本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域中旋轉(zhuǎn)部件及其制造工藝，具體涉及一種帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件、制作該部件的模具和工藝。

背景技術(shù)：

帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件是小型軸流風(fēng)機(jī)的核心部件，其(動(dòng)、靜)平衡度指標(biāo)是整機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，它必須由有效的工藝措施來保證，采用各種工藝措施來保證平衡度要求需貫穿始終?，F(xiàn)有技術(shù)在制造這類旋轉(zhuǎn)部件時(shí)，需要通過卯壓工序?qū)L(fēng)葉與轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子連接，不僅工藝繁瑣，還可能會(huì)造成因旋轉(zhuǎn)部件平衡指標(biāo)不達(dá)標(biāo)而引起的振動(dòng)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的其中一個(gè)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中因卯壓風(fēng)葉與轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子而造成的旋轉(zhuǎn)部件平衡不達(dá)標(biāo)的問題，提供一種平衡性好、制作簡(jiǎn)便的帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件，包括風(fēng)葉、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)子套接于所述轉(zhuǎn)軸外周，所述風(fēng)葉通過注塑形成于所述轉(zhuǎn)子和所述轉(zhuǎn)軸的外周，且同時(shí)與所述轉(zhuǎn)子和所述轉(zhuǎn)軸成為一體。

優(yōu)選的，所述風(fēng)葉、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸同軸，所述風(fēng)葉包括沿周向均設(shè)的若干葉片。

本發(fā)明要解決的另一個(gè)問題是提供一種注塑模具，該模具用于制造上述帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件。解決該問題的技術(shù)方案為：

制備上述旋轉(zhuǎn)部件所使用的注塑模具，其包括定模和動(dòng)模，定模與動(dòng)模合模后構(gòu)造有風(fēng)葉型腔，還包括由外到內(nèi)套接的動(dòng)模型芯和轉(zhuǎn)軸定位芯，所述動(dòng)模型芯具有至少部分容置所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子腔，所述轉(zhuǎn)軸定位芯具有至少部分容置所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸腔；定模與動(dòng)模合模后，所述轉(zhuǎn)子和所述轉(zhuǎn)軸部分伸入所述風(fēng)葉型腔。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)子腔的開口位于動(dòng)模型芯的首端，且所述轉(zhuǎn)子腔自動(dòng)模型芯的首端向其末端延伸；轉(zhuǎn)軸腔的開口位于轉(zhuǎn)軸定位芯的首端，且所述轉(zhuǎn)軸腔自轉(zhuǎn)軸定位芯的首端向其末端延伸。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)軸定位芯的末端具有臺(tái)階部，動(dòng)模型芯的末端具有臺(tái)階孔，所述臺(tái)階孔與所述轉(zhuǎn)子腔相通，且自轉(zhuǎn)子腔末端延伸至動(dòng)模型芯的末端，所述轉(zhuǎn)軸定位芯通過臺(tái)階部與所述動(dòng)模型芯的臺(tái)階孔間隙配合。

優(yōu)選的，所述動(dòng)模包括動(dòng)模葉片型芯，所述動(dòng)模葉片型芯間隙配合于所述動(dòng)模型芯外周。

本發(fā)明要解決的另一個(gè)問題是提供一種制備上述帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件的工藝，該工藝包括以下步驟：

（1）開模狀態(tài)下將模擬轉(zhuǎn)子插入風(fēng)葉注塑模具a中，合模后注塑成型，再開模，取出帶模擬的鑄件a；模擬轉(zhuǎn)子優(yōu)選為與帶轉(zhuǎn)子風(fēng)葉的旋轉(zhuǎn)部件中的轉(zhuǎn)子形狀類似，但是可以從葉片中拆除的圓柱件或近似圓柱件；此處的拆除應(yīng)理解為，不對(duì)鑄件a的風(fēng)葉產(chǎn)生任何破壞性的拆除。

（2）去除鑄件a中的模擬轉(zhuǎn)子，對(duì)鑄件a中風(fēng)葉和注塑模具a相對(duì)應(yīng)的葉片型芯做標(biāo)記；

（4）對(duì)鑄件a的風(fēng)葉進(jìn)行靜平衡檢測(cè)；

（5）根據(jù)步驟（4）的檢測(cè)結(jié)果對(duì)注塑模具a進(jìn)行修模，直至注塑出的鑄件a的風(fēng)葉達(dá)到靜平衡為止；優(yōu)選的修模方法為配重法；

（6）在注塑模具a中安裝轉(zhuǎn)軸定位芯，得注塑模具b，利用注塑模具b進(jìn)行注塑，得帶有風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的鑄件b。

注塑時(shí)，模具僅能保證風(fēng)葉的各項(xiàng)同軸度，但這并不能保證風(fēng)葉本身的平衡度指標(biāo)。因?yàn)轱L(fēng)葉是動(dòng)態(tài)工作的零件，即使注塑模各嵌件同軸度質(zhì)量再高，當(dāng)風(fēng)葉材料的密度分布及各葉片的等分位置出現(xiàn)極微小的差異時(shí)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)葉也會(huì)因葉片上相應(yīng)各處的極慣性矩發(fā)生變化而引起整機(jī)的振動(dòng)，這就需要在擺脫鑄鋁轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸影響的基礎(chǔ)上對(duì)純粹的塑料風(fēng)葉進(jìn)行靜平衡測(cè)，模擬轉(zhuǎn)子的使用和去除實(shí)現(xiàn)了這一測(cè)量目的。

優(yōu)選的，步驟（6）中所述注塑模具b為上述制備帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件所使用的注塑模具。

優(yōu)選的，步驟（4）中靜平衡檢測(cè)所述使用的裝置為導(dǎo)軌式靜平衡架，其包括兩個(gè)相互平行設(shè)置的導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌頂端具有刀口尺，兩個(gè)刀口尺端部位于同一水平面上，所述刀口尺上連有芯棒，鑄件a的風(fēng)葉套接于所述芯棒。

優(yōu)選的，每個(gè)所述導(dǎo)軌的底端均具有校平錐，所述校平錐能夠調(diào)節(jié)刀口尺的水平高度。

本發(fā)明以鑄鋁轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸為嵌件，通過注塑模具將它們與風(fēng)葉合為一體，在保證平衡度和同軸度的前提下，顛覆了傳統(tǒng)的鉚壓緊固或過盈配合工藝，在生產(chǎn)效率的同時(shí)降低了制造成本；

在模擬風(fēng)葉平衡度檢測(cè)時(shí)，為了消除轉(zhuǎn)子質(zhì)量的影響，運(yùn)用模擬轉(zhuǎn)子替代實(shí)際應(yīng)用所示使用的轉(zhuǎn)子（如鑄鋁轉(zhuǎn)子）作為嵌件進(jìn)行注塑，正常開模推出帶模擬轉(zhuǎn)子風(fēng)葉后，手工脫出該模擬轉(zhuǎn)子，以純粹的塑料風(fēng)葉進(jìn)行靜平衡測(cè)試并修模，有效規(guī)避了因轉(zhuǎn)子因素而給修模方案帶來的誤判；

導(dǎo)軌式靜平衡架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，先期水平校正至關(guān)重要，按所獲結(jié)果修模，效果精準(zhǔn)可靠。

附圖說明

圖1是優(yōu)選實(shí)施例中帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是制備圖1旋轉(zhuǎn)部件所使用的注塑模具剖視圖；

圖3是圖2中動(dòng)模型芯的剖視圖；

圖4是圖2中轉(zhuǎn)軸定位芯的剖視圖；

圖5是制備鑄件b所使用的模具；

圖6是靜平衡檢測(cè)中所使用的導(dǎo)軌式靜平衡架結(jié)構(gòu)示意圖；其中：

1.復(fù)位桿，2.動(dòng)模導(dǎo)套，3.定模導(dǎo)套，4.限位銷，5.回復(fù)橡膠，6.導(dǎo)柱，7.定模板，8.轉(zhuǎn)子，81.模擬轉(zhuǎn)子，82.風(fēng)葉，9.轉(zhuǎn)軸，10.定位圈，11.澆口套，12.轉(zhuǎn)軸定位芯，121.轉(zhuǎn)軸腔，122.轉(zhuǎn)軸定位芯的臺(tái)階部，123.轉(zhuǎn)軸定位芯的首端，124.轉(zhuǎn)軸定位芯的末端，13.動(dòng)模型芯，131.轉(zhuǎn)子腔，132.動(dòng)模型芯的首端，133.動(dòng)模型芯的末端，134.動(dòng)模定位芯的臺(tái)階孔，135.動(dòng)模型芯的臺(tái)階部，14.定模型芯，15.動(dòng)模葉片型芯，16.定模中間板，17.動(dòng)模板，18.動(dòng)模蓋板，19.推桿，20.轉(zhuǎn)子推桿，21.墊塊，22.推桿固定板，23.推板，24.圓柱頭內(nèi)六角螺釘，25.底板，101.導(dǎo)軌，102.刀口尺，103.底座，104.校平錐，105.芯棒，106.定位芯，107.模擬風(fēng)葉。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示的一種帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件，該旋轉(zhuǎn)部件包括風(fēng)葉82、轉(zhuǎn)子8和轉(zhuǎn)軸9，本實(shí)施例優(yōu)選轉(zhuǎn)子8為鑄鋁轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子8套接于所述轉(zhuǎn)軸9外周，風(fēng)葉82通過注塑形成于上述轉(zhuǎn)子8和轉(zhuǎn)軸9的外周，且同時(shí)與轉(zhuǎn)子8和轉(zhuǎn)軸9成為一體。具體的，風(fēng)葉82、轉(zhuǎn)子8和轉(zhuǎn)軸9同軸，風(fēng)葉82包括沿周向均設(shè)的若干葉片。本實(shí)施例中具體為五片葉片，葉片數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要可任意調(diào)整。

制備上述旋轉(zhuǎn)部件所示的注塑模具，如圖2-5所示，包括上下設(shè)置的定模和動(dòng)模，定模與動(dòng)模合模后構(gòu)造有風(fēng)葉型腔，該注塑模具還包括由外到內(nèi)套接的動(dòng)模型芯13和轉(zhuǎn)軸定位芯12，動(dòng)模型芯13具有至少部分容置轉(zhuǎn)子8的轉(zhuǎn)子腔131，轉(zhuǎn)軸定位芯12具有至少部分容置所述轉(zhuǎn)軸9的轉(zhuǎn)軸腔12；定模與動(dòng)模合模后，轉(zhuǎn)子8和轉(zhuǎn)軸9部分伸入所述風(fēng)葉型腔。

動(dòng)模型芯13和轉(zhuǎn)軸定位芯12分別用來安裝轉(zhuǎn)子8和轉(zhuǎn)軸9，其中轉(zhuǎn)子8置于轉(zhuǎn)子腔131內(nèi)，轉(zhuǎn)軸9置于轉(zhuǎn)軸腔12內(nèi)，轉(zhuǎn)子8和轉(zhuǎn)軸9伸入風(fēng)葉型腔的部分可與風(fēng)葉相連，從而注塑完成后三者構(gòu)造為一體。轉(zhuǎn)子8和轉(zhuǎn)軸9放入模具后，它們與風(fēng)葉是同軸的，以保證旋轉(zhuǎn)部件的同軸度。

如圖3-4所示，轉(zhuǎn)子腔131的開口位于動(dòng)模型芯13的首端132，且轉(zhuǎn)子腔131自動(dòng)模型芯13的首端132向其末端133延伸；轉(zhuǎn)軸腔12的開口位于轉(zhuǎn)軸定位芯的首端123，且所述轉(zhuǎn)軸腔12自轉(zhuǎn)軸定位芯的首端123向其末端124延伸。轉(zhuǎn)軸定位芯的末端124具有臺(tái)階部122，動(dòng)模型芯13的末端133具有臺(tái)階孔134，所述臺(tái)階孔134與所述轉(zhuǎn)子腔131相通，且自轉(zhuǎn)子腔131末端延伸至動(dòng)模型芯13的末端133，轉(zhuǎn)軸定位芯12通過臺(tái)階部122與所述動(dòng)模型芯13的臺(tái)階孔134間隙配合。套接時(shí)（即動(dòng)模型芯13套接在轉(zhuǎn)軸定位芯12外周），轉(zhuǎn)軸定位芯末端124的臺(tái)階部122能夠避免兩者間的軸向位移，進(jìn)一步保證同軸度。

上述動(dòng)模包括動(dòng)模葉片型芯15，該動(dòng)模葉片型芯15間隙配合于動(dòng)模型芯13外周。為了避免軸向位移，動(dòng)模葉片型芯15和動(dòng)模型芯13也采用如轉(zhuǎn)軸定位芯12和動(dòng)模型芯13相同的臺(tái)階定位方式，即動(dòng)模葉片型芯15末端也設(shè)一臺(tái)階孔，動(dòng)模型芯末端133也設(shè)一臺(tái)階部，動(dòng)模型芯13外周通過該臺(tái)階部與動(dòng)模葉片型芯15的臺(tái)階孔間隙配合。

此外，本實(shí)施例的模具還可以具有以下結(jié)構(gòu)：

動(dòng)模還包括設(shè)于動(dòng)模葉片型芯15外周的動(dòng)模板17，及位于動(dòng)模板17下方的動(dòng)模蓋板18和底板25，動(dòng)模蓋板18和底板25之間設(shè)有墊塊21、復(fù)位桿1、推桿固定板22和推板23，推桿固定板22和推板23上下設(shè)置，推板23連有推桿19和轉(zhuǎn)子推桿20，注塑完成后，在動(dòng)力裝置，如注塑機(jī)頂出缸的作用下經(jīng)過推板23、推桿19和轉(zhuǎn)子推桿20能夠?qū)L(fēng)葉鑄件（鑄件b或鑄件a）推出模具。動(dòng)模還具有自底板25向上延伸的圓柱頭內(nèi)六角螺釘24，該圓柱頭內(nèi)六角螺釘24自底板25起，依次穿過墊塊21、動(dòng)模蓋板18、動(dòng)模板17，以便對(duì)動(dòng)模以上各部件起到連接和固定作用。定模包括與動(dòng)模葉片型芯15相對(duì)設(shè)置的定模型芯14，定模型芯14外周連有定模中間版，定模中間板16上部接有定模板7，定模板7接有定位圈10和澆口套11。該注塑模具還包括自定模板7向動(dòng)模延伸的導(dǎo)柱6，導(dǎo)柱6外套設(shè)有回復(fù)橡膠5、定模導(dǎo)套3和動(dòng)模導(dǎo)套2。為了避免導(dǎo)柱6軸向位移，注塑模具還設(shè)有與導(dǎo)柱6相連的限位銷4，限位銷4的軸線與導(dǎo)柱6的軸線相互垂直。

制備如圖1所示的帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件的工藝步驟為：

（1）如圖5所示，開模狀態(tài)下將模擬轉(zhuǎn)子81插入風(fēng)葉注塑模具a中，合模后注塑成型，再開模，取出帶模擬的鑄件a；模擬轉(zhuǎn)子81優(yōu)選為與帶轉(zhuǎn)子風(fēng)葉的旋轉(zhuǎn)部件中的轉(zhuǎn)子8形狀類似，但是可以從葉片中拆除的圓柱件或近似圓柱件；

（2）去除鑄件a中的模擬轉(zhuǎn)子81，對(duì)鑄件a中風(fēng)葉和注塑模具a相對(duì)應(yīng)的葉片型芯做標(biāo)記；去除模擬轉(zhuǎn)子81的方法優(yōu)選為：在模擬轉(zhuǎn)子81的螺孔中選入與其內(nèi)徑相同的螺釘，然后向后抽拔至模擬轉(zhuǎn)子81脫離鑄件a的風(fēng)葉，為了方便描述，將鑄件a的風(fēng)葉稱為模擬風(fēng)葉107。

（4）對(duì)模擬風(fēng)葉107進(jìn)行靜平衡檢測(cè)；

（5）根據(jù)步驟（4）的檢測(cè)結(jié)果對(duì)注塑模具a進(jìn)行修模，直至注塑出的鑄件a的風(fēng)葉達(dá)到靜平衡為止；優(yōu)選的修模方法為配重法。

（6）在注塑模具a中安裝轉(zhuǎn)軸定位芯12，得注塑模具b，利用注塑模具b進(jìn)行注塑，得帶有風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的鑄件b。注塑模具b為上述注塑模具（即如圖2-5所示的模具），進(jìn)行注塑時(shí)，在開模狀態(tài)下，分別將轉(zhuǎn)軸9和轉(zhuǎn)子8插入轉(zhuǎn)軸定位芯12的轉(zhuǎn)軸腔12和動(dòng)模型芯13的轉(zhuǎn)子腔131內(nèi)，合模后注射成型，經(jīng)保壓冷卻開模后，由于回復(fù)橡膠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之間）首先被打開，隨后b-b分型面（位于定模的定模中間板16和動(dòng)模的動(dòng)模板17之間）被打開，啟動(dòng)注塑機(jī)頂出缸，通過推板23、推桿19和推出鑄件b；在a-a分型面夾出點(diǎn)澆口廢料即可。

由圖2和圖5，及上述可以理解為：注塑鑄件a所使用的注塑模具a除了不使用轉(zhuǎn)軸定位芯12外，其余結(jié)構(gòu)均與步驟（1）中模具相同。具體的，注塑時(shí)，開模狀態(tài)下，用模擬轉(zhuǎn)子81代替步驟（6）中的轉(zhuǎn)子8，將其置于轉(zhuǎn)軸定位芯12的轉(zhuǎn)軸腔12內(nèi)，然后合模注塑，得的到鑄件a由風(fēng)葉和模擬轉(zhuǎn)子81組成。

步驟（4）中對(duì)模擬風(fēng)葉107進(jìn)行靜平衡檢測(cè)可以使用本領(lǐng)域所熟知的其他方法，但本實(shí)施例中使用以下裝置及方法：

靜平衡檢測(cè)使用的裝置為如圖6所示的導(dǎo)軌式靜平衡架，其包括兩個(gè)相互平行設(shè)置的導(dǎo)軌101，每個(gè)導(dǎo)軌101頂端具有刀口尺102，兩個(gè)刀口尺102端部位于同一水平面上，刀口尺102上連有芯棒105，模擬風(fēng)葉107套接于所述芯棒105。每個(gè)所述導(dǎo)軌101的底端均具有校平錐104，所述校平錐104能夠調(diào)節(jié)刀口尺102的水平高度。具體的，校平錐104具有細(xì)牙螺紋。此外，該導(dǎo)軌式靜平衡架還包括底座103。

為了減小測(cè)量誤差，芯棒105過盈配合有定位芯106，進(jìn)一步的，定位芯106和芯棒105優(yōu)選采用硬鋁棒車削而成，并采用熱套法過盈配合。

檢測(cè)前，先通過校平錐104對(duì)導(dǎo)軌式靜平衡架校正水平：將水平儀斜跨于兩個(gè)刀口尺102之上，通過調(diào)整帶細(xì)牙螺紋的校平錐104獲工作平面的理想水平度。校正完成后將模擬風(fēng)葉107套于定位芯106，輕輕撥轉(zhuǎn)模擬風(fēng)葉107的葉片，使芯棒105在兩條刀口尺102上作多次滾動(dòng)（摩擦力極?。?。注意觀察葉片標(biāo)號(hào)，若模擬風(fēng)葉107在任意位置上能隨機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則平衡指標(biāo)必定合格；若模擬風(fēng)葉107靜止時(shí)某一標(biāo)號(hào)葉片總是處于鉛垂向下的位置，則表明該葉片的某質(zhì)點(diǎn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的極慣性矩較其它葉片的相對(duì)位置偏大。

上述配重法修模的具體步驟為：

若測(cè)得的模擬風(fēng)葉107不平衡，在步驟（4）測(cè)得的總是處于鉛錘向下的那個(gè)葉片對(duì)面葉片的最外緣處粘上適量的配重泥，重復(fù)步驟（4）的操作，直至平衡。隨后根據(jù)配重泥的位置，在注塑模葉片型芯（本實(shí)施例具體為動(dòng)模型芯13）的相應(yīng)處作同等重量的銼削去重，進(jìn)行重新試模直至模擬風(fēng)葉107測(cè)試合格。

修模成功后，實(shí)施上述步驟（6），鑄造帶有風(fēng)葉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部件。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。