CN113799330B - 高效叶轮的成型系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效叶轮的成型系统，包括前模本体和后模本体，芯模包括用于成型叶片为扭曲形叶面的待成型叶轮流道进液段的进液段芯模总成和用于成型待成型叶轮流道出液段的出液段芯模总成，待成型叶轮的叶片为扭曲形叶面；上述方案中，由于提供了成型待成型叶轮流道进液段的进液段芯模总成和用于成型待成型叶轮流道出液段的出液段芯模总成，两者在流道内部实现结合面分型，这样就可以在已成型的待成型叶轮的进液口处和出液端分别实施进液段芯模总成和出液段芯模总成的各自独立脱模运动，避免了包括扭曲形叶面在内的流道壁对模具本体脱模位移的阻挡，从而可以注塑成型高效的具有扭曲流道的叶轮，实现了直接成型完整的叶轮。

Description

高效叶轮的成型系统

技术领域

本发明涉及成型模具，具体讲是泵的叶轮的成型系统。

背景技术

采用离心泵输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的部件的材质及结构要求极为严格。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，塑料泵因此而成为业界新的研发重点。鉴于塑料泵的成型特点，其叶轮的形状设计最为棘手，在三种基本结构的叶轮中，开式、半开式虽然结构相对简单，但其泵送效率偏低，闭式结构最复杂，但效率相对更高。

闭式叶轮中，普通的圆柱面的叶片再加上短且相对顺直的流道便于实现成型模具的合模、脱模过程，但流导过于简单而牺牲了泵送能力，通过提高转送的方式虽可以适当提高泵送能力，但需要消耗更多的电力。另外就是扭曲面叶片，其泵送能力无疑是最佳的，再加上前端盖或 /和后端盖靠近转轴孔附件的曲面形状设计而成的扭曲状的流道，其泵送能力提高了，如何成型则是无法回避的难题。

名称为“一种井用潜水电泵的塑料叶轮结构及其注塑工艺” (CN109519412 A)的专利文献1公开的就是一种塑料叶轮及其注塑工艺，将叶轮加工成两部分然后焊接为一体，尽管其采用分布注塑、焊接成型的方案，其仍然回避了复杂的叶轮结构，其图3中可以清楚的知晓其叶片为常规的圆柱形叶面，这主要考虑的是模具成型时的难度，尤其是降低脱模难度，可见上述文献1加工的只是圆柱形叶片的常规结构的闭式叶轮。

名称为“离心叶轮注塑成型的模具”(CN 107457964 B)的专利文献 2公开了一次注塑成型的叶轮成型模具，其注塑部分的难度显然高于专利文献1，即其说明书中明确记载“[0024]后盘11具有后盘内盘面111，后盘内盘面111为平面造型。后盘内盘面111指的是后盘11面向叶轮13 一侧的内侧面---对外盘面112的表面形状不做具体要求。

前盘12包括前盘内盘面121和前盘外盘面122，前盘内盘面121和前盘外盘面122分 别为曲面造型，其中前盘内盘面121指的是前盘 12面向叶轮13一侧的内侧面，而前盘外盘面122指的是背向叶轮13的外侧面。此处所谓的曲面采用通常理解，即该表面是呈弯曲形状的，更具体而言是图2中向下弯曲的造型，更确切地说是向内且向下弯曲，有利于使风流通道整体顺畅，进而提升风力。”

上述记载说明泵送流道的前段的前盘内盘面121为曲面，后盘内盘面111为平面，再结合图1、2、5～10，可以基本确认其叶片面为圆柱面的形状，由上芯块4和下芯块5构成的模芯单元3整体为楔形，两侧的楔面整体呈平直态而无扭曲形态，所以上芯块4具有直线造型的横向活动路径a，便可以实现进模和退模，上芯块4和下芯块5构成的复合结构就是为了成型前盘内盘面121前段的曲面部位，并实现脱模。

上述方案虽有不同，但其旨在成型的叶轮的结构却基本相同，面对需要输送的具有粘性的液体介质时，上述叶轮的泵送能力则无法满足要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效叶轮的成型系统，用于注塑成型叶片为扭曲形叶面的叶轮。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高效叶轮的成型系统，包括前模本体和后模本体，其特征在于：

芯模包括用于成型叶片为扭曲形叶面的待成型叶轮流道进液段的进液段芯模总成和用于成型待成型叶轮流道出液段的出液段芯模总成，待成型叶轮的叶片为扭曲形叶面；

进液段芯模总成包括成型进液口局部及与该进液口局部相连的同一流道进液段的进液段芯模单元组，进液段芯模单元组包括成型围成流道的上游叶片进液段的内侧叶面的进液段第一芯模和成型围成流道的下游叶片进液段的外侧叶面的进液段第二芯模，进液段第一芯模的脱模方向整体上与叶轮的轴向方向一致，进液段第二芯模的脱模方向首先是进液的逆向、再沿叶轮的轴向方向，进液段芯模单元组数与待成型叶轮的流道数一致；

出液段芯模总成包括成型围成同一流道的上游叶片的出液段的内侧叶面、前盖板A的出液段内侧面、后盖板的出液段内侧面及下游叶片的出液段的外侧叶面的成型面，出液段芯模总成沿出液段的出液方向位移脱模。

上述方案中，由于提供了成型待成型叶轮流道进液段的进液段芯模总成和用于成型待成型叶轮流道出液段的出液段芯模总成，两者在流道内部实现结合面分型，这样就可以在已成型的待成型叶轮的进液口处和出液端分别实施进液段芯模总成和出液段芯模总成的各自独立脱模运动，避免了包括扭曲形叶面在内的流道壁对模具本体脱模位移的阻挡，从而可以注塑成型高效的具有扭曲流道的叶轮，实现了直接直接成型完整的叶轮，提高了加工效率。

附图说明

图1、2分别是待成型叶轮的前端、后端视觉方向的立体图；

图3是隐藏了前盖板的立体结构示意图；图4是图3所示状态的正视图；图5是图4中的A-A向剖视图；

图6a、6b、6c是本发明的立体结构示意图；

图7a、7b、7c分别是三个视觉方向的出液段芯模总成的立体结构图；

图8a、8b、8c分别是图7a、7b、7c中的局部放大图；

图8d、8e分别是图7c、7b中的局部放大图；

图8f是固定芯模的剖视图；

图9是进液段芯模总成的立体结构图；

图10是进液段芯模总成的分解立体结构图；

图11a、11b、11c、11d分别是四个视觉方向的进液段芯模单元组的立体图；

图12a、12b、12c分别是三个视觉方向的进液段第二芯模、进液段第三芯模的组装状态的立体图；

图13a、13b、13c分别是三个视觉方向的进液段第二芯模的立体图；

图14是相邻进液段芯模单元组装配状态的立体图；

图15是脱模状态立体式示意图；

图16、17、18是隐藏了前盖板A后的脱模过程立体结构示意图。

具体实施方式

图1～5所示的是待成型叶轮，其是目前泵送效率十分突出的闭式叶轮，待成型叶轮包括前盖板A、后盖板B、叶片C，前盖板A中部的进液口A1口径大小与泵送流量要求适当适配，后盖板B中部转轴孔B0 周围的内侧板面的内部区域B1呈向进液口A1凹形的球面或曲面形状，内部区域B1自内向外顺滑地衔接至后盖板B的内侧板面上的平面环形区域B2，叶片C整体呈扭曲片状，即叶片C的前缘边C1与平面环形区域B2之间的夹角为锐角，同时叶片C与内部区域B1结合部位的切向方向几近为垂直关系，两者之间的垂直关系延续到流道的出液端，即叶片 C的前缘边C1与平面环形区域B2之间的夹角小于叶片C的前缘边C1 与内部区域B1之间的夹角，后者可以近似地理解为垂直关系即夹角为 90°，叶片C的后缘边C2平面环形区域B2垂直，前缘边C1与后缘边 C2之间的叶片C则是扭曲状逐渐变形过渡的。如图1所示可以将流道的进液端口近似地看作由等腰梯形扭曲变形而来，两前缘边C1可视为腰线，流道的出液端口为周向长、轴向窄的长方形，作平面展开时流道的出液端口为长方形口。图中略去的前盖板A的内侧面可以是平面或斜面或适当曲率的曲面。图3中的粗线箭头为同一流道的流向。

本说明书为方便位置关系的描述、界定使用了前、后、里、外等方位限定词语，如所谓前方、前侧、前端、前部等均是以待成型叶轮Y的前盖板A、后盖板B为参考系的，即指靠近或临近前盖板A的一侧、一端或部位为前，相反的则是后方、后侧、后端、后部的含义，还有就是以流道内的介质流向的上、下游顺序界定前、后、里、外位置，轴向、径向通常是指待成型叶轮Y的轴芯方向、径向为参考系的。

如图6a、6b、6c所示，本发明所述的高效叶轮的成型系统包括前模本体50和后模本体70，芯模包括用于成型待成型叶轮Y流道进液段的进液段芯模总成和用于成型待成型叶轮Y流道出液段的出液段芯模总成，待成型叶轮Y的叶片C为扭曲形叶面；前模本体50和后模本体70 合模后的型腔中容纳有上述芯模，在合模前，可以选择进液段芯模总成、出液段芯模总成附设于前模本体和或后模本体上；

进液段芯模总成包括成型进液口A1局部及与该进液口A1局部相连的同一流道进液段的进液段芯模单元组，进液段芯模单元组包括成型围成流道的上游叶片进液段的内侧叶面NC的进液段第一芯模10和成型围成流道的下游叶片进液段的外侧叶面WC的进液段第二芯模20，进液段第一芯模10的脱模方向整体上与叶轮Y的轴向方向一致，进液段第二芯模20的脱模方向首先是进液的逆向、再沿叶轮Y的轴向方向，进液段芯模单元组数与待成型叶轮的流道数一致；

出液段芯模总成包括成型围成同一流道的上游叶片的出液段的内侧叶面NC、前盖板A的出液段内侧面、后盖板B的出液段内侧面及下游叶片的出液段的外侧叶面WC的成型面，出液段芯模总成沿出液段的出液方向位移脱模。

上述方案的核心在首先将待成型叶轮Y的流道分为进液段和出液段，两段的分界位置选择的总原则主要依据的是叶片的扭曲度和弯弧度较大的一段为进液段，其后起并止于出液口为出液段，出液段的叶片扭曲度和弯弧度均显著降低，同时出液段的叶片叶面及前盖板A、后盖板 B的出液段的内侧面基本平顺，直至出液口处叶片与相互平行的前盖板A、后盖板B均垂直。如此选择并界定了进液段芯模总成和出液段芯模总成，分模后的进液段芯模总成在进液口A1实施脱模，出液段芯模总成在沿出液段的出液方向位移脱模，将脱模位置分置开了，确保了流道的扭曲度和弯弧度较大的进液段，同时扭曲度和弯弧度较大的进液段又未对出液段芯模总成的脱模产生任何阻碍和影响，顺利地实现了扭曲形叶片构成的扭曲流道的直接注塑成型，不仅高效地加工成型了叶轮，更重要的是加工的叶轮具备高效的泵送能力。

需要说明的是，同一流道进液段对应设置有进液段芯模单元组，各进液段芯模单元组还其相邻的上游及下游进液段芯模单元组配合，进液段芯模单元组中的进液段第一芯模10用于成型围成流道的上游叶片进液段的内侧叶面NC，由于在周向方向上的上游叶片进液段的内侧叶面 NC与下游的叶片进液段的内侧叶面NC的前缘边C1之间间距有适当的空间区域，进液段第一芯模10恰好利用了该空间区域布置自身本体同时又可以轴向向外即轴流进液的反向位移实现托模，可见即使叶片进液段的扭曲度和弯弧度很大，其内侧叶面NC也可以方便且易于成型；进液段第二芯模20用于成型围成流道的下游叶片进液段的外侧叶面WC，由于叶片进液段正好位于进液段第二芯模20轴向方向的前面，无论叶片进液段的扭曲度和弯弧度大小，均处在进液段第二芯模20轴向位移的前方，所以进液段第二芯模20轴向位移实现是无法实现的，由于进液段第一芯模10可以直接脱模，所以只需将需要脱模的进液段第二芯模20上游的进液段第一芯模10先行脱模，周向方向的上游侧便为下游侧的进液段第二芯模20腾出了周向方向向上游位移的空间，从而使其与所成型的叶片避让开，再行轴向位移便实现脱模作业了。

为提高叶轮的泵送能力，就需要延长流道长度并减少流阻，为此需要进一步优化进液段芯模单元组，具体解决方案是进液段芯模单元组还包括位于进液段第一芯模10的下游侧有进液段第三芯模30，进液段第三芯模30上有成型上游叶片的进液段的内侧叶面N的第三芯模叶面成型面31，进液段第一芯模10上的第一芯模叶面成型面11与第三芯模叶面成型面31顺延布置。

在进液段第一芯模10的下游侧顺延布置进液段第三芯模30，可以进一步延长流道进液段的长度，同时将扭曲度和弯弧度更大的叶片进液段分成两段，这样每小段长度较短，再由进液段第一芯模10和进液段第三芯模30分别成型，同样保证了进液段第一芯模10的正常的几乎直接轴向位移即可实现的脱模动作，然后再周向位移进液段第三芯模30至原进液段第一芯模10的占位位置，再行轴向位移即可实现进液段第三芯模 30的脱模操作；由于，进液段第三芯模30的脱模已空出了其上游空间，进液段第二芯模20的脱模并未由于进液段成型区域的延长及扭曲度和弯弧度的增大而增加新的难度。

所述的进液段第一芯模10、进液段第二芯模20、进液段第三芯模 30的周向侧的贴合面及进液段芯模单元组之间的贴合面平行于叶轮Y的轴向方向。

上述方案提供的各芯模直接的贴合面的设计，首先保证了进液段第一芯模10与上游侧的进液段第二芯模20及同单元组中的进液段第三芯模30的结合面与叶轮Y的轴向方向平行，这样就可以保证所有的进液段第一芯模10可以单独的首先实施脱模位移而不会受到本单元组中的进液段第三芯模30及上上游侧的进液段第二芯模20的阻碍，同时便于定位加工，实现其满足设计要求的成型面。

为了可靠的约束并限定同一单元组中的各芯模的位置关系以及上、下游单元组之间的构造关系，本发明提供了圆环圈40，具体方案是进液段第一芯模10、进液段第二芯模20或进液段第一芯模10、进液段第二芯模20及进液段第三芯模30构成的进液段芯模单元组顺延布置且拆卸式固定在圆环圈40且向圆环圈40的一侧延伸，圆环圈40插接式设置在前模本体50中部的圆形凹台51处。

上述方案中，无论是由进液段第一芯模10、进液段第二芯模20构成的进液段芯模单元组还是由进液段第一芯模10、进液段第二芯模20 及进液段第三芯模30构成的进液段芯模单元组，均可以方便地约束固定在圆环圈40且采用拆卸式的连接方案，叶轮成型后可以首先方便的解除圆环圈40与进液段第一芯模10、进液段第二芯模20及进液段第三芯模30的约束连接，使各芯模处在可以进行脱模的状态，参见图9、10。

如图6a、6b、6c所示，作为优选方案，进液段第一芯模10、进液段第二芯模20、进液段第三芯模30与圆环圈40围置成的管腔活动式套在前模本体50上的整流管52上，整流管52罩设在注塑枪53的枪口处；出液段芯模总成布置在后模本体70上。

上述方案中，也就是将进液段芯模总成设置在前模本体50上并且与整流管52构成活动式套设的关系，既有利于进液段芯模总成的固定，又方便与前模本体50分离，即注塑成型过程完成后方便含进液段芯模总成的已成型叶轮与前模本体50分离，然后再行进液段芯模总成与已成型叶轮分离脱模作业。

参见图9、10，相互紧邻的上游侧的进液段芯模单元组中的进液段第二芯模20与下游侧的进液段芯模单元组中的进液段第一芯模10之间构成夹腔区域C12用于成型上下游流道之间的叶片C的进液段。

夹腔区域C12是由进液段第二芯模20上的第二芯模外侧叶面成型面21与第一芯模叶面成型面11围置构成。

上述方案实现了叶片C的进液段的成型，单纯从流道角度出发，同一个进液段芯模单元组旨在成型流道的进液段部分；从某个叶片的角度出发，其两侧叶面分别是相邻的上、下游两个进液段芯模单元组对应成型的，也就是叶片实际对应的就是上游侧的进液段芯模单元组中的进液段第二芯模20与下游侧的进液段芯模单元组中的进液段第一芯模10之间构成夹腔区域C12，夹腔区域C12注塑填充后就成为叶轮C的进液段部分，如图9、10、14、15、16b所示。

如图9、10所示，所述的圆环圈40的截面为方形，其内圈壁与两端面垂直且两端面与环芯线垂直，进液段第一芯模10、进液段第二芯模20、进液段第三芯模30的一端外侧有台阶部与圆环圈40一侧端面42和内圈壁43贴靠限位配合，圆环圈40上贯通两端端面的连接孔处设置连接螺钉44与进液段第一芯模10、进液段第三芯模30的台面上的螺纹孔12、 32连接。

所述的圆环圈40的截面为方形首先是极为方便加工，另外就是与前模本体50中部的圆形凹台51构成方便、可靠的插接配合，如图6a、6b、 6c所示，同时其一侧端面和周面作为定位基准面给予进液段第一芯模 10、进液段第二芯模20、进液段第三芯模30的一端外侧的台阶部实施定位，并结合其上设置的螺纹孔12、32、连接螺钉44将进液段第一芯模10、进液段第二芯模20、进液段第三芯模30约束固定住并且构成方便拆卸的连接关系。

结合图10、11、12，所述的进液段第一芯模10、进液段第二芯模20、进液段第三芯模30的台面外部柱面与圆环圈40的外周壁41为顺延的柱面，进液段芯模单元组中的大圆柱面D、小圆柱面d部位的周向端面与相邻的进液段芯模单元组周向端面贴合并围成内部呈管腔区域45，第一芯模叶面成型面11、第二芯模外侧叶面成型面21及第三芯模叶面成型面31分别自大圆柱面D部的轴向向后、径向延伸构成。

上述方案中，进液段芯模单元组中的大圆柱面D、小圆柱面d部位的设置首先是为了形成相应的台阶部与圆环圈40实施定位、配合及连接，大圆柱面D实际上主要用于成型进液口A1，这样就可以在前模本体50和后模本体70分离时，圆环圈40凸显于已成型叶轮的进液口A1 外部，这样有利于脱模作业；另外，进液段第一芯模10、进液段第二芯模20、进液段第三芯模30既成型叶轮的进液口A1，又成型叶轮的进液段，这样可以保证叶轮的进液的流阻显著降低，提高了叶轮的泵送效率。

如图11、12、13、14、16a、17所示，所述的进液段第二芯模20的进液段第二芯模下游端面22与进液段第三芯模30的进液段第三芯模下游端面33平齐且处在流道截面位置处，出液段芯模总成的里端端面与进液段第二芯模下游端面22和进液段第三芯模下游端面33贴合并构成流道进液段、出液段的分型衔接面，同时参考图8。

上述方案中，进液段第二芯模下游端面22与进液段第三芯模下游端面33平齐设置，方便加工，即将两者装夹后一刀即可加工完成，这为与出液段芯模总成的里端端面的平齐贴合提供了保证，减少了结合面处出现的分型面飞边现象，可保证流道的平顺性，即使流道需要修壁作业，其工作量也大为减少。

如图10、11、12、13、14、15所示所述的进液段第一芯模10的大圆柱面D部的截面周边轮廓为扇纸形，进液段第二芯模20与进液段第三芯模30组合件的大圆柱面D部的截面周边轮廓为扇形，所述的扇纸形的面积大于扇形的面积。

结合图9～18，上述方案中，所述的进液段第一芯模10的大圆柱面 D部的截面周边轮廓为扇纸形，就是让其承担尽量多的进液段流道中的上游叶片进液段的内侧叶面NC，因为，叶片进液段的前段的扭曲度、弯弧度也是最大的，而该部位相对于下游侧的叶片C的前缘边C1来讲几乎是完全敞露的，所以极为有利于脱模；所述的进液段第二芯模20 与进液段第三芯模30组合件的大圆柱面D部的截面周边轮廓为扇形并非是严格的几何意义上的扇形，其内侧的弧长实际上具有适当的长度而并不等于零，只是相对来讲很短而已，只要保证进液段第三芯模30与圆环圈40实现连接即可，同时进液段第三芯模30的第三芯模叶面成型面 31又可以更多的成型上游叶片的进液段的内侧叶面N的进液段的后段，同时进液段第二芯模20的第二芯模外侧叶面成型面21也可以向流道下游尽量多延伸一段，在保证自身具备脱模能力的情况下，降低出液段芯模总成的难度。

结合图10、11a、11c、11d、12a、12c，更为优选的方案是，第三芯模下游端面33面积为进液段第二芯模下游端面22面积的1/3～2/3；进液段第二芯模上游端面25与第三芯模上游端面36平齐贴靠在第一芯模下游端面15上，径向方向上第三芯模上游端面36位于进液段第二芯模上游端面25的外侧。

结合图10、11a、11b、11c、14、15所示，上述方案限定了进液段第三芯模30与进液段第一芯模10、进液段第二芯模20之间的关系，由于进液段第二芯模20与圆环圈40的端面之间的接触面积很小，无法通过螺钉类零件将进液段第二芯模20固定在圆环圈40上，采用上述方案可以将进液段第二芯模20周向限定在本单元组的进液段第三芯模30和进液段第一芯模10的下游侧以及临近的下游侧的进液段芯模单元组的进液段第一芯模10之间，同时在圆环圈40和进液段第一芯模10的径向限位下实现进液段第二芯模20的径向方向的定位，这样进液段第二芯模 20的径向、周向位置均被限定了，结合图14，15。

上述方案不仅为进液段第三芯模30提供了脱模空间，还为进液段第二芯模20提供了脱模空间，而且进液段第三芯模30和进液段第二芯模 20的脱模难度得到了均匀分配。

所述的第三芯模下游端面33和进液段第二芯模下游端面22为互为倒置的四边形且上、下两边平行，两外侧腰边分别与对应位置处的外侧叶面WC、内侧叶面NC曲度相符。由上述方案可见，进液段第三芯模 30和进液段第二芯模20的成型面完全处在流道内部，其成型面与流道的各部位的弯弧度、扭曲度保持一致，这样才能成型流道。更具体的，沿流道的上游向下游方向上的第一芯模叶面成型面11、第三芯模叶面成型面31的扭曲度由大变小。由此成型了小流阻、长流道的叶轮，实现泵送效率的提高。

所述的进液段第一芯模10的周向两侧面相互平行或周向外弧段的弧度小于内弧段弧度，进液段第一芯模10上自大圆柱面D部轴向向后、径向向外延伸有进液段第一芯模前盖板成型面13，进液段第一芯模前盖板成型面13与第一芯模叶面成型面11相交；进液段第三芯模30上自大圆柱面D部轴向向后、径向向外延伸有进液段第三芯模前盖板成型面 34，进液段第三芯模前盖板成型面34与第三芯模叶面成型面31相交。

由于进液段第一芯模10上有进液段第一芯模前盖板成型面13，所以直接轴向位移脱模时必然会受到前盖板A的阻挡无法脱模，所以采用进液段第一芯模10的周向两侧面相互平行或周向外弧段的弧度小于内弧段弧度，这样进液段第一芯模10径向向内可以位移，待脱离前盖板A 的阻挡部位后再行轴向位移即可实施脱模了。进液段第一芯模10、进液段第三芯模30相互配合可以成型的较长的进液段，为出液段的成型降低难度。为了方便进液段第一芯模10、进液段第三芯模30的脱模，其上的螺纹孔12、32还可以被用于与螺杆工具配合实现脱模。

进液段第二芯模20上有顺延衔接于进液段第三芯模前盖板成型面 34下游的进液段第二芯模前盖板成型面23。上述方案中，进液段第二芯模20也承担了部分前盖板A的成型任务，显著降低了进液段第一芯模 10、进液段第三芯模30由于承担过多的前盖板A的成型任务而脱模困难的问题，如图10、11a、11b、12a、14、16a所示。

具体优选的方案是，进液段第一芯模10的轴向后侧端面为构成流道前段的后盖板B板面的进液段第一芯模后盖板内板面成型面14，进液段第二芯模20的轴向后侧端面为构成流道前段的后盖板B板面的进液段第二芯模后盖板内板面成型面24，进液段第三芯模30的轴向后侧端面为构成流道前段的后盖板B板面的进液段第三芯模后盖板内板面成型面35，进液段第三芯模后盖板内板面成型面35位于径向方向的进液段第二芯模后盖板内板面成型面24的外侧且两者顺齐后衔接于进液段第一芯模后盖板内板面成型面14的下游侧，如图11c、11d、12c所示。

由上述方案可见，进液段第一芯模10还承担了后盖板B的成型任务，此时进液段第一芯模10的脱模动作是径向向内、轴向位移同步进行的，所以即使前盖板A、后盖板B均采用曲面形状，同样可以实现进液段第一芯模10的成型任务与脱模过程。

如图6、7、8所示，出液段芯模总成包括出液段芯模单元组60，出液段芯模单元组60包括出液段芯模单元本体61，出液段芯模单元本体 61的径向方向的里端有固定芯模62和活动芯模63，固定芯模62和活动芯模63的轴向端面为相互贴合配合，贴合配合状态的固定芯模62的后板面为成型后盖板B的内侧面的固定芯模后盖板成型面621，贴合配合状态的活动芯模63的前板面为成型前盖板A的内侧面的活动芯模前盖板成型面631，贴合配合状态的固定芯模62和活动芯模63的组合件构成的侧面为上游叶片的出液段的内侧叶面NC、下游叶片的出液段的外侧叶面WC的成型面。

鉴于流道出液段的里段的流道壁还具有一定扭曲度、弯弧度的扭曲面和弯弧状，所以将流道出液段的成型芯模分为固定芯模62和活动芯模 63构成的组合件，并且选择固定芯模62固定在出液段芯模单元本体61 上，而活动芯模63则是与固定芯模62构成活动式的贴合配合关系，脱模时首先移动出液段芯模单元本体61带动固定芯模62作脱模外移动作，然后再将活动芯模63取出，因为活动芯模63在轴向方向上可以向后盖板B一侧适当位移，再作脱模位移时就可以避开前盖板A的阻挡，从而实现顺利脱模。

出液段芯模单元本体61的两侧连接在导条64的前段，导条64与后模本体70上的直线导轨构成滑动限位配合，位移驱动机构71与出液段芯模单元本体61的径向方向的外端相连,驱动机构71选择油缸或气缸等位移机构即可，其活塞杆711与出液段芯模单元本体61相连。

在后模本体70上有直线滑槽式导轨，导条64与导轨构成滑移配合，选择直线导轨式因为其运动和驱动方式最为简单，且巧妙的出液段芯模的设计已经能够在直线位移的方式下实现脱模。

如图8所示，所述的出液段芯模单元本体61为方形块体，其里边有凹形的沉台611，沉台611面向轴芯方向的里端面为敞口，所述的活动芯模63的外侧边有方形的凸块632，凸块632嵌卧在沉台611中。上述方案保证了凸块632嵌卧在沉台611中时，驱动机构驱动出液段芯模单元本体61向内作进模运动时，活动芯模63与固定芯模62能够处在稳定配合状态，脱模时活动芯模63仍位于流道内，出液段芯模单元本体61 向外位移并与活动芯模63脱离。活动芯模63可以等到将将已成型叶轮从后模本体70上取下，再用工具向外敲击或拉拽凸块632即可实现活动芯模63的脱模。

前模本体50上有凹部54，容纳有凸块632的出液段芯模单元本体61的前部实体嵌置于凹部54内。

这样就保证了前模本体50与后模本体70合模后，出液段芯模单元本体61在模腔中的位置和姿态稳定，分模时两者顺利分离。

固定芯模62和活动芯模63构成的里端端面与进液段芯模单元组的下游端贴合配合，这样就保证了流道的连贯顺畅性，并且在流道的出液段与进液段的分型处少有飞边与毛刺，即使有，也极为少量，修整极为方便。

固定芯模62包括固定芯模后段622，固定芯模后段622的前端连接有固定芯模前段623，所述的固定芯模后段622的前端与固定芯模前段 623的后端结合面为凹凸镶嵌及沿脱模方向的活动式铰接配合，铰接轴平行于待成型叶轮的轴芯方向。

为了保证出液段在流道内延伸的长度适当以配合进液段芯模单元组的下游端所能抵达的位置，出液段的里段仍然具有较为明显的弯弧形状，即叶片C的弯弧形状仍然显著并伴随着适当扭曲形状，为了实现固定芯模62的顺利脱模，本发明将其分设为里外两段，即固定芯模后段 622与固定芯模前段623，固定芯模前段623所对应的流道弯弧度显著，脱模时固定芯模后段622首先被拉出适当行程，固定芯模后段622与固定芯模前段623之间的凹凸镶嵌部位脱离，固定芯模后段622与固定芯模前段623可以彼此转动，所以在固定芯模后段622外移的过程中还伴随固定芯模后段622与固定芯模前段623之间的相对摆动动作，从而避免了已成型叶片C的干涉、阻碍，顺利实现脱离位移。铰接轴的作用有两点，其一保证两者间的转动、沿流道长度方向的相对位移；其二是保证两者的连接关系，即确保了固定芯模后段622外移时固定芯模前段623 一定会被一同拉出，不会遗留在流道内。

如图8f所示，作为优选方案，所述的固定芯模后段622的前端有凸舌624，凸舌624上有条形孔625，固定芯模前段623的后段结合面上有凹置的盲孔626，盲孔626的侧壁之间设置铰接轴627，凸舌624与盲孔 626嵌入式配合且铰接轴627穿置于条形孔625中，固定芯模后段622 与固定芯模前段623结合部位处设置有驱使凸舌624与盲孔626相互嵌合的弹簧628。

铰接轴627穿置于条形孔625中，保证了固定芯模后段622与固定芯模前段623的活动式铰接连接关系，凸舌624与盲孔626构成的嵌插式配合，保证了注塑时固定芯模后段622与固定芯模前段623构成的固定芯模622形状的稳定性，从而成型满足设计要求的流道。弹簧628的设置，主要是复位作用，即弹簧628提供弹力驱使两者处在嵌插式配合状态，避免了固定芯模前段623的任意摆动的现象。

Claims (22)

1.一种高效叶轮的成型系统，包括前模本体和后模本体，其特征在于：

芯模包括用于成型待成型叶轮(Y)流道进液段的进液段芯模总成和用于成型待成型叶轮(Y)流道出液段的出液段芯模总成，待成型叶轮(Y)的叶片为扭曲形叶面；

进液段芯模总成包括成型进液口A1局部及与该进液口A1局部相连的同一流道进液段的进液段芯模单元组，进液段芯模单元组包括成型围成流道的上游叶片进液段的内侧叶面(NC)的进液段第一芯模(10)和成型围成流道的下游叶片进液段的外侧叶面(WC)的进液段第二芯模(20)，进液段第一芯模(10)的脱模方向整体上与叶轮(Y)的轴向方向一致，进液段第二芯模(20)的脱模方向首先是进液的逆向、再沿叶轮(Y)的轴向方向，进液段芯模单元组数与待成型叶轮的流道数一致；

出液段芯模总成包括成型围成同一流道的上游叶片的出液段的内侧叶面(NC)、前盖板A的出液段内侧面、后盖板B的出液段内侧面及下游叶片的出液段的外侧叶面(WC)的成型面，出液段芯模总成沿出液段的出液方向位移脱模；

进液段芯模单元组还包括位于进液段第一芯模(10)的下游侧有进液段第三芯模(30)，进液段第三芯模(30)上有成型上游叶片的进液段的内侧叶面(N)的第三芯模叶面成型面(31)，进液段第一芯模(10)上的第一芯模叶面成型面(11)与第三芯模叶面成型面(31)顺延布置；

所述的进液段第二芯模(20)的进液段第二芯模下游端面(22)与进液段第三芯模(30)的进液段第三芯模下游端面(33)平齐且处在流道截面位置处，出液段芯模总成的里端端面与进液段第二芯模下游端面(22)和进液段第三芯模下游端面(33)贴合并构成流道进液段、出液段的分型衔接面。

2.根据权利要求1所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：所述的进液段第一芯模(10)、进液段第二芯模(20)、进液段第三芯模(30)的周向侧的贴合面及进液段芯模单元组之间的贴合面平行于叶轮(Y)的轴向方向。

3.根据权利要求1或2所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：进液段第一芯模(10)、进液段第二芯模(20)或进液段第一芯模(10)、进液段第二芯模(20)及进液段第三芯模(30)构成的进液段芯模单元组顺延布置且拆卸式固定在圆环圈(40)且向圆环圈(40)的一侧延伸，圆环圈(40)插接式设置在前模本体(50)中部的圆形凹台(51)处。

4.根据权利要求2所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：进液段第一芯模(10)、进液段第二芯模(20)、进液段第三芯模(30)与圆环圈(40)围置成的管腔活动式套在前模本体(50)上的整流管(52)上，整流管(52)罩设在注塑枪(53)的枪口处；出液段芯模总成布置在后模本体(70)上。

5.根据权利要求1所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：相互紧邻的上游侧的进液段芯模单元组中的进液段第二芯模(20)与下游侧的进液段芯模单元组中的进液段第一芯模(10)之间构成夹腔区域(C12)用于成型上下游流道之间的叶片C的进液段。

6.根据权利要求1或2所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：夹腔区域(C12)是由进液段第二芯模(20)上的第二芯模外侧叶面成型面(21)与第一芯模叶面成型面(11)围置构成。

7.根据权利要求3所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：所述的圆环圈(40)的截面为方形，其内圈壁与两端面垂直且两端面与环芯线垂直，进液段第一芯模(10)、进液段第二芯模(20)、进液段第三芯模(30)的一端外侧有台阶部与圆环圈(40)一侧端面(42)和内圈壁(43)贴靠限位配合，圆环圈(40)上贯通两端端面的连接孔处设置连接螺钉(44)与进液段第一芯模(10)、进液段第三芯模(30)的台面上的螺纹孔(12、32)连接。

8.根据权利要求7所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：所述的进液段第一芯模(10)、进液段第二芯模(20)、进液段第三芯模(30)的台面外部柱面与圆环圈(40)的外周壁(41)为顺延的柱面，进液段芯模单元组中的大圆柱面D、小圆柱面d部位的周向端面与相邻的进液段芯模单元组周向端面贴合并围成内部呈管腔区域(45)，第一芯模叶面成型面(11)、第二芯模外侧叶面成型面(21)及第三芯模叶面成型面(31)分别自大圆柱面D部的轴向向后、径向延伸构成。

9.根据权利要求7所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：所述的进液段第一芯模(10)的大圆柱面D部的截面周边轮廓为扇纸形，进液段第二芯模(20)与进液段第三芯模(30)组合件的大圆柱面D部的截面周边轮廓为扇形，所述的扇纸形的面积大于扇形的面积。

10.根据权利要求1或2所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：第三芯模下游端面(33)面积为进液段第二芯模下游端面(22)面积的1/3～2/3；进液段第二芯模上游端面(25)与第三芯模上游端面(36)平齐贴靠在第一芯模下游端面(15)上，径向方向上第三芯模上游端面(36)位于进液段第二芯模上游端面(25)的外侧。

11.根据权利要求1所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：所述的第三芯模下游端面(33)和进液段第二芯模下游端面(22)为互为倒置的四边形且上、下两边平行，两外侧腰边分别与对应位置处的出液段的外侧叶面(WC)、出液段的内侧叶面(NC)曲度相符。

12.根据权利要求1或2所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：沿流道的上游向下游方向上的第一芯模叶面成型面(11)、第三芯模叶面成型面(31)的扭曲度由大变小。

13.根据权利要求1或2所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：所述的进液段第一芯模(10)的周向两侧面相互平行或周向外弧段的弧度小于内弧段弧度，进液段第一芯模(10)上自大圆柱面D部轴向向后、径向向外延伸有进液段第一芯模前盖板成型面(13)，进液段第一芯模前盖板成型面(13)与第一芯模叶面成型面(11)相交；进液段第三芯模(30)上自大圆柱面D部轴向向后、径向向外延伸有进液段第三芯模前盖板成型面(34)，进液段第三芯模前盖板成型面(34)与第三芯模叶面成型面(31)相交。

14.根据权利要求13所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：进液段第二芯模(20)上有顺延衔接于进液段第三芯模前盖板成型面(34)下游的进液段第二芯模前盖板成型面(23)。

15.根据权利要求13所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：进液段第一芯模(10)的轴向后侧端面为构成流道前段的后盖板B板面的进液段第一芯模后盖板内板面成型面(14)，进液段第二芯模(20)的轴向后侧端面为构成流道前段的后盖板B板面的进液段第二芯模后盖板内板面成型面(24)，进液段第三芯模(30)的轴向后侧端面为构成流道前段的后盖板B板面的进液段第三芯模后盖板内板面成型面(35)，进液段第三芯模后盖板内板面成型面(35)位于径向方向的进液段第二芯模后盖板内板面成型面(24)的外侧且两者顺齐后衔接于进液段第一芯模后盖板内板面成型面(14)的下游侧。

16.根据权利要求1所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：出液段芯模总成包括出液段芯模单元组(60)，出液段芯模单元组(60)包括出液段芯模单元本体(61)，出液段芯模单元本体(61)的径向方向的里端有固定芯模(62)和活动芯模(63)，固定芯模(62)和活动芯模(63)的轴向端面为相互贴合配合，贴合配合状态的固定芯模(62)的后板面为成型后盖板B的内侧面的固定芯模后盖板成型面(621)，贴合配合状态的活动芯模(63)的前板面为成型前盖板A的内侧面的活动芯模前盖板成型面(631)，贴合配合状态的固定芯模(62)和活动芯模(63)的组合件构成的侧面为上游叶片的出液段的内侧叶面(NC)、下游叶片的出液段的外侧叶面(WC)的成型面。

17.根据权利要求16所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：出液段芯模单元本体(61)的两侧连接在导条(64)的前段，导条(64)与后模本体(70)上的直线导轨构成滑动限位配合，位移驱动机构(71)与出液段芯模单元本体(61)的径向方向的外端相连。

18.根据权利要求16所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：所述的出液段芯模单元本体(61)为方形块体，其里边有凹形的沉台(611)，其面向轴芯方向的里端面为敞口，所述的活动芯模(63)的外侧边有方形的凸块(632)，凸块(632)嵌卧在沉台(611)中。

19.根据权利要求18所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：前模本体(50)上有凹部(54)，容纳有凸块(632)的出液段芯模单元本体(61)的前部实体嵌置于凹部(54)内。

20.根据权利要求18所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：固定芯模(62)和活动芯模(63)构成的里端端面与进液段芯模单元组的下游端贴合配合。

21.根据权利要求16或20所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：固定芯模(62)包括固定芯模后段(622)，固定芯模后段(622)的前端连接有固定芯模前段(623)，所述的固定芯模后段(622)的前端与固定芯模前段(623)的后端结合面为凹凸镶嵌及沿脱模方向的活动式铰接配合，铰接轴平行于待成型叶轮的轴芯方向。

22.根据权利要求21所述的高效叶轮的成型系统，其特征在于：所述的固定芯模后段(622)的前端有凸舌(624)，凸舌(624)上有条形孔(625)，固定芯模前段(623)的后段结合面上有凹置的盲孔(626)，盲孔(626)的侧壁之间设置铰接轴(627)，凸舌(624)与盲孔(626)嵌入式配合且铰接轴(627)穿置于条形孔(625)中，固定芯模后段(622)与固定芯模前段(623)结合部位处设置有驱使凸舌(624)与盲孔(626)相互嵌合的弹簧(628)。