專利名稱：渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葉輪模具的制作方法，特別是一種渦輪增壓器壓氣機(jī)葉 輪模具的制作方法。
背景技術(shù)：
壓氣機(jī)葉輪是渦輪增壓器的重要部件，其精度直接關(guān)系到增壓器性能的 好壞，而壓氣機(jī)葉輪的精度主要取決于制作該葉輪模具的精度，所以制造高 精度的葉輪模具對(duì)渦輪增壓器壓氣機(jī)非常關(guān)鍵。
目前的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具常用的制作方法主要有如下幾種
一、 首先加工一個(gè)低熔點(diǎn)材料的葉輪實(shí)物模型，用該葉輪實(shí)物模型 制作一個(gè)樹(shù)脂陰模(即葉輪模具)，再通過(guò)樹(shù)脂陰模來(lái)制作橡膠 葉輪，但這種方法存在不足之處，其在制作橡膠葉輪時(shí)容易出 現(xiàn)葉片斷裂現(xiàn)象，經(jīng)常會(huì)造成斷裂葉片殘留在樹(shù)脂陰模內(nèi)而使 樹(shù)脂陰模報(bào)廢。
二、 利用數(shù)控加工組裝葉輪銅金屬模具，制作過(guò)程大致如下
1. 先設(shè)計(jì)出葉輪的三維圖形。
2. 再通過(guò)葉輪三維圖形設(shè)計(jì)模具模塊的三維圖形。
3. 在數(shù)控銑床上加工出葉輪模具各模塊(用銅金屬材料加工)，再將 多塊模塊拼接在一起制成葉輪模具。
這種制造葉輪模具的方法的優(yōu)點(diǎn)是葉輪模具制作形式較為簡(jiǎn)單，葉輪 模具的各組成模塊只需上一般數(shù)控銑床加工出來(lái)即可。因?yàn)槟＞呤怯珊芏嗄K拼接而成，因而在使用中對(duì)模具的清理保養(yǎng)比較方便。
但這種制造葉輪模具的方法存在不足之處由于葉輪模具芯部是由很多模塊拼接而成，而模塊則是在數(shù)控銑床上一塊塊地加工而成，在加工中，由于工件找正、刀具使用、機(jī)床自身精度等人為和客觀因素的影響，存在較大誤差；由于模具是由多塊模塊裝配而成，在裝配過(guò)程中的累計(jì)誤差不好控制，會(huì)使得各個(gè)模塊的形狀和精度上存在著一定的不一致性；而且由于模塊是拼接而成，所以翻出的葉輪毛坯上有拼縫的痕跡，影響表面光潔度；并且用這
樣的葉輪模具制作的葉輪，葉輪葉尖根部無(wú)法清成直角，存在拼縫飛邊，要靠人工修理橡膠模，造成橡膠模易變形及使用壽命變短。
三、 針對(duì)第二種方法存在的問(wèn)題，中國(guó)專利CN1830597公開(kāi)了一種增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的加工方法，其步驟為-
1、 建立壓氣機(jī)葉輪CAD模型；
2、 五軸數(shù)控編程、仿真加工；
3、 低熔點(diǎn)材料毛坯成型；
4、 五軸銑削低熔點(diǎn)材料壓氣機(jī)葉輪陽(yáng)模；
5、 灌制樹(shù)脂陰模、熔化低熔點(diǎn)壓氣機(jī)葉輪陽(yáng)模；
6、 灌制硅橡膠陽(yáng)模；
7、 翻制石膏陰模；
8、 澆鑄鋁葉輪成型產(chǎn)品。這種制造葉輪模具的方法的優(yōu)點(diǎn)是模具制作流程簡(jiǎn)單，制作周期短，
便于在產(chǎn)品需求時(shí)間較急的時(shí)候制作使用；其為葉輪整體數(shù)控加工，在五軸
數(shù)控銑床上加工出來(lái)，很大程度的保證了這個(gè)葉輪實(shí)物模型(硅橡膠陽(yáng)模)的葉片的精度和一致性的問(wèn)題；由于融掉葉輪實(shí)物模型后出現(xiàn)的是整體型腔，所以就沒(méi)有模具裝配時(shí)出現(xiàn)的裝配誤差和拼縫飛邊等問(wèn)題。較好的解決了葉輪毛坯中出現(xiàn)的問(wèn)題。
這種制造葉輪模具的方法的不足之處是由于型腔部分的材料是樹(shù)脂，
在制作橡膠模的時(shí)候，如果出現(xiàn)橡膠模斷裂在型腔內(nèi)的情況，就會(huì)不好清理，
甚至?xí)?dǎo)致葉輪模具的報(bào)廢;樹(shù)脂材料制作的葉輪模具，時(shí)間長(zhǎng)了容易變形，
壽命比較短，需要經(jīng)常制作，比較麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法，該方法制作的葉輪模具精度高、 一致性好、不易變形、工藝步驟小、制作周期短和成本低。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法，其主要包括如下步驟
一、 制作一個(gè)容易被酸溶的金屬的葉輪實(shí)物模型；
二、 對(duì)葉輪實(shí)物模型進(jìn)行外表面鑄造金屬層利用化學(xué)方法，在該葉
輪實(shí)物模型的外表面鑄上一層2-7mm的耐酸的金屬層;
三、 酸溶將金屬的葉輪實(shí)物模型用酸液溶化掉，這樣就形成了這個(gè)葉輪實(shí)物模型的耐酸的金屬空腔，即制作完成了渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具。
本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是第一步包括如下步驟
a、 計(jì)壓氣機(jī)葉輪的數(shù)據(jù)模型通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件(例如
pro/engin猶r等)設(shè)計(jì)出渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪的計(jì)算機(jī)三維數(shù)據(jù)模型(即計(jì)算機(jī)三維圖形)，， b、 利用數(shù)控加工中心制作一個(gè)葉輪實(shí)物模型利用上述葉輪 的計(jì)算機(jī)三維數(shù)據(jù)模型，在五軸數(shù)控銑床上，用容易被酸 溶的鋁合金等金屬加工出一個(gè)整體的葉輪實(shí)物模型。 本發(fā)明再進(jìn)一步的技術(shù)方案是第二步中所述的利用化學(xué)方法為電鑄方 法，所述的金屬層為鎳層或銅層，鎳層或銅層的厚度為2-7mm。
本發(fā)明還進(jìn)一步的技術(shù)方案是:第三歩中所述的酸液為鹽酸或者稀硫酸溶液。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn) 這種新型模具的特征如下
1、 由于本方法第二歩得到的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪實(shí)物模型為在 五軸數(shù)控銑床的一次找正定型整體數(shù)控加工出來(lái)，很大程度保
證這個(gè)葉輪實(shí)物模型葉片的精度能達(dá)到0.03mm，表面粗糙度可 達(dá)O.lum，各葉片一致性很好；
2、 由于溶掉樣品輪后出現(xiàn)的是整體型腔，所以就沒(méi)有模具裝配時(shí) 出現(xiàn)的裝配誤差和拼縫飛邊等；
3、 而且由于是金屬模具，在模具存放時(shí)間內(nèi)也不易變形，很大程 度延長(zhǎng)了模具的使用壽命，并且當(dāng)出現(xiàn)橡膠模斷裂在型腔內(nèi)的 時(shí)候，也便于清理，不會(huì)出現(xiàn)因此而導(dǎo)致模具報(bào)廢的情況出現(xiàn)。
4、 其工藝步驟小，制作周期短，成本低。
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，列舉以下實(shí)施例，但其對(duì)發(fā)明的保護(hù)范圍無(wú) 任何限制。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l
一種渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法，其主要包括如下步驟
一、 設(shè)計(jì)壓氣機(jī)葉輪的數(shù)據(jù)模型通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件(例如pro/engine貧) 設(shè)計(jì)出渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪的計(jì)算機(jī)三維數(shù)據(jù)模型(即計(jì)算機(jī)三維圖形)。
二、 利用數(shù)控加工中心制作一個(gè)葉輪實(shí)物模型利用上述葉輪的計(jì)算 機(jī)三維數(shù)據(jù)模型，在五軸數(shù)控銑床上，用容易被酸溶的金屬材料
(最好為鋁合金)加工出一個(gè)整體的葉輪實(shí)物模型。 通過(guò)上述一、二兩個(gè)步驟完成的葉輪實(shí)物模型也可以用其它常用 的快速成型設(shè)備制作而成。
三、 葉輪實(shí)物模型進(jìn)行外表面鑄造金屬層利用化學(xué)方法，在該葉輪 實(shí)物模型的外表面鑄上一層2-7mm的耐酸的金屬層，最好是用電 鑄的方法在該葉輪實(shí)物模型的外表面鑄上一層2-7mm的均勻的 鎳層或銅層。
四、 酸溶將金屬葉輪實(shí)物模型用酸溶液化掉，酸溶液一般可以采用 足以溶化掉毛坯實(shí)物模型(主要為鋁合金材料)的濃度的鹽酸或 者硫酸溶液，這樣就形成了帶有這個(gè)葉輪實(shí)物模型形狀的內(nèi)空腔 的金屬陰模(金屬陰模的腔壁為鎳或銅)，即制作完成了渦輪增壓 器壓氣機(jī)葉輪陰模，也就是渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具。
經(jīng)過(guò)上述步驟制作的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具就可以用來(lái)澆鑄橡膠 渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪。
用本發(fā)明的方法制作的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的特征如下由于本方法第二步得到的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪實(shí)物模型為在五軸數(shù) 控銑床的一次找正定型整體數(shù)控加工出來(lái)，很大程度的保證了這個(gè)葉輪實(shí)物
模型葉片的精度能達(dá)到0.03mm及各葉片一致性的問(wèn)題；由于溶掉葉輪實(shí)物 模型后出現(xiàn)的是整體型腔，所以就沒(méi)有模具裝配時(shí)出現(xiàn)的裝配誤差和拼縫飛 邊等；而且由于是金屬模具，在模具存放時(shí)間內(nèi)也不易變形，很大程度延長(zhǎng) 了模具的使用壽命，并且當(dāng)出現(xiàn)橡膠模斷裂在型腔內(nèi)的時(shí)候，也便于清理， 不會(huì)出現(xiàn)因此而導(dǎo)致模具報(bào)廢的情況出現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法，其特征是其工藝包括如下步驟一、制作一個(gè)容易被酸溶的金屬的葉輪實(shí)物模型；二、對(duì)葉輪實(shí)物模型進(jìn)行外表面鑄造金屬層利用化學(xué)方法，在該葉輪實(shí)物模型的外表面鑄上一層2-7mm的耐酸的金屬層；三、酸溶將金屬的葉輪實(shí)物模型用酸液溶化掉，這樣就形成了這個(gè)葉輪實(shí)物模型的耐酸的金屬空腔，即制作完成了渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法，其 特征是第一步工藝所述的制作一個(gè)容易被酸溶的金屬的葉輪實(shí)物模型 包括如下步驟a、 設(shè)計(jì)壓氣機(jī)葉輪的數(shù)據(jù)模型通過(guò)pro/engineer等計(jì)算機(jī)軟件 設(shè)計(jì)出渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪的計(jì)算機(jī)三維數(shù)據(jù)模型；b、 利用數(shù)控加工中心制作一個(gè)葉輪實(shí)物模型利用上述葉輪的計(jì) 算機(jī)三維數(shù)據(jù)模型，在五軸數(shù)控銑床上，用容易被酸溶的鋁合 金等金屬加工出一個(gè)整體的葉輪實(shí)物模型。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法， 其特征是第二步工藝中所述的利用化學(xué)方法為電鑄方法，所述的金屬層為 鎳層或銅層，鎳層或銅層的厚度為2-7mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法，其特征是第三步工藝中所述的酸液為鹽酸或者稀硫酸溶液。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法，其特征是第三步工藝中所述的酸液為鹽酸或者稀硫酸溶液。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法，其 特征是第一步工藝方法為用常用的快速成型設(shè)備制作葉輪實(shí)物模型。
全文摘要
一種渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具的制作方法，其主要包括如下步驟一、設(shè)計(jì)壓氣機(jī)葉輪的數(shù)據(jù)模型通過(guò)pro/engineer計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)出渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪的計(jì)算機(jī)三維數(shù)據(jù)模型。二、利用數(shù)控加工中心制作一個(gè)葉輪實(shí)物模型在五軸數(shù)控銑床上，用容易被酸溶的鋁合金等金屬材料加工出一個(gè)整體的葉輪實(shí)物模型。三、對(duì)葉輪實(shí)物模型進(jìn)行外表面鑄造金屬層用電鑄的方法在該葉輪實(shí)物模型的外表面鑄上一層2-7mm的均勻的鎳層或銅層。四、酸溶將金屬葉輪實(shí)物模型用酸溶液化掉。經(jīng)過(guò)上述步驟制作的渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪模具就可以用來(lái)澆鑄橡膠渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪。
文檔編號(hào)B22C9/06GK101480699SQ20091004260
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者泓 凌, 戴志輝, 霞 朱, 斌 肖, 胡遼平, 敏 趙 申請(qǐng)人:湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司