具体分为：
步骤41、前盖板车削：对步骤3完成的叶轮半成品模型从前盖板1进行车削加工，车削刀轴沿着叶轮轴向Z方向，加工深度为(Zso-Zsi)；
步骤42、后盖板车削：对步骤3完成的叶轮半成品模型从后盖板2进行车削加工，车削刀轴沿着叶轮轴向Z方向，加工深度为(Zho-Zhi)。
本发明的有益效果在于：
1.本发明利用整体式铣削加工方法，避免了传统分体式加工方法的铆接、焊接等过程。这简化了叶轮的加工制造流程，去除了分体式加工方法叶轮部件之间的配合和连接的难度。
2.由于本发明的叶轮整体式数控铣削加工方法不存在铆接、焊接等过程，避免了叶轮焊接等加工工艺过程的误差，提高了叶轮的整体加工精度，有利于提升叶轮的气动性能。也避免了叶轮焊接等加工工艺过程中产生的过大热应力和焊接裂纹，提升了叶轮的整体结构强度，提高了叶轮的产品合格率。
3.本发明通过将闭式叶轮流道的铣削加工分为三个加工区域A1，A2和A3，分别从叶轮流道入口位置和从叶轮流道出口位置两个方向进行铣削加工，缩短了加工刀具的长度，扩大了铣削加工的范围，使闭式叶轮整体铣削加工成为可行。
4.同时有利于叶轮制造业的系统集成，在结合计算机辅助设计、计算流体力学软件和计算机辅助加工基础上，形成集叶轮设计、性能评估和加工制造为一体的设计、评估和制造平台。
附图说明
图1为本发明一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法实施例中闭式叶轮结构示意图；
图2为本发明实施例中闭式叶轮的轴面示意图；
图3为本发明实施例中对叶轮进口区域车削后的结构示意图；
图4为本发明实施例中对叶轮进口区域车削后的正视图；
图5为图4在A-A剖面的剖面图；
图6为本发明实施例中形成单个流体通道后的结构示意图；
图7为本发明实施例中形成单个流体通道后的侧视图；
图8为图7在B-B剖面的剖面图；
图9为本发明实施例中进行抛光打磨后的正视图；
图10为图9在C-C剖面的剖面图。
其中：
1-叶轮前盖板，2-叶轮后盖板，3-叶片，4-叶轮进口区域，5-叶轮出口区域，6-叶轮流道入口位置，7-叶轮流道出口位置，
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示的本发明实施例，一种闭式叶轮包括：叶轮前盖板1，叶轮后盖板2和叶片3，在叶轮前盖板1和叶轮后盖板2之间存在一定数量的弧形叶片3，叶片3具有一定的厚度；叶轮前盖板1、一定数量的叶片3以及叶轮后盖板2构成了一整体的叶轮，叶轮为闭式叶轮；在叶轮前盖板1、叶轮后盖板2和叶片3之间形成一个个狭窄而弯曲的流体通道；叶轮前盖板1和叶轮后盖板2均为光滑曲面，二者在叶轮轴面上的投影为两条曲线；
闭式叶轮前盖板1在叶轮进口区域4位置可以与叶片前缘位置平齐，也可以超出叶片前缘位置，使叶片被包含在叶轮前盖板1之内；所述闭式叶轮后盖板2在叶轮进口区域4位置可以与叶片前缘位置平齐，也可以超出叶片前缘位置，使叶片被包含在叶轮后盖板2之内；但叶轮后盖板2在叶轮进口区域4位置一般不超过叶轮前盖板1；叶轮前盖板1、叶轮后盖板2在叶轮出口区域5可以与叶片尾缘齐平，也可以超出叶片尾缘。
对该闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造的方法包括如下步骤：
如图3～图5所示的步骤1、对坯料进行叶轮进口区域4的车削，具体分为：
步骤101、首先准备坯料，采用圆柱形毛坯，并将毛坯进行全面的修磨和抛光处理；圆柱毛坯的尺寸为：直径Φ3为设计叶轮的出口直径，高度d为设计叶轮从进口到出口的轴向距离；
步骤102、从圆柱毛坯圆面任意一侧对毛坯进行车削，车削起始直径Φ2为叶轮前盖板1入口直径；车削深度达到车削直径为Φ1的圆面位置；通过对叶轮进口区域4的车削，从而使叶轮流道进口位置暴露出来，方便进行后续步骤2的进行；从叶轮进口区域4车削加工完成后的模型如图3所示；
如图2、图6～图8所示的步骤2、从叶轮流道入口位置6和叶轮流道出口位置7分别进行铣削，周向长度取决于叶片的数量，形成单个流体通道，并从叶轮流道入口位置6和叶轮流道出口位置7对区域A2进行多次加工，具体分为：
步骤201、从叶轮流道入口位置6的铣削：根据流体通道的边界，通过选定铣削刀具，利用型腔铣方式，对闭式叶轮从叶轮流道入口位置6开始铣削；铣削过程是多次进行的，通过调整刀轴矢量方向来改变刀具加工方向，完成从叶轮流道入口位置6对图2中(A1+A2)区域的最大限度材料去除率；
步骤202、从叶轮流道出口位置7的铣削：根据流体通道的边界，通过选定铣削刀具，利用型腔铣方式，对闭式叶轮从叶轮流道出口位置7开始铣削；铣削过程是多次进行的，通过调整刀轴矢量方向来改变刀具加工方向，完成从叶轮流道出口位置7对图2中(A2+A3)区域的最大限度材料去除率；
步骤203、在步骤201的铣削和步骤202的铣削之间有部分共同加工的区域A2，通过调整刀轴矢量方向，分别从叶轮流道入口位置6和叶轮流道出口位置7对区域A2进行多次加工，使区域A2达到最大限度材料去除率；
步骤3、根据叶片3的数量，等间距重复进行步骤2直至全部流体通道铣削完毕，全部叶片3形成，加工完成后效果请参阅图6～图8；然后进行步骤4；
如图9和图10所示的步骤4、对叶轮前盖板1和叶轮后盖板2分别进行车削完成对叶轮前盖板1和叶轮后盖板2外形的加工；
步骤41、前盖板1车削：对步骤4完成的叶轮半成品模型从前盖板1进行车削加工，车削刀轴沿着叶轮轴向Z方向，加工深度为(Zso-Zsi)；对前盖板1车削加工完成后效果请参阅如图9和图10的前盖板区域；
步骤42、后盖板2车削：对步骤4完成的叶轮半成品模型从后盖板2进行车削加工，车削刀轴沿着叶轮轴向Z方向，加工深度为(Zho-Zhi)；对后盖板2车削加工完成后效果请参阅如图9和图10的后盖板区域；
在步骤201中，假设前盖板曲线关系式为：R＝f(Z)；则，从叶轮流道入口位置6的铣削加工深度在叶轮轴面上的投影由第一铣削深度
确定，其中直线Ri与前盖板轴面投影曲线的交点为(Zs1，Rs1)，f'为f的一阶导数。
在步骤202中，从叶轮流道出口位置7的铣削加工深度由第二铣削深度
确定，其中直线Ro与前盖板轴面投影曲线的交点为(Zs2，Rs2)。
如图1所示的步骤5、对完成步骤4后全部叶片之间的流体通道、叶轮进口区域4和叶轮出口区域5进行抛光打磨。
对于一般的从一个方向进行铣削加工的方法，其要求刀轴较长，而且存在加工盲区。例如：只从叶轮流道入口位置6进行铣削加工，会存在如图2中的S2加工盲区。相反，如果只从叶轮流道出口位置7进行铣削加工，则会存在如图2中的S1加工盲区。因此，本发明将加工区域分为三个区域A1、A2和A3，分别从叶轮流道入口位置6和叶轮流道出口位置7两个方向进行铣削加工，去除加工盲区，完成闭式叶轮整体数控铣削加工；完成整体车削、铣削加工制造后的闭式叶轮如图1所示。
在本发明的实施例中提供了具体流体通道的边界以及区域A2的边界位置，即提供了前盖板轴面投影曲线、后盖板轴面投影曲线以及p1和p2的值，具体的步骤如下：
步骤1、对坯料进行叶轮进口区域4的车削，具体分为：
步骤101、首先准备坯料，采用圆柱形毛坯，并将毛坯进行全面的修磨和抛光处理；圆柱毛坯的尺寸为：直径Φ3为设计叶轮的出口直径，高度d为设计叶轮从进口到出口的轴向距离；Φ3＝1.1562m，d＝0.2134m。
步骤102、从圆柱毛坯圆面任意一侧对毛坯进行车削，车削起始直径Φ2为叶轮前盖板1入口直径；车削深度达到车削直径为Φ1的圆面位置，深度为0.035m；通过对叶轮进口区域4的车削，从而使叶轮流道进口位置暴露出来，方便进行后续步骤2的进行；Φ1＝0.5734m，Φ2＝0.6315m；
步骤2、从叶轮流道入口位置6和叶轮流道出口位置7分别进行铣削，形成单个流体通道，并从叶轮流道入口位置6和叶轮流道出口位置7对区域A2进行多次加工，具体分为：
步骤201、从叶轮流道入口位置6的铣削：根据前后盖板曲线，通过选定铣削刀具，利用型腔铣方式，对闭式叶轮从叶轮流道入口位置6开始铣削；铣削过程是多次进行的，通过调整刀轴矢量方向来改变刀具加工方向，完成从叶轮流道入口位置6对图2中(A1+A2)区域的最大限度材料去除率；
其中前盖板曲线为三阶贝塞尔曲线表达形式，横坐标Z和纵坐标R均是关于中间变量p的函数，具体为：
其中Z和R具体位置(坐标)随的着中间变量p在区间内的变化而变化。
由前后盖板曲线组成的边界为
其中(Zsi，Rsi)为前盖板曲线和叶轮入口的交点，(Zhi，Rhi)为后盖板曲线和叶轮入口的交点，(Zso，Rso)为前盖板曲线和叶轮出口的交点，(Zho，Rho)为后盖板曲线和叶轮出口的交点；
具体从叶轮流道入口位置6的铣削加工深度在叶轮轴面上的投影由第一铣削深度
确定，其中直线Ri的起点位置为点(Zs1，Rs1)；在此点时取p＝p1；第一深度变量p1的范围为：0.5～0.7：
具体的，在点(Zs1，Rs1)处p1＝0.65，从而上式变化为：
得出
其中k1为第一铣削深度Ri的斜率；
对后盖板曲线，线段(Zsi，Rsi)、(Zhi，Rhi)，前盖板曲线和直线Ri四者围成的(A1+A2)区域进行多次开始铣削；
步骤202、从叶轮流道出口位置7的铣削：根据前后盖板曲线，通过选定铣削刀具，利用型腔铣方式，对闭式叶轮从叶轮流道出口位置7开始铣削；铣削过程是多次进行的，通过调整刀轴矢量方向来改变刀具加工方向，完成从叶轮流道出口位置7对图2中(A2+A3)区域的最大限度材料去除率；
具体从叶轮流道出口位置7的铣削加工深度由第二铣削深度
确定，其中直线Ro的起点位置为(Zs2，Rs2)，取p＝p2；第二深度变量p2的范围为：0.2～0.4；
在(Zs2，Rs2)处p2＝0.3，从而上式变化为：
得出
其中k2为直线Ro的斜率；
对前盖板曲线，线段(Zs0，Rs0)、(Zh0，Rh0)，后盖板曲线和直线Ro四者围成的(A1+A2)区域进行多次开始铣削；
步骤203、在步骤201的铣削和步骤202的铣削之间有部分共同加工的区域A2，通过调整刀轴矢量方向，分别从叶轮流道入口位置6和叶轮流道出口位置7对区域A2进行多次加工，使区域A2达到最大限度材料去除率；具体A2由前盖板曲线、直线Ri、后盖板曲线和直线Ro四者围成。
步骤3、叶片3的数量为17，等间距重复进行步骤2直至全部流体通道铣削完毕，全部叶片3形成，然后进行步骤4；
步骤4、对叶轮前盖板1和叶轮后盖板2分别进行车削完成对叶轮前盖板1和叶轮后盖板2外形的加工；
步骤41、前盖板1车削：对步骤4完成的叶轮半成品模型从前盖板1进行车削加工，车削刀轴沿着叶轮轴向Z方向，加工深度为(Zso-Zsi)；
步骤42、后盖板2车削：对步骤4完成的叶轮半成品模型从后盖板2进行车削加工，车削刀轴沿着叶轮轴向Z方向，加工深度为(Zho-Zhi)；
步骤5、对完成步骤4后全部叶片之间的流体通道、叶轮进口区域4和叶轮出口区域5进行抛光打磨。
本实施例采用的叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法相较于传统的叶轮分体式加工制造方法有很大的优势。
首先，其利用整体式铣削加工方法，避免了传统分体式加工方法的铆接、焊接等过程；简化了叶轮的加工制造流程，去除了分体式加工方法叶轮部件之间的配合和连接的难度。
其次，由于本发明的叶轮整体式数控铣削加工方法不存在铆接、焊接等过程，避免了叶轮焊接等加工工艺过程的误差，提高了叶轮的整体加工精度，有利于提升叶轮的气动性能。也避免了叶轮焊接等加工工艺过程中产生的过大热应力和焊接裂纹，提升了叶轮的整体结构强度，提高了叶轮的产品合格率。
最后，本发明通过将闭式叶轮流道的铣削加工分为三个加工区域A1，A2和A3，分别从叶轮流道入口位置6和从叶轮流道出口位置7两个方向进行铣削加工，缩短了加工刀具的长度，扩大了铣削加工的范围，使闭式叶轮整体铣削加工成为可行。这有利于叶轮制造业的系统集成，在结合计算机辅助设计、计算流体力学软件和计算机辅助加工基础上，形成集叶轮设计、性能评估和加工制造为一体的设计、评估和制造平台。
Claims (4)
1.一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法，其特征在于，包括：
步骤1、对坯料进行叶轮进口区域的车削；
步骤2、从叶轮流道入口位置和叶轮流道出口位置分别进行铣削，形成单个流体通道，并从叶轮流道入口位置和叶轮流道出口位置对区域A2进行多次加工；
步骤3、根据叶片的数量，等间距重复进行步骤2直至全部流体通道铣削完毕，全部叶片形成；
步骤4、对叶轮前盖板和叶轮后盖板分别进行车削完成对叶轮前盖板和叶轮后盖板外形的加工；
所述步骤2具体分为：
步骤201、从叶轮流道入口位置的铣削：根据流体通道的边界，通过选定铣削刀具，利用型腔铣方式，对闭式叶轮从叶轮流道入口位置开始铣削；铣削过程是多次进行的，通过调整刀轴矢量方向来改变刀具加工方向，完成从叶轮流道入口位置对区域A1和区域A2的最大限度材料去除率；
步骤202、从叶轮流道出口位置的铣削：根据流体通道的边界，通过选定铣削刀具，利用型腔铣方式，对闭式叶轮从叶轮流道出口位置开始铣削；铣削过程是多次进行的，通过调整刀轴矢量方向来改变刀具加工方向，完成从叶轮流道出口位置对区域A2和区域A3的最大限度材料去除率；
步骤203、在步骤201的铣削和步骤202的铣削之间有部分共同加工的区域A2，通过调整刀轴矢量方向，分别从叶轮流道入口位置和叶轮流道出口位置对区域A2进行多次加工，使区域A2达到最大限度材料去除率；
所述流体通道的边界中的前盖板曲线关系式为：R＝f(Z)，其中：
从叶轮流道入口位置的铣削加工深度在叶轮轴面上的投影由第一铣削深度
确定，f'为f的一阶导数，中间变量p＝p1，第一深度变量p1的范围为：0.5～0.7；直线Ri与前盖板轴面投影曲线的交点为(Zs1，Rs1)；
从叶轮流道出口位置的铣削加工深度由第二铣削深度
确定，p＝p2；第二深度变量p2的范围为：0.2～0.4；直线Ro与前盖板轴面投影曲线的交点为(Zs2，Rs2)。
2.根据权利要求1所述的一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法，其特征在于，所述步骤4之后对全部叶片之间的流体通道、叶轮进口区域和叶轮出口区域进行抛光打磨。
3.根据权利要求1所述的一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法，其特征在于，所述步骤1具体分为：
步骤101、首先准备坯料，采用圆柱形毛坯，并将毛坯进行全面的修磨和抛光处理；
步骤102、从圆柱毛坯圆面任意一侧对毛坯进行车削，车削起始直径Φ2为叶轮前盖板入口直径；车削深度达到车削直径为Φ1的圆面位置；通过对叶轮进口区域的车削，使叶轮流道进口位置暴露。
4.根据权利要求1所述的一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法，其特征在于，所述步骤4具体分为：
步骤41、前盖板车削：对步骤3完成的叶轮半成品模型从前盖板进行车削加工，车削刀轴沿着叶轮轴向Z方向，加工深度为(Zso-Zsi)；其中(Zso，Rso)为前盖板曲线和叶轮出口的交点，(Zsi，Rsi)为前盖板曲线和叶轮入口的交点；
步骤42、后盖板车削：对步骤3完成的叶轮半成品模型从后盖板进行车削加工，车削刀轴沿着叶轮轴向Z方向，加工深度为(Zho-Zhi)；其中(Zho，Rho)为后盖板曲线和叶轮出口的交点，(Zhi，Rhi)为后盖板曲线和叶轮入口的交点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011311807.9A CN112296613B (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011311807.9A CN112296613B (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112296613A CN112296613A (zh) | 2021-02-02 |
| CN112296613B true CN112296613B (zh) | 2022-03-29 |
Family
ID=74336048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011311807.9A Active CN112296613B (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112296613B (zh) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7632073B2 (en) * | 2005-06-08 | 2009-12-15 | Dresser-Rand Company | Impeller with machining access panel |
| CN100585523C (zh) * | 2008-03-21 | 2010-01-27 | 哈尔滨工业大学 | 直纹面叶轮刀具轨迹规划加工方法 |
| CN101733618B (zh) * | 2008-11-12 | 2011-12-14 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种发动机整体叶盘流道数控钻铣加工方法 |
| CN102091919B (zh) * | 2009-12-09 | 2013-03-06 | 沈阳鼓风机集团股份有限公司 | 一种三元闭式叶轮的加工方法 |
| EP2669042A1 (de) * | 2012-05-30 | 2013-12-04 | Sulzer Markets and Technology AG | Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks mittels einer Zerspanvorrichtung |
| CN104907617B (zh) * | 2015-06-15 | 2017-04-26 | 西安交通大学 | 基于分区域切削的离心压缩机叶轮五坐标铣削方法 |
| DE102016120480A1 (de) * | 2016-10-27 | 2018-05-03 | Man Diesel & Turbo Se | Verfahren zum Herstellen eines Strömungsmaschinenlaufrads |
-
2020
- 2020-11-20 CN CN202011311807.9A patent/CN112296613B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112296613A (zh) | 2021-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101708559A (zh) | 闭式整体叶盘五坐标插铣加工方法 | |
| CN102489761A (zh) | 一种半开离心式具有长短叶片结构的整体叶轮高效加工方法 | |
| CN110321660B (zh) | 一种径向出水大型混流泵叶轮设计方法 | |
| CN105332952A (zh) | 一种小弯度可调静子设计方法 | |
| CN109505790B (zh) | 高负荷高通流能力的轴流风机 | |
| CN107092763B (zh) | 具有可铸造性的透平机械叶轮的三维设计方法 | |
| CN107908914B (zh) | 离心压缩机闭式叶轮可加工性判断及中间截面的计算方法 | |
| CN118313094B (zh) | 一种斜流风机的流道的设计方法、设计装置和斜流风机 | |
| CN106292530A (zh) | 离心叶轮叶片进口前缘的优化设计及加工方法 | |
| CN110081024B (zh) | 一种多级离心泵导叶及其加工方法 | |
| CN112296613B (zh) | 一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法 | |
| CN102240928B (zh) | 一种成型圆弧叶片进/排气边的数控抛光方法 | |
| RU2427726C2 (ru) | Центробежное рабочее колесо и способ его изготовления | |
| CN107313982A (zh) | 一种新型径向扩压器组件及其制造方法 | |
| Liang et al. | The recent progresses in industrial centrifugal compressor designs | |
| CN117124027B (zh) | 一种叶片成型制造方法及叶片 | |
| CN113094833B (zh) | 具有燕尾前缘且径向和轴向叶片一体化的扩压器设计方法 | |
| CN112324713B (zh) | 一种轴流式压气机气流转角自适应导向叶片及其设计方法 | |
| EP3693608B1 (en) | Method of manufacturing centrifugal rotary machine and centrifugal rotary machine | |
| CN111677689A (zh) | 一种减振降噪的混流泵或轴流泵的设计方法 | |
| CN114310204B (zh) | 一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 | |
| CN205446179U (zh) | 一种三元流离心风机叶轮叶片结构 | |
| CN114186360A (zh) | 一种离心泵复合叶片的设计方法 | |
| CN212508963U (zh) | 一种混流泵或轴流泵 | |
| CN219081917U (zh) | 一种可调分流式的开槽叶片扩压器及其离心压气机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |