大型压气叶轮的工艺搭子结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大型压气叶轮的工艺搭子结构，包括大型压气叶轮的本体，所述本体包括轴体、叶片，所述轴体具有大端、小端，所述叶片位于轴体大端、小端之间的周面上，所述大端面沿轴向的外侧端设有呈环状的工艺搭子，所述工艺搭子的外圆周面向轴体的轴心线方向凹陷，形成延伸成环状的V型槽。

Process construction of large air compressor impeller

The utility model discloses a process for large scale compressor impeller by sub structure, including large compressor impeller body, wherein the body comprises a shaft body, the blade, the shaft body has big end and small end of the blade shaft is located between the big end and small end on the peripheral surface of the large end face along the axial direction the outer end is provided with an annular lug process, sag axis line direction outer circumference of the process by the oriented axis, forming extending into the V slot ring.

【技术实现步骤摘要】
大型压气叶轮的工艺搭子结构
本技术涉及机械加工领域，特别是涉及一种大型压气叶轮的工艺搭子结构。
技术介绍
近年来，叶轮机械产品在市场应用中得到广泛应用，且越来越倾向于大流量、高压比、工况恶劣方向。基于市场特性，大型压气叶轮更多地采用了综合性能优异的TC4材料，该材料具有优良的耐腐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性，在航空航天等工业部门的应用越来越广泛。而叶轮机械产品应用于污水处理和医药行业时，其恶劣的工况对材料的要求同样很高，TC4材料由此在大型压气叶轮中得以广泛运用。TC4的优异性能决定了其昂贵的采购价格。由于叶轮机械产品的单件、小批量定制特性，压气叶轮毛坯普遍采用自由锻形式，参见图1至图3；其余量如下(单边)：①端面余量，粗加工1.5mm+半精加工1mm+精加工1mm；②外圆余量，粗加工1.5mm+半精加工1mm+精加工1mm。而在实际加工中，铣叶片工序需要对叶轮采用工装压紧，通常采用以下两种形式：⑴芯轴压紧，适用于直径不大于Φ380mm的叶轮铣削加工中，参见图2。⑵抱箍压紧，适用于直径大于Φ380mm的叶轮铣削加工中，参见图3。压气叶轮加工路线为：粗车大端面、外圆→粗车小端及子午面→热处理→半精车大端定位面→半精车小端及子午面→铣叶片→精车大端面→精车外圆→精车小端及子午面。由图3及工艺路线可知，在直径大于Φ380的叶轮余量留取中，需要将抱箍压紧部位计算入毛坯余量中，所以毛坯图外圆实际需要为：粗加工1.5+半精加工1+工艺搭子+精加工1。由图4可以看出，此工艺搭子部位直接导致径向余量单边至少增加5mm。反映到毛坯尺寸中，所增加的毛坯体积(其中d为叶轮直径，H为叶轮总高度)由此结果可以看出，当压气叶轮直径越大，总高度越高时，此工艺搭子对毛坯体积的影响越大，造成的采购成本越高，参见图5。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大型压气叶轮的工艺搭子结构，有效减少了大型压气叶轮的材料浪费，降低了大型压气叶轮的制作成本。本技术的目的是这样实现的：一种大型压气叶轮的工艺搭子结构，包括大型压气叶轮的本体，所述本体包括轴体、叶片，所述轴体具有大端、小端，所述叶片位于轴体的圆周面上，所述轴体大端的圆周面上设有呈环状的工艺搭子，所述工艺搭子沿径向向轴体的轴心线方向凹陷，形成延伸成环状V型槽结构的工艺搭子。优先地，所述V型槽的槽底为平面。优先地，所述V型槽的槽底宽度为a，V型槽的槽底宽度选用满足夹具压紧要求的最小宽度。优先地，所述V型槽的两斜壁均为45°倾角。一种大型压气叶轮的加工方法，包括以下步骤：S1、采用TC4自由锻制作压气叶轮的毛坯，所述压气叶轮的毛坯上预留粗加工余量、半精加工余量以及精加工余量，钻轴体的轴向内孔；S2、粗车压气叶轮的大端各面；S3、粗车压气叶轮的小端各面及叶轮子午面；S4、热处理；S5、半精车压气叶轮的大端各面，并通过大端定位半精车轴体的轴向内孔以及车削加工工艺搭子；S6、半精车压气叶轮的小端各面及叶轮子午面；S7、将压气叶轮的半成品装夹定位于抱箍压紧夹具，铣叶片、流道；S8、精车压气叶轮的大端各面、轴体的轴向内孔；S9、精车压气叶轮的小端各面及叶轮子午面。优先地，S7中，铣叶片程序分粗铣、精铣，精铣前留0.2mm精加工余量，粗铣结束48小时后进行精铣加工。优先地，所述大端各面包括背弧面、大端的圆周面以及大端凸台的端面、圆周面。优先地，所述小端各面包括叶轮定位面以及小端凸台的端面、圆周面。优先地，S8中，车削去除工艺搭子。由于采用了上述技术方案，本技术具有如下有益效果：通过改变工艺撘子的形式，使叶轮毛坯不需要因为压紧方式的不同而增加毛坯余量，同时能满足零件的压紧需求。此环状V型槽的结构中，a值可根据叶轮定位面到背弧尺寸的不同进行调整，以达到压紧要求并尽量减少精加工时的余量。将现有的环类楔型工艺搭子设计成V型槽的结构，使累加材料式的工艺搭子融合进固有毛坯中，这种结构形式的改变不会带来加工上的难度，但却能够实际解决大型叶轮毛坯余量过多的问题。优点：1、解决了原楔型工艺搭子带来的毛坯体积增大问题。2、此种V型槽式工艺搭子加工难度较小。3、由于毛坯余量的减少，缩短粗加工周期，节约了加工成本。4、原材料价值越高、叶轮外形越大时，毛坯采购成本下降越可观。附图说明图1为压气叶轮示意图；图2为芯轴压紧式夹具的结构示意图；图3为抱箍压紧式夹具的结构示意图；图4为工艺搭子尺寸示意图；图5为工艺搭子对毛坯尺寸的影响示意图；图6为新型工艺搭子结构示意图；图7为新型工艺搭子在毛坯中的位置示意图。图8为S5的示意图。附图中，1为大端，2为小端，3为轴向内孔，4为叶轮定位面，5为轴体，6为叶片，7为子午面，8为轴体大端的圆周面，9为工艺搭子，10为背弧面。具体实施方式参见图6、图7，为一种大型压气叶轮的工艺搭子结构，包括大型压气叶轮的本体，所述本体包括轴体、叶片，所述轴体具有大端、小端，所述叶片位于轴体的圆周面上，所述轴体大端的圆周面上设有呈环状的工艺搭子，所述工艺搭子沿径向向轴体的轴心线方向凹陷，形成延伸成环状V型槽结构的工艺搭子。所述V型槽的槽底为平面。所述V型槽的两斜壁均为45°倾角。优先地，所述V型槽的槽底宽度为a，a值根据叶轮定位面到背弧尺寸的不同进行调整，以达到压紧要求并尽量减少精加工时的余量。所述V型槽与轴体大端端面之间的距离为4.5mm。一种大型压气叶轮的加工方法，包括以下步骤：S1、采用TC4自由锻制作压气叶轮的毛坯(自由锻毛坯结构简单，采用整块的圆柱状坯料)，所述压气叶轮的毛坯上预留粗加工余量1.5mm，半精加工余量1mm，以及精加工余量1mm；此处，加工余量是指在将整体叶轮的最大直径或最大轴向距离的基准上，增加加工余量；钻轴体的轴向内孔；S2、粗车压气叶轮的大端各面；所述大端各面包括背弧面、大端的圆周面以及大端凸台的端面、圆周面。S3、粗车压气叶轮的小端各面及叶轮子午面；所述小端各面包括叶轮定位面以及小端凸台的端面、圆周面。S4、热处理；参见图8，S5、半精车压气叶轮的大端各面，并通过大端定位半精车轴体的轴向内孔以及车削加工工艺搭子；本实施例中，此工艺搭子采用外圆车刀、槽刀车出。S6、半精车压气叶轮的小端各面及叶轮子午面；S7、将压气叶轮的半成品装夹定位于抱箍压紧夹具，铣叶片、流道；铣叶片程序分粗铣、精铣，精铣前留0.2mm精加工余量，粗铣结束48小时后进行精铣加工。S8、精车压气叶轮的大端各面、轴体的轴向内孔；车削去除工艺搭子。S9、精车压气叶轮的小端各面及叶轮子午面。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本技术权利要求书所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型压气叶轮的工艺搭子结构，包括大型压气叶轮的本体，所述本体包括轴体、叶片，所述轴体具有大端、小端，所述叶片位于轴体的圆周面上，其特征在于：所述轴体大端的圆周面上设有呈环状的工艺搭子，所述工艺搭子沿径向向轴体的轴心线方向凹陷，形成延伸成环状V型槽结构的工艺搭子。

【技术特征摘要】
1.一种大型压气叶轮的工艺搭子结构，包括大型压气叶轮的本体，所述本体包括轴体、叶片，所述轴体具有大端、小端，所述叶片位于轴体的圆周面上，其特征在于：所述轴体大端的圆周面上设有呈环状的工艺搭子，所述工艺搭子沿径向向轴体的轴心线方向凹陷，形成延伸成环状V型槽结构的工艺搭子。2.根据权利要求1所述的大...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪琴，李成科，蒋中亮，
申请(专利权)人：重庆江增船舶重工有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50