CN113927250B - 叶轮螺母的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属加工领域，具体涉及一种叶轮螺母的加工方法，夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构；夹紧内球面结构一端的外圆加工外球面结构；夹紧所述外圆在外球面结构上打孔，得到叶轮螺母。通过夹紧圆柱形毛坯的一端可以方便的加工内孔，以及在内孔加工内球面结构，在内球面结构上设置有外圆，方便装夹以加工外球面结构，然后保持装置在外球面上打孔，从而可以得到叶轮螺母。采用数控铣削的方式可以方便地加工内球面，提高精度，钻孔时可以在外球面上先加工台阶然后钻孔，防止钻头打滑，从而可以提高零件加工质量，使得混流泵可以良好的运行。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工领域，尤其涉及一种叶轮螺母的加工方法。
背景技术
混流泵是依靠离心力和轴向推力的混合作用来输送液体。从工作原理来说，当原动机带动叶轮旋转后，对液体的作用既有离心力又有轴向推力，是离心泵和轴流泵的综合，扬程、流量介于轴流泵和离心泵之间。主要应用于农业排灌和城市排水。
由于混流泵有大量的转动件及传动件，因此，设计方面不仅要考虑零件的强度、美观、适用及整机的性能，还主要要考虑工艺加工性，其中对于影响特别大的压气叶轮、压气机壳、泵轴、叶轮螺母等关键零件加工设计尤为重要，其设计、加工质量直接影响混流泵的性能及运行稳定性。所以，对其中的叶轮螺母加工研究显得特别重要。
为保证混流泵运行平稳，叶轮螺母整体为球面回转结构，锁紧螺纹内侧为脱空的内球面结构，球面与侧壁上有均布的相通孔系结构。这种结构的螺母目前不方便装夹定位，导致工作效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叶轮螺母的加工方法，旨在解决现有的设备需要人工送料热封使工作效率降低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种叶轮螺母的加工方法，包括夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构；
夹紧内球面结构一端的外圆加工外球面结构；
夹紧所述外圆在外球面结构上打孔，得到叶轮螺母。
其中，所述夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构之前，所述加工方法还包括：热处理圆柱形毛坯并进行性能检测。
其中，所述热处理圆柱形毛坯并进行性能检测的具体步骤是：
对毛坯进行热处理，取试样环；
对试样环机械性能进行检测。
其中，所述对毛坯进行热处理的具体方式是：将毛坯放入加热炉中，随炉升温至1070～1090℃，然后保温3.5h后，在清水中搅拌并冷却至室温。
其中，所述试样环的机械性能应满足：硬度小于等于290HB，屈服强度大于等于450MPa，抗拉强度大于等于620MPa，伸长率大于等于25％。
其中，所述夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构的具体步骤是：
对圆柱形毛坯粗车内孔和外圆；
在圆柱形毛坯远离内孔的一端粗车端面；
夹紧端面并在内孔内部数铣内球面结构；
精车内孔、内孔上的锁紧螺纹以及端面。
其中，所述夹紧所述外圆在外球面结构上打孔，得到叶轮螺母的具体步骤是：
在外球面结构上划线确定打孔位置；
在打孔位置处铣削台阶；
在台阶内基于钻孔位置进行打孔得到沉孔；
在外圆上打孔与沉孔相通；
铣削外球面结构两侧扁势；
去除外球面结构的飞边和毛刺。
本发明的一种叶轮螺母的加工方法，夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构；夹紧内球面结构一端的外圆加工外球面结构；夹紧所述外圆在外球面结构上打孔，得到叶轮螺母。通过夹紧圆柱形毛坯的一端可以方便的加工内孔，以及在内孔加工内球面结构，在内球面结构上设置有外圆，方便装夹以加工外球面结构，然后保持装置在外球面上打孔，从而可以得到叶轮螺母。采用数控铣削的方式可以方便地加工内球面，提高精度，钻孔时可以在外球面上先加工台阶然后钻孔，防止钻头打滑，从而可以提高零件加工质量，使得混流泵可以良好的运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种叶轮螺母的加工方法的流程图；
图2是本发明的热处理圆柱形毛坯并进行性能检测的流程图；
图3是本发明的夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构的流程图；
图4是本发明的夹紧所述外圆在外球面结构上打孔，得到叶轮螺母的流程图；
图5是本发明的粗车内孔、大外圆的结构图；
图6是本发明的粗车球面端留台阶用于装夹的结构图；
图7是本发明的数铣内球面结构的结构图；
图8是本发明的精车内孔、锁紧螺纹、端面的结构图；
图9是本发明的精车外球面结构的结构图；
图10是本发明的叶轮螺母的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1～图4，本发明提供一种叶轮螺母的加工方法，包括：
S101热处理圆柱形毛坯并进行性能检测。
请参阅图5，具体步骤是：
S201对毛坯进行热处理，取试样环；
将毛坯放入加热炉中，随炉升温至1070～1090℃，然后保温3.5h后，在清水中搅拌并冷却至室温。
S202对试样环机械性能进行检测。
所述试样环的机械性能应满足：硬度小于等于290HB，屈服强度大于等于450MPa，抗拉强度大于等于620MPa，伸长率大于等于25％。
S102夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构。
此道工序应凸出铣削内球面，内球面端其余结构采用车削完成。效率与加工质量同时保证。回转结构采用车削方式方便、快捷，但由于车削时圆心处刀具与零件相对运动速度为0，所以接近圆心处无法加工出完整的球面结构，所以最终采用数控铣削与数车结合的方式完成内球面的加工。
请参阅图5～图8，具体步骤是：
S301对圆柱形毛坯粗车内孔和外圆；
请参阅图5，夹紧圆柱形毛坯的一端粗车内孔，以及在内孔的外部粗车一个外圆，便于后续加工进行夹紧。
S302在圆柱形毛坯远离内孔的一端粗车端面；
请参阅图6，远离内孔的一侧的端面用于对内孔进行加工的时候装夹，同时减少加工余量保证精加工时不存在较大变形，又便于普通三爪装夹，避免设计、制造大量的专用软三爪，造成成本大量增加，且拖延生产进度。
S303夹紧端面并在内孔内部数铣内球面结构；
请参阅图7，夹紧上面加工出的右边的端面，然后可以对内孔一端进行数控机床内球面加工采用数控铣削加工球面及部分R结构，再使用数控接车保证连接顺滑的组合加工方式，避免了车削中心线速度为0，造成内球面加工不彻底，最终零件形态与要求不符，导致设备运行不平稳的问题
S304精车内孔、内孔上的锁紧螺纹以及端面。
S103夹紧内球面结构一端的外圆加工外球面结构。
请参阅图8，精车内螺纹与端面采用一次装夹完成加工，便于保证其跳动要求，零件组装后端面贴合条件下，内螺纹不存在卡塞现象，运行稳定。夹持端在左边，此图中结构由数控车削完成，与上道工序已加工内球面接圆滑。
S104夹紧所述外圆在外球面结构上打孔，得到叶轮螺母。
请参阅图9和图10，具体步骤是：
S401在外球面结构上划线确定打孔位置；
在外球面上划一条竖直中心线，并引至外圆上，然后基于指定的打孔半径画出3个打孔的位置。
S402在打孔位置处铣削台阶；
S403在台阶内基于钻孔位置进行打孔得到沉孔；
采用数控铣床先用铣刀加工出台阶面，再用钻头加工对应孔得到沉孔，既保证加工效率，又保证孔位置的准确性。
S404在外圆上打孔与沉孔相通；
S405铣削外球面结构两侧扁势；
S406去除外球面结构的飞边和毛刺。
S105对叶轮螺母进行喷塑处理。
按规范Q/JZCJ 10469-2020进行喷塑处理，注意喷塑后尺寸应满足图纸要求。
本发明的一种叶轮螺母的加工方法，夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构；夹紧内球面结构一端的外圆加工外球面结构；夹紧所述外圆在外球面结构上打孔，得到叶轮螺母。通过夹紧圆柱形毛坯的一端可以方便的加工内孔，以及在内孔加工内球面结构，在内球面结构上设置有外圆，方便装夹以加工外球面结构，然后保持装置在外球面上打孔，从而可以得到叶轮螺母。采用数控铣削的方式可以方便地加工内球面，提高精度，钻孔时可以在外球面上先加工台阶然后钻孔，防止钻头打滑，从而可以提高零件加工质量，使得混流泵可以良好的运行。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种叶轮螺母的加工方法，其特征在于，
包括：夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构的具体步骤是：对圆柱形毛坯粗车内孔和外圆；在圆柱形毛坯远离内孔的一端粗车端面；
夹紧端面并在内孔内部数铣内球面结构；精车内孔、内孔上的锁紧螺纹以及端面；
夹紧内球面结构一端的外圆加工外球面结构；
夹紧所述外圆在外球面结构上打孔，得到叶轮螺母的具体步骤是：在外球面结构上划线确定打孔位置，具体为在外球面上划一条竖直中心线，并引至外圆上，然后基于指定的打孔半径画出3个打孔的位置；在打孔位置处铣削台阶；在台阶内基于钻孔位置进行打孔得到沉孔；在外圆上打孔与沉孔相通；铣削外球面结构两侧扁势；去除外球面结构的飞边和毛刺。
2.如权利要求1所述的一种叶轮螺母的加工方法，其特征在于，
所述夹紧圆柱形毛坯数控铣削加工内球面结构之前，所述加工方法还包括：热处理圆柱形毛坯并进行性能检测。
3.如权利要求2所述的一种叶轮螺母的加工方法，其特征在于，
所述热处理圆柱形毛坯并进行性能检测的具体步骤是：
对毛坯进行热处理，取试样环；
对试样环机械性能进行检测。
4.如权利要求3所述的一种叶轮螺母的加工方法，其特征在于，
所述对毛坯进行热处理的具体方式是：将毛坯放入加热炉中，随炉升温至1070～1090℃，然后保温3.5h后，在清水中搅拌并冷却至室温。
5.如权利要求4所述的一种叶轮螺母的加工方法，其特征在于，
所述试样环的机械性能应满足：硬度小于等于290HB，屈服强度大于等于450MPa，抗拉强度大于等于620MPa，伸长率大于等于25％。
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