制造回转机器的部件的方法和利用所述方法制造的部件技术

提供了一种制造回转机器的部件的方法，其中，该部件具有从中心(6)一直延伸到该部件的边界表面(42)并且被至少部分地封闭的至少一条内部通道(7)，其中，提供一种包括边界表面(42)和顶表面(11)的坯料(10)；其中，进行第一减法机加工步骤，在所述第一减法机加工步骤中，该通道(7)的一部分，至少包括该通道(7)的到边界表面(42)中的开口(71)以及在顶表面(11)中的切口(72)，借助于机加工生产来进行制造；并且其中，随后借助于所述坯料(10)上的堆积生产来完成所述通道(7)。此外，提出了一种根据这样的方法制造的部件。

【技术实现步骤摘要】
制造回转机器的部件的方法和利用所述方法制造的部件
本专利技术涉及根据独立权利要求1的前述部分的制造回转机器的部件的方法，并且涉及利用这样的方法制造的回转机器的部件。
技术介绍
在诸如泵、涡轮机、压缩机、压实机或膨胀机之类的回转机器的制造中，已知的是通过切削或机加工过程，例如通过铣削，将旋转转子、泵轮、叶轮和静止扩散器或引导轮从坯料加工成部件。在这方面，坯料可以作为实心材料存在，或者可以通过初步成形过程已经被预先加工。例如，从EP-B-2012957已知这样的方法。尤其地，在那里提出的方法的特征在于，其允许部件的切割制造，由此，这意味着借助于切割设备使部件作为一个整体至少大致从坯料变为期望的最终形状。在这样的整体制造的情况下，将部件的预制元件结合在一起（例如，借助于焊接）便不再是必需的了。这是尤其有利的，因为焊缝或其他连接点代表了在操作状态下部件的重载部分处的薄弱点，所述薄弱点可能是例如由腐蚀引起的部件的裂纹或不同损伤的原因。因此，切削制造尤其是可能的，其中高负载的部件不是由单独的元件结合在一起的。因此，这样的部件，比如泵的转子(叶轮)，例如由实心材料生产，取决于应用，例如由高强度不锈钢、超级合金、其他合适的金属或金属合金来生产，或者还由例如陶瓷材料的非金属材料来生产，并且叶轮的叶片和沟槽通过切削机加工、例如通过铣削由该材料加工而成。然而，同样如EP-B-2012957已经显示地，部件的完全的切削制造有时纯粹因为几何形状原因而是不可能的。这可能是下述情形，例如，当叶轮构造成被覆盖或被封闭的叶轮时。在这样的实施例的情形中，叶轮包括其上布置有叶片的轮毂板，并且还包括在叶片的远离轮毂板的一侧上完全或至少部分覆盖它们的顶板。因而，在叶片之间形成至少部分封闭的通道，并且所述至少部分封闭的通道分别从叶轮的中心一直延伸到其外面的径向边界表面。即使认为这些通道能利用切削设备在切削过程中从两侧，也就是说从叶轮的内部空间和从其径向边界表面，由坯料铣削或机加工，但清楚的是，几何形状在此设置了限制，因而使得完全的切削制造在许多情况下是不可能的。因此，在其中由于纯粹的几何形状原因使得以一块实心材料来完全铣削叶轮不再可能或不实际的这样的情形中，现有技术是以切削的方式首先从坯料加工出轮毂板和叶片。接着，叶片之间的通道是能以简单的方式制造的开放通道。随后，顶板被放置在轮毂板或叶片上，并且被结合至轮毂板或叶片，例如被焊接至轮毂板或叶片。焊缝或结合点于是相应地在叶片与顶板接触的地方延伸。然而，这引起的缺点是，在操作状态下，负载正好在该点处特别高或关键。叶片与顶板之间的该边界区域特别倾向于结合有缺陷，所述缺陷在制造期间有时甚至都不会被注意到。替代地，还已知利用例如火花侵蚀(EDM：电子放电机加工)之类的侵蚀过程来产生不再容易铣削的通道的区域。然而，这些方法通常相对较慢并且是成本密集的。现有技术还利用技术模制的方式制造这样的具有内部通道的部件，其中，内部通道于是通过模具或铸造芯的对应实施例产生。然而，铸造部件具有的缺点是，例如在模制期间可出现结构状况的对部件的负载能力或稳定性有负面影响的缺陷。通常，在模制过程中也另外限制不再容易铣削的区域的可得到的表面质量和尺寸精度。因此，在EP-A-2669042中提出了一种用于封闭式叶轮的切削制造的方法，其中，将待生产的部件(叶轮)分成彼此在界面处相邻的两个子体积。在这方面，这些子体积被固定，使得界面不包括或切割通道的任何边界表面，并且使得通道作为一个整体能借助于例如铣削的切削方法由随后包括整个通道的第一子体积加工成。第二子体积，也就是说于是仅顶板的一部分，制造成单独的元件并在通道完成后被结合至第一子体积，或者借助于沉积机加工方法，例如借助于沉积焊接，在第一子体积上堆积第二子体积。由此，一方面应使得能够通过切削制造来完全地生产通道，并且另一方面应使得能够避免界面与通道相交或界定通道，使得在叶片与顶板之间不可能出现结合缺陷。然而，该方法也会经受几何形状引起的限制。然而，参考封闭式叶轮说明的该问题还存在于具有内部通道的其他部件中，所述内部通道的位置或几何形状使得完全的切削制造由于几何形状的原因尤其是不可能或不实际的。在此可以作为示例的还有封闭的定子、扩散器或者还有涡轮机叶片中例如用于冷却空气的冷却通道。
技术实现思路
因此，从该现有技术开始，本专利技术的目的是提供一种制造回转机器的具有至少一条内部通道的部件的不同方法，通过所述方法，尤其是还能制造由于几何形状原因不允许对通道的任何完全的切削制造的那些部件，其中，所述方法应使得所述部件在操作状态下的高的可靠性成为可能。此外，本专利技术还应提供了对应的部件。满足该目的的本专利技术的主题以相应类别的独立权利要求的特征来作为特征。因此，根据本专利技术，提供了一种制造回转机器的部件的方法，所述部件具有从中心一直延伸到该部件的边界表面并且被至少部分地封闭的至少一条内部通道，其中，提供一种包括边界表面和顶表面的坯料，其中，进行第一减法机加工步骤，在所述第一减法机加工步骤中，该通道的一部分，至少包括该通道的到边界表面中的开口以及在顶表面中的切口，借助于切削生产来进行制造，并且其中，随后借助于坯料上的堆积生产来完成该通道。根据本专利技术的方法因而有利地将减法机加工与加法或堆积制造或机加工相组合，在减法机加工中，材料被从坯料中去除，在加法或堆积制造或机加工中，材料被沉积。在这方面，仅通道的一部分通过切削生产来制造，而通道的剩余部分通过堆积生产来生成。通过该组合，能够生成至少几乎具有任何期望的几何形状的通道。由于坯料不必在技术铸造过程中制造，所以坯料能有利地包括然后在切削过程中被机加工的锻造材料。锻造材料的所有优点通过切削机加工得以保持。在这方面，至少通道的到部件的边界表面中的开口在第一减法机加工步骤中的切削过程中被制造。在回转机器的部件的情况下，例如在封闭式叶轮的情况下，该开口或界定其的壁典型地是在操作状态下暴露于由流动的流体施加的最大负载的区域。在泵的叶轮的情况下，该区域包括界定流体流过的内部通道的叶片的出口边缘。在泵的叶轮的情况下，已知最大的机械或流体动力负载在操作状态下出现在叶片的出口边缘处。由于通道的该开口在切削过程中被制造，所以坯料包括的锻造材料的所有有利特性都被保持。由此，开口区域以特别高的机械负载能力和稳定性为特征。在开口处，尤其能够免除会将高的热输入引入到材料中的那些机加工过程，比如焊接，所述热输入可能对特性和结构状况有负面的影响。另外，在第一减法机加工步骤中，通道的一部分在切削过程中被制造成坯料的顶表面中的切口，其中，该部分连接至通道的到边界表面中的开口。因而在第一减法机加工步骤结束后仅完成通道的一部分，其开始为坯料的顶表面中的凹进并一直延伸到边界表面中的开口。在这方面，第一减法机加工步骤可以包括从边界表面的铣削或从坯料的顶表面的铣削。当然尤其还可能的是，第一减法机加工步骤包括从顶表面的铣削或切削机加工和从边界表面的铣削。一旦第一减法机加工步骤结束，通道借助于堆积生产来完成，并且使部件变成其最终形状。顶表面中的切口优选在第一减法机加工步骤中产生，使得其一直延伸到中心，那里是通道开始的地方。由于坯料的顶表面对于切削设备而言可自由地接近，所以已有利的是，在第一减法机加工步骤中将通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造回转机器的部件的方法，所述部件具有从中心(6)一直延伸到所述部件的边界表面(42)并且被至少部分地封闭的至少一条内部通道(7)，其特征在于，提供一种包括所述边界表面(42)和顶表面(11)的坯料(10)；其中，进行第一减法机加工步骤，在所述第一减法机加工步骤中，所述通道（7）的一部分，至少包括所述通道（7）的到所述边界表面（42）中的开口（71）以及所述顶表面（11）中的切口（72），借助于机加工生产来制造；并且其中，随后借助于所述坯料(10)上的堆积生产来完成所述通道(7)。

【技术特征摘要】
2016.05.31 EP 16172289.71.一种制造回转机器的部件的方法，所述部件具有从中心(6)一直延伸到所述部件的边界表面(42)并且被至少部分地封闭的至少一条内部通道(7)，其特征在于，提供一种包括所述边界表面(42)和顶表面(11)的坯料(10)；其中，进行第一减法机加工步骤，在所述第一减法机加工步骤中，所述通道（7）的一部分，至少包括所述通道（7）的到所述边界表面（42）中的开口（71）以及所述顶表面（11）中的切口（72），借助于机加工生产来制造；并且其中，随后借助于所述坯料(10)上的堆积生产来完成所述通道(7)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一减法机加工步骤中，在所述顶表面(11)中来产生所述切口（72），使得其延伸到所述通道(7)开始的所述中心(6)。3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述部件包括多条内部通道(7)，各自从所述中心(6)一直延伸到所述边界表面(42)；其中，相邻的通道(7)各自由分隔壁(3)分开；其中，所述通道(7)的相应部分在每个通道(7)的所述第一减法机加工步骤中被制造，所述部分至少包括所述通道(7)的到所述边界表面(42)中的开口(71)和在所述顶表面(11)中的切口(72)；并且其中，每个分隔壁(3)仅借助于所述堆积生产来完成。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述坯料(10)的顶表面(11)在所述第一减法机加工步骤前具有至多一个中心开口，其以径向向内设置的方式布置，使得通道(7)的设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R雷特伯格，T克兰兹勒，A沃姆斯，
申请(专利权)人：苏尔寿管理有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH