一種葉輪加工方法技術

本發明專利技術公開了一種葉輪加工方法，屬于葉輪加工領域。所述方法包括：準備葉輪毛坯；調平葉輪毛坯，從小端側沿葉輪毛坯的軸向中心鉆通葉輪毛坯，形成基準孔；采用第一加強環固定所述葉輪毛坯，對大端和內輪轂進行粗車，采用第二加強環固定葉輪毛坯，對小端進行粗車，從而基于基準孔在葉輪毛坯上形成中心孔，在小端上形成與中心孔同軸的止口，并去除第一加強環和第二加強環；在葉輪毛坯上鉆多個螺柱通孔以及多個盲孔；通過螺柱通孔固定葉輪毛坯，粗銑葉片和輪轂；對葉片和輪轂進行半精加工和精加工。該方法可用于加工大功率噴水推進裝置的葉輪。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及噴水推進裝置
，特別涉及一種葉輪加工方法。
技術介紹
隨著中國經濟的高速發展，國家對海洋權益的日益重視，我國對大型公務船的需求量日益增多，對其航速要求也越來越高，為了滿足大型高速公務船的需求其噴水推進裝置的功率需要達到10兆瓦級。現有的葉輪均應用于1500w以下的小功率噴水推進裝置中，這樣的小功率葉輪質量小，鑄造材料為ZG08Cr17Ni12Mo2，且葉輪中心孔為圓柱型，在中心孔的孔壁上開設鍵槽，同時，在葉輪上除中心孔外，不再設置其他的孔，且在葉輪的葉片的外表面和輪轂的外表面上無需進行表面加工處理。在實現本專利技術的過程中，專利技術人發現現有技術至少存在以下問題：對于大功率噴水推進裝置的葉輪，為了滿足其噴水推進裝置大功率的需求，該葉輪質量大，葉輪的中心孔為錐型孔，該錐型孔需要與葉輪錐度鎖的錐面相配合，同時，該葉輪需要在內輪轂上開設孔，以安裝葉輪錐度鎖，而且還需要在葉輪復雜的外表面進行加工，這使得現有的葉輪加工方法不能加工出應用于大功率的噴水推進裝置上的葉輪。
技術實現思路
為了解決現有技術中沒有大功率噴水推進裝置的葉輪的加工方法的問題，本專利技術實施例提供了一種葉輪加工方法。所述技術方案如下：本專利技術實施例提供了一種葉輪加工方法，所述方法包括：準備葉輪毛坯，所述葉輪毛坯包括輪轂、固定在所述輪轂側壁上的多個葉片、第一加強環和第二加強環，所述輪轂的一端為大端，所述輪轂的另一端為小端，所述大端的端面直徑比所述小端的端面直徑大，所述輪轂內設有內輪轂，所述第一加強環和所述第二加強環分別固定套裝在所述多個葉片上，所述第一
加強環位于所述小端一側，所述第二加強環位于所述大端一側。采用所述第一加強環固定所述葉輪毛坯，對所述大端和所述內輪轂進行粗車，采用所述第二加強環固定所述葉輪毛坯，對所述小端進行粗車，從而基于所述基準孔在所述葉輪毛坯上形成中心孔，在所述小端上形成與所述中心孔同軸的止口，并去除所述第一加強環和所述第二加強環；在所述葉輪毛坯上鉆用于安裝螺柱的多個螺柱通孔以及從所述大端向所述小端延伸的多個盲孔，多個所述盲孔沿周向均勻分布在所述中心孔周圍，多個所述螺柱通孔對稱分布于多個所述盲孔之間，且與多個所述盲孔位于同一個圓上；通過所述螺柱通孔固定所述葉輪毛坯，粗銑所述葉片和所述輪轂；對所述葉片和所述輪轂進行半精加工和精加工，以在所述止口的底面加工出螺紋底孔，所述螺紋底孔與所述盲孔連通，并將所述中心孔車削為錐型孔，得到所述葉輪。具體地，所述調平所述葉輪毛坯，包括：在所述大端的側壁上劃出大端端面粗加工參考線；以所述大端端面粗加工參考線為基準，在每個所述葉片上劃出腰線，所述腰線位于所述葉輪毛坯的軸向中部；以所述大端端面粗加工參考線或所述腰線為基準，調平所述葉輪毛坯。具體地，劃所述大端端面粗加工參考線的方法包括：將所述大端朝下布置，并將所述大端的端面調平，檢測每個所述葉片的出水邊的高度，將高度最低的葉片作為定位葉片；以所述定位葉片的出水邊的葉梢作為基準，下移一定距離在所述大端的側壁上劃出所述大端端面粗加工參考線。進一步地，所述大端端面粗加工參考線與所述定位葉片的出水邊的葉梢之間的距離A采用以下方式計算：A＝m-n+l，其中，m為所述大端的端面距所述定位葉片的出水邊的葉梢的理論距離，n為所述定位葉片的出水邊預留的所述加工余量，l為所述大端的端面預留的加工余量。具體地，通過所述螺柱通孔固定所述葉輪毛坯，包括：將工裝螺柱的第一端安裝在所述銑削工裝臺架上的第一螺紋孔內，所述葉輪粗銑工裝包括銑削工裝臺架、固定在所述銑削工裝臺架上并與所述中心孔尺寸相配的粗銑定位裝置、銑削壓緊裝置、螺母和至少一個工裝螺柱，所述銑削工裝臺架上對應所述螺柱通孔的位置開設有所述第一螺紋孔；將所述葉輪毛坯上的螺柱通孔伸入對應的所述工裝螺柱內；將所述銑削壓緊裝置放入所述止口內并將銑削壓緊裝置上的第一通孔套裝在所述工裝螺柱上；將所述螺母安裝在所述工裝螺柱的第二端上。具體地，粗銑所述葉片，包括：在所述小端的端面上加工兩個定位基準槽，以兩個所述定位基準槽為基準，粗銑每個所述葉片的工作面、非工作面、進水邊和出水邊至所述葉片剩余精銑余量。具體地，所述加工方法還包括：粗銑所述葉片和所述輪轂之后，對所述葉輪毛坯進行退火處理。具體地，所述在所述葉輪毛坯上鉆用于安裝螺柱的多個螺柱通孔以及從所述大端向所述小端延伸的多個盲孔，包括：將所述葉輪毛坯固定在葉輪鉆孔工裝上，使得所述葉輪毛坯的軸線方向水平布置，所述葉輪鉆孔工裝包括：鉆孔支撐架、安裝在所述鉆孔支撐架上的鉆孔定位支撐裝置、鉆孔鉆模和固定件，所述鉆孔定位支撐裝置上設置有與所述止口的形狀相配合的第一凸起，所述止口卡裝在所述第一凸起上，所述第一凸起對應所述中心孔的位置開設有第二螺紋孔，所述鉆孔鉆模對應所述內輪轂的端面的位置設置有第二凸起，所述鉆孔鉆模通過所述第二凸起安裝在所述內輪轂的端面上，所述鉆孔鉆模對應所述第二螺紋孔的位置開設有第二通孔，所述固定件包括螺柱和螺母，所述螺柱的第一端通過所述第二螺紋孔安裝在所述鉆孔定位支撐裝置上，所述螺母安裝在伸出所述第二通孔的所述螺柱的第二端上，所述鉆孔鉆模上開設有用于加工所述螺柱通孔和所述盲孔的鉆孔。具體地，所述加工方法還包括：對所述葉片的外表面、所述輪轂的外表面、所述中心孔的孔壁、所述止口的表面、所述小端的端面、所述大端的端面和所述內輪轂的端面進行著色探傷檢查。具體地，所述加工方法還包括：對所述葉輪進行靜平衡試驗。本專利技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：本專利技術實施例通過先加工基準孔，基于基準孔在葉輪毛坯上形成中心孔，這樣減小了加工難度，葉輪毛坯上的第一加強環和第二加強環可以用于葉輪的裝夾、吊裝、翻身等工作，葉片和輪轂粗銑加工，將大部分葉片余量去除，縮短了葉輪整體加工周期；采用先加工基準孔再通過基準孔加工中心孔的深孔孔系分段加工方法，提高了葉輪的加工效率和加工質量，減輕了深孔加工偏離現象。該方法可大幅度降低因葉片變形和深孔加工偏離等問題產生的廢品率，提高葉輪型面的加工幾何精度和表面質量，加工周期短，易于推廣，且加工過程合理，能保證了葉輪的加工精度以及較高的生產效率，且該葉輪能夠應用于大功率噴水推進裝置。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術實施例提供的葉輪加工方法的流程圖；圖2是本專利技術實施例提供的葉輪毛坯的結構示意圖；圖3是本專利技術實施例提供的劃有大端端面粗加工參考線和腰線的葉輪毛坯的結構示意圖；圖4是本專利技術實施例提供的帶有基準孔的葉輪毛坯結構示意圖；圖5是本專利技術實施例提供的帶有中心孔的葉輪毛坯結構示意圖；圖6是本專利技術實施例提供的小端朝下的葉輪毛坯結構示意圖；圖7是本專利技術實施例提供的大端朝下的葉輪毛坯結構示意圖；圖8是本專利技術實施例提供的小端的俯視結構示意圖；圖9是本專利技術實施例提供的葉輪鉆孔工裝裝配葉輪毛坯的結構示意圖；圖10是本專利技術實施例提供的葉輪粗銑工裝裝配葉輪毛坯的結構示意圖；圖11是本專利技術實施例提供的葉輪的非工作面和工作面的結構示意圖；圖12是本專利技術實施例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種葉輪加工方法，其特征在于，所述方法包括：準備葉輪毛坯，所述葉輪毛坯包括輪轂(1)、固定在所述輪轂(1)側壁上的多個葉片(2)、第一加強環(3a)和第二加強環(3b)，所述輪轂(1)的一端為大端(1a)，所述輪轂(1)的另一端為小端(1b)，所述大端(1a)的端面直徑比所述小端(1b)的端面直徑大，所述輪轂(1)內設有內輪轂(1c)，所述第一加強環(3a)和所述第二加強環(3b)分別固定套裝在所述多個葉片(2)上，所述第一加強環(3a)位于所述小端(1b)一側，所述第二加強環(3b)位于所述大端(1a)一側；調平所述葉輪毛坯，從所述小端(1b)側沿所述葉輪毛坯的軸向中心鉆通所述葉輪毛坯，形成基準孔(7)；采用所述第一加強環(3a)固定所述葉輪毛坯，對所述大端(1a)和所述內輪轂(1c)進行粗車，采用所述第二加強環(3b)固定所述葉輪毛坯，對所述小端(1b)進行粗車，從而基于所述基準孔(7)在所述葉輪毛坯上形成中心孔(8)，在所述小端(1b)上形成與所述中心孔(8)同軸的止口(9)，并去除所述第一加強環(3a)和所述第二加強環(3b)；在所述葉輪毛坯上鉆用于安裝螺柱的多個螺柱通孔(10)以及從所述大端(1a)向所述小端(1b)延伸的多個盲孔(11)，多個所述盲孔(11)沿周向均勻分布在所述中心孔(8)周圍，多個所述螺柱通孔(10)對稱分布于多個所述盲孔(11)之間，且與多個所述盲孔(11)位于同一個圓上；通過所述螺柱通孔(10)固定所述葉輪毛坯，粗銑所述葉片(2)和所述輪轂(1)；對所述葉片(2)和所述輪轂(1)進行半精加工和精加工，以在所述止口(9)的底面加工出螺紋底孔，所述螺紋底孔與所述盲孔(11)連通，并將所述中心孔(8)車削為錐型孔，得到所述葉輪。...

【技術特征摘要】
1.一種葉輪加工方法，其特征在于，所述方法包括：準備葉輪毛坯，所述葉輪毛坯包括輪轂(1)、固定在所述輪轂(1)側壁上的多個葉片(2)、第一加強環(3a)和第二加強環(3b)，所述輪轂(1)的一端為大端(1a)，所述輪轂(1)的另一端為小端(1b)，所述大端(1a)的端面直徑比所述小端(1b)的端面直徑大，所述輪轂(1)內設有內輪轂(1c)，所述第一加強環(3a)和所述第二加強環(3b)分別固定套裝在所述多個葉片(2)上，所述第一加強環(3a)位于所述小端(1b)一側，所述第二加強環(3b)位于所述大端(1a)一側；調平所述葉輪毛坯，從所述小端(1b)側沿所述葉輪毛坯的軸向中心鉆通所述葉輪毛坯，形成基準孔(7)；采用所述第一加強環(3a)固定所述葉輪毛坯，對所述大端(1a)和所述內輪轂(1c)進行粗車，采用所述第二加強環(3b)固定所述葉輪毛坯，對所述小端(1b)進行粗車，從而基于所述基準孔(7)在所述葉輪毛坯上形成中心孔(8)，在所述小端(1b)上形成與所述中心孔(8)同軸的止口(9)，并去除所述第一加強環(3a)和所述第二加強環(3b)；在所述葉輪毛坯上鉆用于安裝螺柱的多個螺柱通孔(10)以及從所述大端(1a)向所述小端(1b)延伸的多個盲孔(11)，多個所述盲孔(11)沿周向均勻分布在所述中心孔(8)周圍，多個所述螺柱通孔(10)對稱分布于多個所述盲孔(11)之間，且與多個所述盲孔(11)位于同一個圓上；通過所述螺柱通孔(10)固定所述葉輪毛坯，粗銑所述葉片(2)和所述輪轂(1)；對所述葉片(2)和所述輪轂(1)進行半精加工和精加工，以在所述止口(9)的底面加工出螺紋底孔，所述螺紋底孔與所述盲孔(11)連通，并將所述中心孔(8)車削為錐型孔，得到所述葉輪。2.根據權利要求1所述加工方法，其特征在于，所述調平所述葉輪毛坯，包括：在所述大端(1a)的側壁上劃出大端端面粗加工參考線(5)；以所述大端端面粗加工參考線(5)為基準，在每個所述葉片(2)上劃出腰線(6)，所述腰線(6)位于所述葉輪毛坯的軸向中部；以所述大端端面粗加工參考線(5)或所述腰線(6)為基準，調平所述葉輪毛坯。3.根據權利要求2所述的葉輪加工方法，其特征在于，劃所述大端端面粗加工參考線(5)的方法包括：將所述大端(1a)朝下布置，并將所述大端(1a)的端面調平，檢測每個所述葉片(2)的出水邊(2a)的高度，將高度最低的葉片(2)作為定位葉片；以所述定位葉片的出水邊(2b)的葉梢作為基準，下移一定距離在所述大端(1a)的側壁上劃出所述大端端面粗加工參考線(5)。4.根據權利要求3所述的葉輪加工方法，其特征在于，所述大端端面粗加工參考線(5)與所述定位葉片的出水邊(2b)的葉梢的距離A采用以下方式計算：A＝m-n+l，其中，m為所述大端(1a)的端面距所述定位葉片的出水邊(2b)的葉梢的理論距離，n為所述定位葉片的出水邊(2b)預留的所述加工余量，l為所述大端(1a)的端面預留的加工余量。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜文國，吳紅瓊，程濤，胡彬彬，李健，程哲，韓海輝，吳少龍，郭艷鵬，毛季，
申請(專利權)人：武漢船用機械有限責任公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42