CN113931873B - 叶轮及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及叶轮及其制造方法。缩短加工时间并提高叶轮的性能。多个叶片(110、120)分别具有位于旋转方向(D)的前方侧的压力面(P)及位于旋转方向(D)的后方侧的吸入面(S)。在多个叶片(110、120)各自中，在压力面(P)与轮毂面(H)的边界形成有作为凹条的切削痕的多个第一凹面部(131～134)。在多个叶片各自中，在吸入面(S)与轮毂面(H)的边界形成有作为凹条的切削痕的一个第二凹面部(141)。在多个第一凹面部中，包含有横截面中的凹面半径相互不同的两个以上的第一凹面部。在多个第一凹面部各自的凹面半径中的最大的第一凹面半径与第二凹面部的横截面中的第二凹面半径相同。

Description

叶轮及其制造方法
技术领域
本发明涉及叶轮及其制造方法。
背景技术
作为公开了叶轮的制造方法的在先文献，有日本特开2019-116870号公报(专利文献1)。在专利文献1记载的叶轮的制造方法中，第二叶片通过被球锥立铣刀点铣的位置从第二叶片的前端部朝向基端部缓缓移动被加工。
叶片的基端部的角的横截面形状取决于刀具前端的形状。在叶片的基端部的角的横截面形状中，通过使位于叶轮的旋转方向的前方侧的压力面侧的半径小于位于叶轮的旋转方向的后方侧的吸入面侧的半径，从而能够提高叶轮的性能。在该情况下，由于使用与叶片的基端部在压力面侧的角的横截面形状对应的刀具，因此形成于叶片的吸入面的切削痕的数量变多，叶片的吸入面的加工时间变长。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而完成的，目的在于提供一种加工时间短且性能提高的叶轮及其制造方法。
基于本发明的叶轮具备轮毂面和多个叶片。轮毂面绕旋转轴形成。多个叶片被设置为沿上述旋转轴的旋转方向相互隔开间隔地从轮毂面突出。在多个叶片各自中，具有位于上述旋转方向的前方侧的压力面及位于上述旋转方向的后方侧的吸入面。在多个叶片各自中，在压力面与轮毂面的边界形成有作为凹条的切削痕的多个第一凹面部。在多个叶片各自中，在吸入面与轮毂面的边界形成有作为凹条的切削痕的一个第二凹面部。在多个第一凹面部中，包含有横截面中的凹面半径相互不同的两个以上的第一凹面部。在多个第一凹面部各自的凹面半径中最大的第一凹面半径与第二凹面部的横截面中的第二凹面半径相同。
在本发明的一个方式中，第一凹面部与第二凹面部在多个叶片各自的上述旋转轴的轴向上的前端部连续。
基于本发明的叶轮的制造方法是具备绕旋转轴形成的轮毂面和被设置为沿上述旋转轴的旋转方向相互隔开间隔地从轮毂面突出的多个叶片的叶轮的制造方法。叶轮的制造方法具备第一切削工序和第二切削工序。在第一切削工序中，在多个叶片各自中，使用具有第一切削刃半径的第一立铣刀来分别形成位于上述旋转方向的前方侧的压力面及位于上述旋转方向的后方侧的吸入面。在第一切削工序之后，在第二切削工序中，使用具有比第一切削刃半径小的第二切削刃半径的第二立铣刀来对压力面与轮毂面的边界进行加工。
在本发明的一个方式中，在第二切削工序中，分别使用第二切削刃半径相互不同的两个以上的第二立铣刀来对压力面与轮毂面的边界进行切削加工。
根据本发明，能够缩短加工时间并提高叶轮的性能。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的叶轮的结构的立体图。
图2是从II-II线箭头方向观察图1的叶轮的第一叶片的横剖视图。
图3是在本发明的一实施方式所涉及的叶轮的制造方法中，表示第一切削工序后的叶轮的结构的立体图。
图4是从IV-IV线箭头方向观察图3的叶轮的第一叶片的横剖视图。
图5是在本发明的一实施方式所涉及的叶轮的制造方法中的第二切削工序中，在压力面与轮毂面的边界进一步形成有1个第一凹面部的叶轮的第一叶片的横剖视图。
附图标记说明
100…叶轮、110…第一叶片、120…第二叶片、131、132、133、134…
第一凹面部、141…第二凹面部、C…旋转轴、D…旋转方向、H…轮毂面、P…压力面、R1、R2…半径、S…吸入面、T…前端部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式所涉及的叶轮及其制造方法进行说明。在以下的说明中，对图中的相同或者相当部分标注相同附图标记，不反复说明。
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的叶轮的结构的立体图。图2是从II-II线箭头方向观察图1的叶轮的第一叶片的横剖视图。
图1以及图2所示，本发明的一实施方式的叶轮100具备轮毂面H和多个叶片。轮毂面H绕旋转轴C形成。轮毂面H呈大致圆锥面状延伸。
叶轮100具备多个第一叶片110及多个第二叶片120。第一叶片110及第二叶片120分别被设置为沿旋转轴C的旋转方向D相互隔开间隔地从轮毂面H突出。第一叶片110与第二叶片120沿旋转轴C的旋转方向D交替地设置。
第一叶片110及第二叶片120具有相互不同的形状。第一叶片110以相对于旋转轴C的轴向从圆锥的侧面的基端起到顶点为止倾斜的方式从整个轮毂面H突出。第二叶片120在旋转轴C的轴向上从轮毂面H的下侧部分突出。
多个第一叶片110分别具有位于旋转方向D的前方侧的压力面P及位于旋转方向D的后方侧的吸入面S。多个第二叶片120分别具有位于旋转方向D的前方侧的压力面P及位于旋转方向D的后方侧的吸入面S。
在压力面P与轮毂面H的边界形成有作为凹条的切削痕的多个第一凹面部。多个第一凹面部分别沿着压力面P与轮毂面H的边界延伸。
在多个第一凹面部中，包含有横截面中的凹面半径相互不同的两个以上的第一凹面部。此外，凹面半径是指第一叶片110的横截面中的圆弧形状的凹面部的半径。
在本实施方式中，形成有凹面半径为R1的第一凹面部131、凹面半径为R2的第一凹面部132、凹面半径为R3的第一凹面部133以及凹面半径为R4的第一凹面部134。不过，设置于压力面P与轮毂面H的边界的第一凹面部的数量并不限于四个，只要是两个以上即可。此外，从加工时间的观点来看，设置于压力面P与轮毂面H的边界的第一凹面部的数量优选为八个以下。
在多个第一凹面部各自的凹面半径中最大的第一凹面半径是第一凹面部131的凹面半径的R1。在多个第一凹面部各自的凹面半径中最小的凹面半径是第一凹面部132的凹面半径的R2。R3及R4分别比R1小，且比R2大。
在第一凹面部131的内侧的中央形成有第一凹面部132。在第一凹面部131的内侧，在第一凹面部132的轮毂面H侧形成有第一凹面部133。在第一凹面部131的内侧，在第一凹面部132的压力面P侧形成有第一凹面部134。
在第一叶片110的横截面中，第一凹面部131、第一凹面部133、第一凹面部132、第一凹面部134及第一凹面部131从轮毂面H朝向压力面P依次连续。
在吸入面S与轮毂面H的边界形成有作为凹条的切削痕的一个第二凹面部141。第二凹面部141沿着吸入面S与轮毂面H的边界延伸。第二凹面部141的凹面半径为R1。即，第二凹面部141与第一凹面部131的凹面半径相同。这样，在多个第一凹面部各自的凹面半径中最大的第一凹面半径与第二凹面部141的横截面中的作为凹面半径的第二凹面半径是R1且相等。
如图1所示，在多个第一叶片110各自中，第一凹面部131与第二凹面部141在多个第一叶片110各自的旋转轴C的轴向上的前端部T连续。在多个第二叶片120各自中，第一凹面部131与第二凹面部141在多个第二叶片120各自的旋转轴C的轴向上的前端部T连续。
这里，对本发明的一实施方式所涉及的叶轮的制造方法进行说明。
图3是在本发明的一实施方式所涉及的叶轮的制造方法中，表示第一切削工序后的叶轮的结构的立体图。图4是从IV-IV线箭头方向观察图3的叶轮的第一叶片的横剖视图。
在本发明的一实施方式所涉及的叶轮的制造方法中的第一切削工序中，在第一叶片110及第二叶片120各自中，使用具有第一切削刃半径的第一立铣刀来分别形成位于旋转方向D的前方侧的压力面P及位于旋转方向D的后方侧的吸入面S。第一立铣刀的第一切削刃半径为R1。
其结果为，如图3及图4所示，第二凹面部141与第一凹面部131的凹面半径是R1且相等。此外，由于第一凹面部131与第二凹面部141连续地形成，因此如图3所示，第一凹面部131与第二凹面部141在第一叶片110及第二叶片120各自的旋转轴C的轴向上的前端部T连续。
图5是在本发明的一实施方式所涉及的叶轮的制造方法中的第二切削工序中，在压力面与轮毂面的边界进一步形成有1个第一凹面部的叶轮的第一叶片的横剖视图。在图5中，在与图4相同的剖视下进行图示。
第一切削工序之后，在第二切削工序中，使用具有比第一切削刃半径小的第二切削刃半径的第二立铣刀来对压力面P与轮毂面H的边界进行加工。该第二立铣刀的第二切削刃半径为R2。其结果为，如图5所示，在第一凹面部131的内侧的中央形成凹面半径为R2的第一凹面部132。
进一步，在第二切削工序中，分别使用第二切削刃半径为R3的第二立铣刀及第二切削刃半径为R4的第二立铣刀来对压力面P与轮毂面H的边界进行切削加工。其结果为，如图1所示，在第一凹面部131的内侧，在第一凹面部132的轮毂面H侧形成第一凹面部133，在第一凹面部132的压力面P侧形成第一凹面部134。
在本发明的一实施方式所涉及的叶轮及其制造方法中，使用第一切削刃半径为R1的第一立铣刀来分别对压力面P及吸入面S进行加工之后，使用具有比第一切削刃半径小的第二切削刃半径的第二立铣刀来对压力面P与轮毂面H的边界进行加工，由此能够缩短加工时间并且在第一叶片110及第二叶片120各自的基端部的角的横截面形状中，能够使位于叶轮100的旋转方向D的前方侧的压力面P侧的半径R2比位于叶轮100的旋转方向D的后方侧的吸入面S侧的半径R1小来提高叶轮100的性能。
应认为本次公开的实施方式在所有方面均是例示性的而非限制性的。本发明的范围不是通过上述的说明来表示，而是通过权利要求书来表示，并旨在包括与权利要求书均等的意思及范围内的所有变更。

Claims (4)

1.一种叶轮，其中，具备：
绕旋转轴形成的轮毂面；和
多个叶片，它们设置为沿所述旋转轴的旋转方向相互隔开间隔地从所述轮毂面突出，
所述多个叶片分别具有位于所述旋转方向的前方侧的压力面及位于所述旋转方向的后方侧的吸入面，
在所述多个叶片各自中，在所述压力面与所述轮毂面的边界形成有作为凹条的切削痕的多个第一凹面部，
在所述多个叶片各自中，在所述吸入面与所述轮毂面的边界形成有作为凹条的切削痕的一个第二凹面部，
在所述多个第一凹面部中，包含有横截面中的凹面半径相互不同的两个以上的第一凹面部，在上述两个以上的第一凹面部中的一个的内部形成其他的第一凹面部，
在所述多个第一凹面部各自的凹面半径中最大的第一凹面半径与所述第二凹面部的横截面中的第二凹面半径相同。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其中，
所述第一凹面部与所述第二凹面部在所述多个叶片各自的所述旋转轴的轴向上的前端部连续。
3.一种叶轮的制造方法，所述叶轮具备：绕旋转轴形成的轮毂面；和多个叶片，它们被设置为沿所述旋转轴的旋转方向相互隔开间隔地从所述轮毂面突出，其中，所述叶轮的制造方法具备：
第一切削工序，在所述多个叶片各自中，使用具有第一切削刃半径的第一立铣刀来分别形成位于所述旋转方向的前方侧的压力面的第一凹面部及位于所述旋转方向的后方侧的吸入面的第二凹面部；和
第二切削工序，在所述第一切削工序之后，使用具有比所述第一切削刃半径小的第二切削刃半径的第二立铣刀来对所述压力面与所述轮毂面的边界进行加工，切削出位于所述第一凹面部的内部的其他第一凹面部，在所述第一凹面部中，包含有横截面中的凹面半径相互不同的两个以上的第一凹面部。
4.根据权利要求3所述的叶轮的制造方法，其中，
在所述第二切削工序中，分别使用所述第二切削刃半径相互不同的两个以上的所述第二立铣刀来对所述压力面与所述轮毂面的边界进行切削加工，在所述第一切削工序中形成的第一凹面部的内部切削出多个其他第一凹面部。
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