本发明专利技术涉及一种用于转轮室压型的工装装置及制作方法与转轮室压型方法，工装装置包括两组压型模具，压型模具包括底板，底板周侧固定安装有侧封板，侧封板内交错布置有若干筋板，若干筋板之间形成格栅槽，格栅槽内充填有水泥块，底板的对侧固定安装有包膜板，包膜板周侧与侧封板固定安装，筋板上远离底板的表面与包膜板接触且与包膜板适应性配合，两组压型模具上的包膜板适应性配合。本发明专利技术采用了转轮室整板分瓣压型的方式，避免了转轮室横截面处的断开焊接，减少焊接变形，便于后续加工而节省了大量工时，解决了一般压型模具抗压性能不足、厚板压型回弹过大的问题，具有很大的实用性。性。性。
【技术实现步骤摘要】
用于转轮室压型的工装装置及制作方法与转轮室压型方法
[0001]本专利技术涉及水轮机零部件设计制作
，具体为一种用于转轮室压型的工装装置及制作方法与转轮室压型方法。
技术介绍
[0002]转轮室是水轮机导水机构的重要零部件，主要作用有：1、在轴流、斜流式水轮机中连接底环与尾水管形成水力通道，并与转轮叶片外缘形成适当间隙；2、为便于水轮机检修，转轮室按上、下两瓣设计，水轮机转轮检修时，将转轮室上半部分吊出，下半部分降低约500mm后形成检修平台；3、转轮室与基础环之间应设有伸缩节，以保证转轮室热胀冷缩的伸展空间，其调节间隙控制在10mm内，伸缩节的结构应有足够的强度和刚度，足以抵抗转轮室的运行振动、摆度所导致的破坏作用，以保证伸缩节在各种工况下的安全稳定及严密不漏；4、转轮室环筋布置，在转轮室上布置3道环筋，分别位于球面段、过渡段、扩散段。
[0003]转轮室为环形的结构，如图1～2所示，转轮室1从截面上看一般由多个圆弧段组成，转轮室截面11的轮廓线存在多种曲率，从而转轮室可以看成由多个不同的弧形截面的圆环拼凑而成，按照一般的制造方式，每个圆环曲率圆弧的相切点为断开处，将各个圆环分段卷板后再焊接起来，形成完整截面，每个圆环也一般是由多个卷板后的弧形段焊接起来的，该种制造方式会存在大量焊接，会造成较大变形，给后续调型和加工带来困难。
[0004]若对转轮室采用冲压成型的方式加工，则会存在以下两点问题：1、转轮室模具在压型过程中由于金属厚钢板具有较大回弹性，所以转轮室钢板在压型后的截面曲率与图纸依然有一些误差；2、针对大于60mm板材，因为厚板可塑性较差，压型时需要使用非常大的压力，而现有模具的抗压性能却难以满足。为了避免转轮室横截面处的断开焊接，并减少焊接变形、提升模具的抗压性能，目前亟需提出一种新的制作工装与工艺方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种用于转轮室压型的工装装置及制作方法与转轮室压型方法，以解决现有技术中转轮室焊接量大、焊接变形大而影响后续加工、压型模具抗压性能低无法承受压型压力等技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0007]本专利技术涉及一种用于转轮室压型的工装装置，其包括两组压型模具，压型模具包括底板，底板周侧固定安装有侧封板，侧封板内交错布置有若干筋板，若干筋板之间形成格栅槽，格栅槽内充填有水泥块，底板的对侧固定安装有包膜板，包膜板周侧与侧封板固定安装，筋板上远离底板的表面与包膜板接触且与包膜板适应性配合，两组压型模具上的包膜板适应性配合。
[0008]本专利技术在格栅槽内灌注有水泥，待水泥干燥成型后模具整体强度极高，可以承受重型液压机的压力，从而解决了厚板压型回弹过大、模具抗压性能低的问题。工作时包膜板即为成型板成型转轮室，包膜板的表面形状即为转轮室的表面形状，包膜板与筋板的表面
接触。
[0009]优选地，所述的侧封板包括2个弧形板和2个直板，2个弧形板同心且相对布置，2个直板相对布置。使本工装装置结构为圆环段的结构，便于转轮室压型。
[0010]优选地，筋板包括若干横向筋板和若干竖向筋板，横向筋板与竖向筋板垂直布置，便于安装与充填水泥。
[0011]优选地，直板与弧形板端部的切线垂直，便于压型后焊接成整体，压型模具为1/4、1/6或1/8的圆环段结构。视转轮室的大小而选择合适大小的压型模具，如转轮室较小时压型模具可采用1/4的圆环段结构，压制4块转轮室毛坯件后焊接组合。
[0012]优选地，筋板的厚度范围为15～25mm，侧封板的厚度范围为15～25mm，包膜板的厚度范围为40～60mm，增加压型的受力点，使得成型更好。
[0013]用于转轮室压型的工装装置的制作方法，其包括如下步骤：
[0014](1)根据所需加工的转轮室的尺寸参数，通过计算机软件得出底板、侧封板和筋板的尺寸参数；
[0015](2)将底板、侧封板和筋板制作出并焊接成型，在筋板与筋板或侧封板之间的格栅槽内注入水泥；
[0016](3)待水泥凝固以后形成高强度的模具基底，在上方依次放置安装好包膜板、转轮室分瓣毛坯板、包膜板和另一组模具基底，进行压型工艺压制；
[0017](4)将压型后的包膜板与模具基底焊接固定，完成压型模具的制作。
[0018]利用软件三维建模对转轮室进行造型，然后根据转轮室过流面型线及包膜板厚度，得出筋板与包膜板接触的面的形状，整个筋板建模完成后，其一端形状总体与过流面完全吻合，然后对每块筋板进行拆分出图，再将包膜板压覆再筋板上，即可保证包膜板的形状即为转轮室过流面形状。最后通过压型制造出质量符合要求的转轮室毛坯，以便后续的加工。
[0019]优选地，步骤(2)中，在格栅槽内注入水泥之前，先对若干筋板组成的压型面进行龙门铣加工。考虑到焊接过程中仍有较大误差影响，在筋板总体装焊后需要对整个模具压型面再通过龙门铣加工，如此可以完全保证模具与要求截面型线完全一致。
[0020]优选地，每块筋板上的压型面采用火焰切割加工。
[0021]优选地，筋板包括若干横向筋板和若干竖向筋板，若干横向筋板平行间隔布置，若干竖向筋板平行间隔布置，相邻两块平行筋板之间的距离范围为150～250mm。
[0022]一种采用上述的工装装置对转轮室压型的方法，其包括如下步骤：
[0023](1)根据所需加工的转轮室的尺寸参数，通过计算机软件得出底板、侧封板和筋板的尺寸参数；
[0024](2)将底板、侧封板和筋板制作出并焊接成型，在筋板与筋板或侧封板之间的格栅槽内注入水泥；
[0025](3)待水泥凝固以后形成高强度的模具基底，在上方依次放置安装好包膜板、转轮室分瓣毛坯板、包膜板和另一组模具基底，进行压型工艺压制；
[0026](4)将压型后的包膜板与模具基底焊接固定，完成压型模具的制作；
[0027](5)将转轮室分为若干分瓣体，对分瓣体预热至大于500℃后采用压型模具将分瓣体压制成型，焊接后即完成转轮室的压型。对金属预热至500℃可达到金属可塑性较大的地
步，然后再进行压型，金属回弹产生误差情况可以得到较大改善。
[0028]采用本专利技术所涉及的技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0029]1、本专利技术所涉及的用于转轮室压型的工装装置，采用了转轮室整板分瓣压型的方式，避免了转轮室横截面处的断开焊接，减少焊接变形，便于后续加工而节省了大量工时。
[0030]2、本专利技术在压型模具中设有筋板，筋板之间形成筋板槽，筋板槽内充填有水泥块，水泥是在未干之前充填以充填充分，水泥凝固干燥之后压型模具整体强度极高，可以承受重型液压机的压力，从而解决了一般压型模具抗压性能不足、厚板压型回弹过大的问题。
[0031]3、本专利技术所涉及的压型模具制作时，先通过三维建模软件确定筋板的结构，确定好若干筋板远离底板端共同形成的过流面，再将包膜板压在筋板上成型，无需对包膜板进行主动的造型，提高了产品制作的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于转轮室压型的工装装置，其特征在于：其包括两组压型模具，压型模具包括底板，底板周侧固定安装有侧封板，侧封板内交错布置有若干筋板，若干筋板之间形成格栅槽，格栅槽内充填有水泥块，底板的对侧固定安装有包膜板，包膜板周侧与侧封板固定安装，筋板上远离底板的表面与包膜板接触且与包膜板适应性配合，两组压型模具上的包膜板适应性配合。2.根据权利要求1所述的用于转轮室压型的工装装置，其特征在于：所述的侧封板包括2个弧形板和2个直板，2个弧形板同心且相对布置，2个直板相对布置。3.根据权利要求1所述的用于转轮室压型的工装装置，其特征在于：筋板包括若干横向筋板和若干竖向筋板，横向筋板与竖向筋板垂直布置。4.根据权利要求2所述的用于转轮室压型的工装装置，其特征在于：直板与弧形板端部的切线垂直，压型模具为1/4、1/6或1/8的圆环段结构。5.根据权利要求1所述的用于转轮室压型的工装装置，其特征在与：筋板的厚度范围为15～25mm，侧封板的厚度范围为15～25mm，包膜板的厚度范围为40～60mm。6.一种权利要求1所述的工装装置的制作方法，其特征在于其包括如下步骤：(1)根据所需加工的转轮室的尺寸参数，通过计算机软件得出底板、侧封板和筋板的尺寸参数；(2)将底板、侧封板和筋板制作出并焊接成型，在筋板与筋板或侧封板之间的格栅槽内注入水泥；(3)待水泥凝固以后形成高...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌杰，王杰，曾琪智，潘天宇，
申请(专利权)人：杭州中水科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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