專(zhuān)利名稱(chēng)：變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通風(fēng)機(jī)葉輪零件制造工藝，尤其涉及一種變曲率葉型及弧形前 盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝。
背景技術(shù)：
將現(xiàn)代先進(jìn)航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉型——二次曲線(xiàn)葉型、多圓弧葉型(也稱(chēng)為 變曲率葉型)及弧形前盤(pán)應(yīng)用于前向多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪后，該類(lèi)通風(fēng)機(jī)取得良好的 節(jié)能降噪效果。然而傳統(tǒng)的單圓弧(等曲率)葉型、平直前盤(pán)多葉離心葉輪零件的制造方 法已不能再適用于該類(lèi)先進(jìn)多葉離心式葉輪零件的制造。因?yàn)樗嬖谝韵录夹g(shù)問(wèn)題一 是傳統(tǒng)的金屬板材落料、單圓弧彎曲模上壓彎制造葉片的方法不能再制造葉型(葉片斷 面輪廓線(xiàn)的中線(xiàn))上曲率半徑隨機(jī)改變的具有多圓弧葉型或二次曲線(xiàn)葉型的葉片，原因 是存在落料與壓彎模下模之間的定位問(wèn)題；二是在具備變曲率葉型葉片型材的情況下， 上模做直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的傳統(tǒng)沖裁模具不能沖制與弧形前盤(pán)相吻合的葉端相貫線(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為解決上述問(wèn)題，提供一種變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心 式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝，它方便簡(jiǎn)單，模具費(fèi)用低，節(jié)約生產(chǎn)工時(shí)，制得的零件質(zhì)量 好，葉輪承受轉(zhuǎn)速高。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝，它的步驟為1)制造變曲率葉型的葉片鋁型材以及葉輪弧形前盤(pán)和蝶形中盤(pán)毛坯；2)沖制葉端榫頭及相貫線(xiàn)；3)沖制葉輪弧形前盤(pán)和蝶形中盤(pán)毛坯上的榫眼；4)將葉片上的榫頭插入蝶形中盤(pán)及弧形前盤(pán)上的榫眼，并經(jīng)過(guò)彎曲、鉚接、整 形后制成葉輪。所述步驟1)中，采用連續(xù)熱擠壓工藝制作具有變曲率葉型的葉片鋁型材；前 盤(pán)和中盤(pán)毛坯拉伸件是用1-2毫米厚的鐵板，采用拉伸工藝?yán)瞥尚?，并制取工藝中?孔，然后在整體沖裁?；蚍执螞_裁模上以工藝中心孔為零件加工基準(zhǔn)，沖制葉輪弧形前 盤(pán)和蝶形中盤(pán)毛坯的外圓和內(nèi)孔。所述步驟2)中，以葉片鋁型材作為葉輪葉片坯料，送入旋轉(zhuǎn)沖裁模沖制葉片弧 形端和平直端的榫頭和相貫線(xiàn)；沖制時(shí)旋轉(zhuǎn)沖裁模的上模組做弧線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上模組每 做一次旋轉(zhuǎn)往復(fù)沖剪運(yùn)動(dòng)，會(huì)沖制前一葉片的弧形端相貫線(xiàn)和榫頭以及后一葉片鋁型材 上的平直端和榫頭，通過(guò)葉長(zhǎng)定位桿確定葉片長(zhǎng)度。所述步驟3)中，在沖床上以單沖頭沖孔模、棘輪分度的方式分別在蝶形中盤(pán)與 弧形前盤(pán)模具上沖制中盤(pán)、前盤(pán)毛坯件上的榫眼。所述步驟4)中，用多個(gè)葉片及前盤(pán)、中盤(pán)組裝成葉輪。
本發(fā)明有益效果是它解決了具有變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉 輪零件的制造問(wèn)題。它的工藝設(shè)計(jì)合理、節(jié)約模具費(fèi)用，用它制造的葉輪形狀精度高， 外觀(guān)質(zhì)量好，可以承受較高的轉(zhuǎn)速。它的模具調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，可以制造各種非標(biāo)葉輪，為空 調(diào)通風(fēng)機(jī)市場(chǎng)提供更多的標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。


圖1是多葉離心式通風(fēng)機(jī) 葉輪形狀示意圖；圖Ia是圖1的俯視圖；圖2是葉輪葉片形狀示意圖；圖3是葉片鋁型材連續(xù)熱擠壓模形狀示意圖；圖3a是圖3的俯視圖；圖4是蝶形中盤(pán)毛坯形狀示意圖；圖4a是圖4俯視圖；圖5是弧形前盤(pán)毛坯形狀示意圖；圖5a是圖5俯視圖；圖6是葉片端部榫頭及相貫線(xiàn)旋轉(zhuǎn)沖裁模結(jié)構(gòu)示意圖；圖6a為圖6的B向視圖；圖7是蝶形中盤(pán)毛坯沖榫眼模具結(jié)構(gòu)示意圖；圖7a為圖7的G-G向剖視圖；圖7b為圖7的I向視圖；圖7c為圖7的J向視圖；圖8是弧形前盤(pán)毛坯沖榫眼模具結(jié)構(gòu)示意圖；圖8a是圖8的K向視圖；圖8b是圖8的M-M向剖視圖；圖8c是圖8的N向視圖；其中1.葉片平直端，2.葉片弧形端，3.變曲率葉型的形孔，4.旋轉(zhuǎn)沖榫頭模上 模架，5.滑板旋轉(zhuǎn)鉸，6.沖床滑塊保護(hù)板，7.葉片沖榫頭模彈壓卸料板，8.葉片沖榫頭模 上模，9.旋轉(zhuǎn)鉸，10.前一葉片11.后部型材，12.葉片鋁型材水平進(jìn)給方向，13.葉長(zhǎng)定 位桿，14.中盤(pán)沖榫眼模彈壓卸料版，15.中盤(pán)沖榫眼模上模，16.中盤(pán)沖榫眼分度棘輪， 17.中盤(pán)毛坯快速裝夾壓板，18.芯軸，19.大螺母，20.中盤(pán)毛坯裝夾座，21.彈性棘爪， 22.帶有螺孔的T型滑塊，23.底板T型縱向長(zhǎng)槽，24.中盤(pán)沖榫眼模下模蹄形壓板，25.中 盤(pán)沖榫眼模下模，26.中盤(pán)沖榫眼模下模座，27.前盤(pán)沖榫眼模下模，28.前盤(pán)沖榫眼模彈 壓卸料板，29.前盤(pán)沖榫眼模上模，30.前盤(pán)毛坯裝夾底板，31前盤(pán)毛坯彈力頂緊壓板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明圖1、圖la、圖2、圖4、圖4a、圖5、圖5a是多葉離心葉輪以及它的組成零件
(及零件毛坯)的示意圖。多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪是由多個(gè)葉片將它的榫頭插入蝶形中盤(pán)及弧形前盤(pán)上的榫眼并經(jīng)過(guò)彎曲、鉚接、整 形后制成。葉輪外形如圖1、圖Ia所示。在本工藝中葉片成型過(guò)程如下以連續(xù)熱擠壓模制取具有變曲率葉型的葉片鋁 型材，然后用該型材在旋轉(zhuǎn)沖裁模上沖制葉端榫頭以及相貫線(xiàn)。葉片外形以及葉片平直端1、葉片弧形端2如圖2所示。圖3、圖3a是葉片鋁型材連續(xù)熱擠壓模示意圖，其上有變曲率葉型的形孔3。該 模具一般由直徑大約100毫米至180毫米、厚度約30毫米至50毫米的耐熱鋼制成，它結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低廉。蝶形中盤(pán)及弧形前盤(pán)的成型過(guò)程如下先用1至2毫米鐵板在各自拉伸模上制取拉伸件及工藝中心孔，然后在整體沖裁 ?；蚍执螞_裁模上以工藝中心孔為零件加工基準(zhǔn)，沖制兩種毛坯拉伸件的外圓和內(nèi)孔。成型后的蝶形中盤(pán)以及弧形前盤(pán)毛坯的形狀如圖4、圖4a和圖5、圖5a所示。最后，兩種毛坯在各自的沖榫眼模上用棘輪機(jī)構(gòu)分度沖制多個(gè)榫眼。圖6、圖6a是葉片端部榫頭及相貫線(xiàn)旋轉(zhuǎn)沖裁模結(jié)構(gòu)以及模具零件功能示意 圖?；逍D(zhuǎn)鉸5、葉片沖榫頭模彈壓卸料板7、葉片沖榫頭模上模8都固定于旋轉(zhuǎn)沖榫 頭模上模架4上，四者共同構(gòu)成旋轉(zhuǎn)沖榫頭模的上模組，并且可以繞旋轉(zhuǎn)鉸9做往復(fù)旋轉(zhuǎn) 沖裁運(yùn)動(dòng)。沖床滑塊保護(hù)板6與旋轉(zhuǎn)模上模組上的滑板旋轉(zhuǎn)鉸5相互作用，以消除沖床 滑塊向下運(yùn)動(dòng)并施壓時(shí)作用于模具上的水平力。同時(shí)，保護(hù)沖床滑塊免受磨損。葉片沖 榫頭模彈壓卸料板7對(duì)前一葉片10及后部型材11做彈壓卸料運(yùn)動(dòng)。改變?nèi)~長(zhǎng)定位桿13 的長(zhǎng)度，可以沖制不同長(zhǎng)度的葉片。旋轉(zhuǎn)模上模組每做一次往復(fù)旋轉(zhuǎn)沖裁運(yùn)動(dòng)，將沖制前一葉片10上的弧形端2和 后部型材11上的葉片平直端1。葉片鋁型材水平進(jìn)給方向12如圖6a所示。中盤(pán)毛坯沖榫眼模的結(jié)構(gòu)及中盤(pán)毛坯裝夾方法如圖7、圖7a、圖7b、圖7c所 示，圖7中的中盤(pán)毛坯裝夾座20由內(nèi)座和外座組成，內(nèi)座外圓與外座內(nèi)孔是動(dòng)配合關(guān) 系。內(nèi)座下部法蘭外圓、外座上部凸臺(tái)外圓與中盤(pán)毛坯內(nèi)孔亦動(dòng)配合關(guān)系。內(nèi)座下部法 蘭下端面通過(guò)螺釘與中盤(pán)沖榫眼分度棘輪16固聯(lián)，中盤(pán)沖榫眼分度棘輪16的一側(cè)裝有彈 性棘爪21，二者相互作用實(shí)現(xiàn)分度。內(nèi)座內(nèi)孔通過(guò)兩個(gè)球軸承與芯軸18固聯(lián)。芯軸18 通過(guò)穿心螺栓與底板T型縱向長(zhǎng)槽23內(nèi)的帶有螺孔的T型滑塊22上的螺孔相互作用，把 芯軸緊固于底板上。大螺母19與中盤(pán)毛坯快速裝夾壓板17相互配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)中盤(pán)毛坯 的快速裝夾。當(dāng)中盤(pán)毛坯凸面向上時(shí)，可裝夾于中盤(pán)毛坯快速裝夾壓板17與中盤(pán)毛坯裝 夾座20之間。當(dāng)中盤(pán)毛坯凹面向上時(shí)，可裝夾于中盤(pán)毛坯裝夾座20與中盤(pán)沖榫眼分度 棘輪16之間。從而實(shí)現(xiàn)了一套工藝裝備兩用。圖7b是圖7的I向視圖，圖中的中盤(pán)沖榫眼模下模25在中盤(pán)沖榫眼模下模蹄形 壓板24及螺釘?shù)淖饔孟?，被壓緊于中盤(pán)沖榫眼模下模座26上。該?？梢栽谑?°范圍內(nèi) 自由調(diào)節(jié)。上述模具結(jié)構(gòu)的作用是消除沖榫眼模零件的制造與安裝誤差，使葉輪中盤(pán)與 前盤(pán)上榫眼的傾斜角度一致，防止葉片在葉輪上發(fā)生扭轉(zhuǎn)。前盤(pán)毛坯沖榫眼模的結(jié)構(gòu)及前盤(pán)毛坯裝夾方法如圖8、圖8a、圖8b、圖8c所 示。該模具的工作原理及分度原理與中盤(pán)沖榫眼模大致相同，不同點(diǎn)是前盤(pán)沖榫眼模 彈壓卸料板28的下表面以及前盤(pán)沖榫眼模下模27的上表面已不是平面，而是兩個(gè)與弧 形前盤(pán)上下表面相吻合的曲面；前盤(pán)毛坯裝夾基準(zhǔn)面也不是一個(gè)與沖床工作臺(tái)平行的平面，而是一個(gè)與沖床工作臺(tái)成角度a的平面；弧形前盤(pán)彈力頂緊壓板已不是圓形的，而 是四塊中部帶有縱向通槽的長(zhǎng)方形壓板，該壓板在后端橡皮彈性頂力與槽內(nèi)螺釘壓緊力 的綜合作用下，把弧形前盤(pán)壓在傾斜的裝夾面上。本發(fā)明中葉 輪弧形前盤(pán)及蝶形中盤(pán)毛坯拉伸工序使用的設(shè)備為300噸液壓機(jī)。 弧形前盤(pán)毛坯拉伸件及蝶形中盤(pán)毛坯拉伸件的外圓及內(nèi)孔分次沖裁模以及圖7、圖7a、圖 7b、圖7c和圖8、圖8a、圖8b、圖8c所示的兩種沖榫眼模所用設(shè)備，均為16噸深喉口 開(kāi)式壓力機(jī)。本發(fā)明的葉片沖榫頭工序中，通過(guò)更換旋轉(zhuǎn)沖裁模上的葉長(zhǎng)定位桿13，可以沖 制具有不同長(zhǎng)度的葉片，實(shí)現(xiàn)了一模多用。在葉輪蝶形中盤(pán)毛坯及弧形前盤(pán)毛坯沖榫眼 工序中，通過(guò)更換中盤(pán)沖榫眼模下模25、中盤(pán)沖榫眼模彈壓卸料板14、中盤(pán)沖榫眼模上 模15、中盤(pán)毛坯裝夾座20、中盤(pán)毛坯快速裝夾壓板17以及前盤(pán)沖榫眼模下模27、前盤(pán)沖 榫眼模彈壓卸料板28、前盤(pán)沖榫眼模上模29、前盤(pán)毛坯裝夾底板30和前盤(pán)毛坯彈力頂緊 壓板31，就可以沖制不同型號(hào)的蝶形中盤(pán)和弧形前盤(pán)上的榫眼，實(shí)現(xiàn)了一模架多用。上述葉片沖榫頭模與前盤(pán)毛坯或中盤(pán)毛坯沖榫眼模有如下綜合功能通過(guò)改變 沖榫頭模上的葉長(zhǎng)定位桿13長(zhǎng)度、變換中盤(pán)及前盤(pán)沖榫眼分度棘輪的齒數(shù)、更換弧形前 盤(pán)及蝶形中盤(pán)沖榫眼模的部分零件就可以制造具有不同寬度、不同葉片數(shù)、不同型號(hào)的 多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪。從而可以方便地改變通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)、噪聲性能和外形尺寸。由于具有相同形狀和尺寸的鋁制葉片比鐵制葉片具有更高的比強(qiáng)度與比剛度， 因此鋁葉片葉輪比鐵葉片葉輪可以承受更高的轉(zhuǎn)速。前者與后者的比值一般要大于1.2 倍。
權(quán)利要求
1.一種變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝，其特征是，它的步 驟為1)制造變曲率葉型的葉片鋁型材以及葉輪弧形前盤(pán)和蝶形中盤(pán)毛坯；2)沖制葉片的葉端榫頭及相貫線(xiàn)；3)沖制葉輪弧形前盤(pán)和蝶形中盤(pán)毛坯上的榫眼；4)將葉片上的榫頭插入蝶形中盤(pán)及弧形前盤(pán)上的榫眼，并經(jīng)過(guò)彎曲、鉚接、整形后 制成葉輪。
2.如權(quán)利要求1所述的變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝，其特 征是，所述步驟1)中，采用連續(xù)熱擠壓工藝制作具有變曲率葉型的葉片鋁型材；葉輪弧 形前盤(pán)和蝶形中盤(pán)的毛坯分別用1-2毫米厚的鐵板，采用拉伸工藝?yán)瞥尚?，并制取?藝中心孔，然后在整體沖裁?；蚍执螞_裁模上以工藝中心孔為零件加工基準(zhǔn)，沖制葉輪 弧形前盤(pán)和蝶形中盤(pán)毛坯的外圓和內(nèi)孔。
3.如權(quán)利要求1所述的變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝，其特 征是，所述步驟2)中，以葉片鋁型材作為葉輪葉片坯料，送入旋轉(zhuǎn)沖裁模沖制葉片弧形 端和平直端的榫頭和相貫線(xiàn)；沖制時(shí)旋轉(zhuǎn)沖裁模的上模組做弧線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上模組每做 一次旋轉(zhuǎn)往復(fù)沖剪運(yùn)動(dòng)，會(huì)沖制前一葉片的弧形端相貫線(xiàn)和榫頭以及后一葉片鋁型材上 的平直端和榫頭，如此往；并通過(guò)葉長(zhǎng)定位桿確定葉片長(zhǎng)度。
4.如權(quán)利要求1所述的變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝，其特 征是，所述步驟3)中，在沖床上以單沖頭沖孔模、棘輪分度的方式分別在蝶形中盤(pán)與弧 形前盤(pán)模具上沖制榫眼。
5.如權(quán)利要求1所述的變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝，其特 征是，所述步驟4)中，用多個(gè)葉片及前盤(pán)、中盤(pán)組裝成葉輪。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變曲率葉型及弧形前盤(pán)多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪制造工藝。它簡(jiǎn)單方便，模具費(fèi)用低，節(jié)約生產(chǎn)工時(shí)，制得的零件質(zhì)量好，葉輪承受轉(zhuǎn)速高。它的工序?yàn)?)制造變曲率葉型的葉片鋁型材以及葉輪弧形前盤(pán)和蝶形中盤(pán)毛坯；2)沖制葉端榫頭及相貫線(xiàn)；3)沖制葉輪弧形前盤(pán)和蝶形中盤(pán)毛坯上的榫眼；4)將葉片榫頭插入蝶形中盤(pán)及弧形前盤(pán)上的榫眼，并經(jīng)過(guò)彎曲、鉚接、整形后制成葉輪。
文檔編號(hào)F04D29/28GK102011752SQ201010595339
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者夏玉華, 展友杰, 徐衍亮, 成榮, 朱常青, 李國(guó)建, 李昭俊, 楊忠景, 王秀和, 顧玉立, 魏蓓 申請(qǐng)人:山東大學(xué)