專利名稱：變曲率葉型及弧形前盤多葉離心式通風(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——二次曲線葉型、多圓弧葉型(也稱為 變曲率葉型)及弧形前盤應(yīng)用于前向多葉離心式通風(fēng)機(jī)葉輪后，該類通風(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、平直前盤多葉離心葉輪零件的制造方 法已不能再適用于該類先進(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 面輪廓線的中線)上曲率半徑隨機(jī)改變的具有多圓弧葉型或二次曲線葉型的葉片，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， 上模做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的傳統(tǒng)沖裁模具不能沖制與弧形前盤相吻合的葉端相貫線。

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和蝶形中盤毛坯；2)沖制葉端榫頭及相貫線；3)沖制葉輪弧形前盤和蝶形中盤毛坯上的榫眼；4)將葉片上的榫頭插入蝶形中盤及弧形前盤上的榫眼，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 盤和中盤毛坯拉伸件是用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 盤和蝶形中盤毛坯的外圓和內(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；沖制時(shí)旋轉(zhuǎn)沖裁模的上模組做弧線往復(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與 弧形前盤模具上沖制中盤、前盤毛坯件上的榫眼。所述步驟4)中，用多個(gè)葉片及前盤、中盤組裝成葉輪。
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是蝶形中盤毛坯形狀示意圖；圖4a是圖4俯視圖；圖5是弧形前盤毛坯形狀示意圖；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.中盤沖榫眼模彈壓卸料版，15.中盤沖榫眼模上模，16.中盤沖榫眼分度棘輪， 17.中盤毛坯快速裝夾壓板，18.芯軸，19.大螺母，20.中盤毛坯裝夾座，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.中盤沖榫眼模下模蹄形壓板，25.中 盤沖榫眼模下模，26.中盤沖榫眼模下模座，27.前盤沖榫眼模下模，28.前盤沖榫眼模彈 壓卸料板，29.前盤沖榫眼模上模，30.前盤毛坯裝夾底板，31前盤毛坯彈力頂緊壓板。
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及弧形前盤上的榫眼并經(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。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。蝶形中盤及弧形前盤的成型過(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。成型后的蝶形中盤以及弧形前盤毛坯的形狀如圖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。中盤毛坯沖榫眼模的結(jié)構(gòu)及中盤毛坯裝夾方法如圖7、圖7a、圖7b、圖7c所 示，圖7中的中盤毛坯裝夾座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)螺釘與中盤沖榫眼分度棘輪16固聯(lián)，中盤沖榫眼分度棘輪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與中盤毛坯快速裝夾壓板17相互配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)中盤毛坯 的快速裝夾。當(dāng)中盤毛坯凸面向上時(shí)，可裝夾于中盤毛坯快速裝夾壓板17與中盤毛坯裝 夾座20之間。當(dāng)中盤毛坯凹面向上時(shí)，可裝夾于中盤毛坯裝夾座20與中盤沖榫眼分度 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，圖中的中盤沖榫眼模下模25在中盤沖榫眼模下模蹄形 壓板24及螺釘?shù)淖饔孟?，被壓緊于中盤沖榫眼模下模座26上。該模可以在士5°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，使葉輪中盤與 前盤上榫眼的傾斜角度一致，防止葉片在葉輪上發(fā)生扭轉(zhuǎn)。前盤毛坯沖榫眼模的結(jié)構(gòu)及前盤毛坯裝夾方法如圖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沖榫眼模大致相同，不同點(diǎn)是前盤沖榫眼模 彈壓卸料板28的下表面以及前盤沖榫眼模下模27的上表面已不是平面，而是兩個(gè)與弧 形前盤上下表面相吻合的曲面；前盤毛坯裝夾基準(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，把弧形前盤壓在傾斜的裝夾面上。本發(fā)明中葉 輪弧形前盤及蝶形中盤毛坯拉伸工序使用的設(shè)備為300噸液壓機(jī)。 弧形前盤毛坯拉伸件及蝶形中盤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。在葉輪蝶形中盤毛坯及弧形前盤毛坯沖榫眼 工序中，通過(guò)更換中盤沖榫眼模下模25、中盤沖榫眼模彈壓卸料板14、中盤沖榫眼模上 模15、中盤毛坯裝夾座20、中盤毛坯快速裝夾壓板17以及前盤沖榫眼模下模27、前盤沖 榫眼模彈壓卸料板28、前盤沖榫眼模上模29、前盤毛坯裝夾底板30和前盤毛坯彈力頂緊 壓板31，就可以沖制不同型號(hào)的蝶形中盤和弧形前盤上的榫眼，實(shí)現(xiàn)了一模架多用。上述葉片沖榫頭模與前盤毛坯或中盤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、變換中盤及前盤沖榫眼分度棘輪的齒數(shù)、更換弧形前 盤及蝶形中盤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和蝶形中盤毛坯；2)沖制葉片的葉端榫頭及相貫線；3)沖制葉輪弧形前盤和蝶形中盤毛坯上的榫眼；4)將葉片上的榫頭插入蝶形中盤及弧形前盤上的榫眼，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 形前盤和蝶形中盤的毛坯分別用1-2毫米厚的鐵板，采用拉伸工藝?yán)瞥尚停⒅迫」?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 弧形前盤和蝶形中盤毛坯的外圓和內(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；沖制時(shí)旋轉(zhuǎn)沖裁模的上模組做弧線往復(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與弧 形前盤模具上沖制榫眼。
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、中盤組裝成葉輪。
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和蝶形中盤毛坯；2)沖制葉端榫頭及相貫線；3)沖制葉輪弧形前盤和蝶形中盤毛坯上的榫眼；4)將葉片榫頭插入蝶形中盤及弧形前盤上的榫眼，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)