CN206967845U - 一种带风叶转子的旋转部件和制作该部件的模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带风叶转子的旋转部件及制作该部件的模具。该旋转部件包括风叶、转子和转轴，转子套接于所述转轴外周，风叶通过注塑形成于转子和转轴的外周，且同时与转子和转轴成为一体。模具使用了动模型芯和转轴定位芯，以便实现转轴和转子作为嵌件实现它们与风叶的一体成型。本实用新型以铸铝转子和转轴为嵌件，通过注塑模具将它们与风叶合为一体，在保证平衡度和同轴度的前提下，颠覆了传统的铆压紧固或过盈配合工艺，在生产效率的同时降低了制造成本。

Description

一种带风叶转子的旋转部件和制作该部件的模具

技术领域

本发明涉及机械领域中旋转部件及其制造工艺，具体涉及一种带风叶转子的旋转部件、制作该部件的模具和工艺。

背景技术

带风叶转子的旋转部件是小型轴流风机的核心部件，其(动、静)平衡度指标是整机的关键技术，它必须由有效的工艺措施来保证，采用各种工艺措施来保证平衡度要求需贯穿始终。现有技术在制造这类旋转部件时，需要通过卯压工序将风叶与转轴和转子连接，不仅工艺繁琐，还可能会造成因旋转部件平衡指标不达标而引起的振动问题。

发明内容

本发明要解决的其中一个问题是克服现有技术中因卯压风叶与转轴和转子而造成的旋转部件平衡不达标的问题，提供一种平衡性好、制作简便的带风叶转子的旋转部件。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种带风叶转子的旋转部件，包括风叶、转子和转轴，所述转子套接于所述转轴外周，所述风叶通过注塑形成于所述转子和所述转轴的外周，且同时与所述转子和所述转轴成为一体。

优选的，所述风叶、转子和转轴同轴，所述风叶包括沿周向均设的若干叶片。

本发明要解决的另一个问题是提供一种注塑模具，该模具用于制造上述带风叶转子的旋转部件。解决该问题的技术方案为：

制备上述旋转部件所使用的注塑模具，其包括定模和动模，定模与动模合模后构造有风叶型腔，还包括由外到内套接的动模型芯和转轴定位芯，所述动模型芯具有至少部分容置所述转子的转子腔，所述转轴定位芯具有至少部分容置所述转轴的转轴腔；定模与动模合模后，所述转子和所述转轴部分伸入所述风叶型腔。

优选的，转子腔的开口位于动模型芯的首端，且所述转子腔自动模型芯的首端向其末端延伸；转轴腔的开口位于转轴定位芯的首端，且所述转轴腔自转轴定位芯的首端向其末端延伸。

优选的，所述转轴定位芯的末端具有台阶部，动模型芯的末端具有台阶孔，所述台阶孔与所述转子腔相通，且自转子腔末端延伸至动模型芯的末端，所述转轴定位芯通过台阶部与所述动模型芯的台阶孔间隙配合。

优选的，所述动模包括动模叶片型芯，所述动模叶片型芯间隙配合于所述动模型芯外周。

本发明要解决的另一个问题是提供一种制备上述带风叶转子的旋转部件的工艺，该工艺包括以下步骤：

（1）开模状态下将模拟转子插入风叶注塑模具a中，合模后注塑成型，再开模，取出带模拟的铸件a；模拟转子优选为与带转子风叶的旋转部件中的转子形状类似，但是可以从叶片中拆除的圆柱件或近似圆柱件；此处的拆除应理解为，不对铸件a的风叶产生任何破坏性的拆除。

（2）去除铸件a中的模拟转子，对铸件a中风叶和注塑模具a相对应的叶片型芯做标记；

（4）对铸件a的风叶进行静平衡检测；

（5）根据步骤（4）的检测结果对注塑模具a进行修模，直至注塑出的铸件a的风叶达到静平衡为止；优选的修模方法为配重法；

（6）在注塑模具a中安装转轴定位芯，得注塑模具b，利用注塑模具b进行注塑，得带有风叶转子的铸件b。

注塑时，模具仅能保证风叶的各项同轴度，但这并不能保证风叶本身的平衡度指标。因为风叶是动态工作的零件，即使注塑模各嵌件同轴度质量再高，当风叶材料的密度分布及各叶片的等分位置出现极微小的差异时，高速运转的风叶也会因叶片上相应各处的极惯性矩发生变化而引起整机的振动，这就需要在摆脱铸铝转子和转轴影响的基础上对纯粹的塑料风叶进行静平衡测，模拟转子的使用和去除实现了这一测量目的。

优选的，步骤（6）中所述注塑模具b为上述制备带风叶转子的旋转部件所使用的注塑模具。

优选的，步骤（4）中静平衡检测所述使用的装置为导轨式静平衡架，其包括两个相互平行设置的导轨，所述导轨顶端具有刀口尺，两个刀口尺端部位于同一水平面上，所述刀口尺上连有芯棒，铸件a的风叶套接于所述芯棒。

优选的，每个所述导轨的底端均具有校平锥，所述校平锥能够调节刀口尺的水平高度。

本发明以铸铝转子和转轴为嵌件，通过注塑模具将它们与风叶合为一体，在保证平衡度和同轴度的前提下，颠覆了传统的铆压紧固或过盈配合工艺，在生产效率的同时降低了制造成本；

在模拟风叶平衡度检测时，为了消除转子质量的影响，运用模拟转子替代实际应用所示使用的转子（如铸铝转子）作为嵌件进行注塑，正常开模推出带模拟转子风叶后，手工脱出该模拟转子，以纯粹的塑料风叶进行静平衡测试并修模，有效规避了因转子因素而给修模方案带来的误判；

导轨式静平衡架结构简单，先期水平校正至关重要，按所获结果修模，效果精准可靠。

附图说明

图1是优选实施例中带风叶转子的旋转部件结构示意图；

图2是制备图1旋转部件所使用的注塑模具剖视图；

图3是图2中动模型芯的剖视图；

图4是图2中转轴定位芯的剖视图；

图5是制备铸件b所使用的模具；

图6是静平衡检测中所使用的导轨式静平衡架结构示意图；其中：

1.复位杆， 2.动模导套， 3.定模导套， 4.限位销， 5.回复橡胶， 6.导柱，7.定模板，8.转子，81.模拟转子，82.风叶，9.转轴，10.定位圈，11.浇口套，12.转轴定位芯，121.转轴腔，122.转轴定位芯的台阶部，123.转轴定位芯的首端，124.转轴定位芯的末端，13. 动模型芯，131.转子腔，132.动模型芯的首端，133.动模型芯的末端，134.动模定位芯的台阶孔，135.动模型芯的台阶部，14.定模型芯，15.动模叶片型芯，16.定模中间板，17.动模板，18.动模盖板，19.推杆，20.转子推杆，21.垫块，22.推杆固定板，23.推板，24.圆柱头内六角螺钉，25.底板，101. 导轨，102.刀口尺，103.底座，104.校平锥，105.芯棒，106.定位芯，107.模拟风叶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示的一种带风叶转子的旋转部件，该旋转部件包括风叶82、转子8和转轴9，本实施例优选转子8为铸铝转子。转子8套接于所述转轴9外周，风叶82通过注塑形成于上述转子8和转轴9的外周，且同时与转子8和转轴9成为一体。具体的，风叶82、转子8和转轴9同轴，风叶82包括沿周向均设的若干叶片。本实施例中具体为五片叶片，叶片数量根据实际需要可任意调整。

制备上述旋转部件所示的注塑模具，如图2-5所示，包括上下设置的定模和动模，定模与动模合模后构造有风叶型腔，该注塑模具还包括由外到内套接的动模型芯13和转轴定位芯12，动模型芯13具有至少部分容置转子8的转子腔131，转轴定位芯12具有至少部分容置所述转轴9的转轴腔12；定模与动模合模后，转子8和转轴9部分伸入所述风叶型腔。

动模型芯13和转轴定位芯12分别用来安装转子8和转轴9，其中转子8置于转子腔131内，转轴9置于转轴腔12内，转子8和转轴9伸入风叶型腔的部分可与风叶相连，从而注塑完成后三者构造为一体。转子8和转轴9放入模具后，它们与风叶是同轴的，以保证旋转部件的同轴度。

如图3-4所示，转子腔131的开口位于动模型芯13的首端132，且转子腔131自动模型芯13的首端132向其末端133延伸；转轴腔12的开口位于转轴定位芯的首端123，且所述转轴腔12自转轴定位芯的首端123向其末端124延伸。转轴定位芯的末端124具有台阶部122，动模型芯13的末端133具有台阶孔134，所述台阶孔134与所述转子腔131相通，且自转子腔131末端延伸至动模型芯13的末端133，转轴定位芯12通过台阶部122与所述动模型芯13的台阶孔134间隙配合。套接时（即动模型芯13套接在转轴定位芯12外周），转轴定位芯末端124的台阶部122能够避免两者间的轴向位移，进一步保证同轴度。

上述动模包括动模叶片型芯15，该动模叶片型芯15间隙配合于动模型芯13外周。为了避免轴向位移，动模叶片型芯15和动模型芯13也采用如转轴定位芯12和动模型芯13相同的台阶定位方式，即动模叶片型芯15末端也设一台阶孔，动模型芯末端133也设一台阶部，动模型芯13外周通过该台阶部与动模叶片型芯15的台阶孔间隙配合。

此外，本实施例的模具还可以具有以下结构：

动模还包括设于动模叶片型芯15外周的动模板17，及位于动模板17下方的动模盖板18和底板25，动模盖板18和底板25之间设有垫块21、复位杆1、推杆固定板22和推板23，推杆固定板22和推板23上下设置，推板23连有推杆19和转子推杆20，注塑完成后，在动力装置，如注塑机顶出缸的作用下经过推板23、推杆19和转子推杆20能够将风叶铸件（铸件b或铸件a）推出模具。动模还具有自底板25向上延伸的圆柱头内六角螺钉24，该圆柱头内六角螺钉24自底板25起，依次穿过垫块21、动模盖板18、动模板17，以便对动模以上各部件起到连接和固定作用。定模包括与动模叶片型芯15相对设置的定模型芯14，定模型芯14外周连有定模中间版，定模中间板16上部接有定模板7，定模板7接有定位圈10和浇口套11。该注塑模具还包括自定模板7向动模延伸的导柱6，导柱6外套设有回复橡胶5、定模导套3和动模导套2。为了避免导柱6轴向位移，注塑模具还设有与导柱6相连的限位销4，限位销4的轴线与导柱6的轴线相互垂直。

制备如图1所示的带风叶转子的旋转部件的工艺步骤为：

（1）如图5所示，开模状态下将模拟转子81插入风叶注塑模具a中，合模后注塑成型，再开模，取出带模拟的铸件a；模拟转子81优选为与带转子风叶的旋转部件中的转子8形状类似，但是可以从叶片中拆除的圆柱件或近似圆柱件；

（2）去除铸件a中的模拟转子81，对铸件a中风叶和注塑模具a相对应的叶片型芯做标记；去除模拟转子81的方法优选为：在模拟转子81的螺孔中选入与其内径相同的螺钉，然后向后抽拔至模拟转子81脱离铸件a的风叶，为了方便描述，将铸件a的风叶称为模拟风叶107。

（4）对模拟风叶107进行静平衡检测；

（5）根据步骤（4）的检测结果对注塑模具a进行修模，直至注塑出的铸件a的风叶达到静平衡为止；优选的修模方法为配重法。

（6）在注塑模具a中安装转轴定位芯12，得注塑模具b，利用注塑模具b进行注塑，得带有风叶转子的铸件b。注塑模具b为上述注塑模具（即如图2-5所示的模具），进行注塑时，在开模状态下，分别将转轴9和转子8插入转轴定位芯12的转轴腔12和动模型芯13的转子腔131内，合模后注射成型，经保压冷却开模后，由于回复橡胶5的作用，定模的A-A分型面（位于定模的定模板7和定模型芯14之间）首先被打开，随后B-B分型面（位于定模的定模中间板16和动模的动模板17之间）被打开，启动注塑机顶出缸，通过推板23、推杆19和推出铸件b；在A-A分型面夹出点浇口废料即可。

由图2和图5，及上述可以理解为：注塑铸件a所使用的注塑模具a除了不使用转轴定位芯12外，其余结构均与步骤（1）中模具相同。具体的，注塑时，开模状态下，用模拟转子81代替步骤（6）中的转子8，将其置于转轴定位芯12的转轴腔12内，然后合模注塑，得的到铸件a由风叶和模拟转子81组成。

步骤（4）中对模拟风叶107进行静平衡检测可以使用本领域所熟知的其他方法，但本实施例中使用以下装置及方法：

静平衡检测使用的装置为如图6所示的导轨式静平衡架，其包括两个相互平行设置的导轨101，每个导轨101顶端具有刀口尺102，两个刀口尺102端部位于同一水平面上，刀口尺102上连有芯棒105，模拟风叶107套接于所述芯棒105。每个所述导轨101的底端均具有校平锥104，所述校平锥104能够调节刀口尺102的水平高度。具体的，校平锥104具有细牙螺纹。此外，该导轨式静平衡架还包括底座103。

为了减小测量误差，芯棒105过盈配合有定位芯106，进一步的，定位芯106和芯棒105优选采用硬铝棒车削而成，并采用热套法过盈配合。

检测前，先通过校平锥104对导轨式静平衡架校正水平：将水平仪斜跨于两个刀口尺102之上，通过调整带细牙螺纹的校平锥104获工作平面的理想水平度。校正完成后将模拟风叶107套于定位芯106，轻轻拨转模拟风叶107的叶片，使芯棒105在两条刀口尺102上作多次滚动（摩擦力极小）。注意观察叶片标号，若模拟风叶107在任意位置上能随机停止转动，则平衡指标必定合格；若模拟风叶107静止时某一标号叶片总是处于铅垂向下的位置，则表明该叶片的某质点相对转动中心的极惯性矩较其它叶片的相对位置偏大。

上述配重法修模的具体步骤为：

若测得的模拟风叶107不平衡，在步骤（4）测得的总是处于铅锤向下的那个叶片对面叶片的最外缘处粘上适量的配重泥，重复步骤（4）的操作，直至平衡。随后根据配重泥的位置，在注塑模叶片型芯（本实施例中具体为动模型芯）的相应处作同等重量的锉削去重，进行重新试模直至模拟风叶107测试合格。

修模成功后，实施上述步骤（6），铸造带有风叶转子的旋转部件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种带风叶转子的旋转部件，包括风叶、转子和转轴，其特征在于，所述转子套接于所述转轴外周，所述风叶通过注塑形成于所述转子和所述转轴的外周，且同时与所述转子和所述转轴成为一体；所述风叶、转子和转轴同轴，所述风叶包括沿周向均设的若干叶片；所述旋转部件所使用的模具，包括定模和动模，定模与动模合模后构造有风叶型腔，还包括由外到内套接的动模型芯和转轴定位芯，所述动模型芯具有至少部分容置所述转子的转子腔，所述转轴定位芯具有至少部分容置所述转轴的转轴腔；定模与动模合模后，所述转子和所述转轴部分伸入所述风叶型腔。

2.根据权利要求1所述的一种带风叶转子的旋转部件，其特征在于，转子腔的开口位于动模型芯的首端，且所述转子腔自动模型芯的首端向其末端延伸；转轴腔的开口位于转轴定位芯的首端，且所述转轴腔自转轴定位芯的首端向其末端延伸。

3.根据权利要求2所述的一种带风叶转子的旋转部件，其特征在于，所述转轴定位芯的末端具有台阶部，动模型芯的末端具有台阶孔，所述台阶孔与所述转子腔相通，且自转子腔末端延伸至动模型芯的末端，所述转轴定位芯通过台阶部与所述动模型芯的台阶孔间隙配合。

4.根据权利要求1所述的一种带风叶转子的旋转部件，其特征在于，所述动模包括动模叶片型芯，所述动模叶片型芯间隙配合于所述动模型芯外周。