一種葉輪加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種葉輪加工方法，屬于葉輪加工領(lǐng)域。所述方法包括：準(zhǔn)備葉輪毛坯；調(diào)平葉輪毛坯，從小端側(cè)沿葉輪毛坯的軸向中心鉆通葉輪毛坯，形成基準(zhǔn)孔；采用第一加強(qiáng)環(huán)固定所述葉輪毛坯，對大端和內(nèi)輪轂進(jìn)行粗車，采用第二加強(qiáng)環(huán)固定葉輪毛坯，對小端進(jìn)行粗車，從而基于基準(zhǔn)孔在葉輪毛坯上形成中心孔，在小端上形成與中心孔同軸的止口，并去除第一加強(qiáng)環(huán)和第二加強(qiáng)環(huán)；在葉輪毛坯上鉆多個(gè)螺柱通孔以及多個(gè)盲孔；通過螺柱通孔固定葉輪毛坯，粗銑葉片和輪轂；對葉片和輪轂進(jìn)行半精加工和精加工。該方法可用于加工大功率噴水推進(jìn)裝置的葉輪。
【專利說明】
一種葉輪加工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及噴水推進(jìn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種葉輪加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國家對海洋權(quán)益的日益重視，我國對大型公務(wù)船的需求量日益增多，對其航速要求也越來越高，為了滿足大型高速公務(wù)船的需求其噴水推進(jìn)裝置的功率需要達(dá)到10兆瓦級。
[0003]現(xiàn)有的葉輪均應(yīng)用于1500w以下的小功率噴水推進(jìn)裝置中，這樣的小功率葉輪質(zhì)量小，鑄造材料為ZG08Cr17Nh2Mo2，且葉輪中心孔為圓柱型，在中心孔的孔壁上開設(shè)鍵槽，同時(shí)，在葉輪上除中心孔外，不再設(shè)置其他的孔，且在葉輪的葉片的外表面和輪轂的外表面上無需進(jìn)行表面加工處理。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]對于大功率噴水推進(jìn)裝置的葉輪，為了滿足其噴水推進(jìn)裝置大功率的需求，該葉輪質(zhì)量大，葉輪的中心孔為錐型孔，該錐型孔需要與葉輪錐度鎖的錐面相配合，同時(shí)，該葉輪需要在內(nèi)輪轂上開設(shè)孔，以安裝葉輪錐度鎖，而且還需要在葉輪復(fù)雜的外表面進(jìn)行加工，這使得現(xiàn)有的葉輪加工方法不能加工出應(yīng)用于大功率的噴水推進(jìn)裝置上的葉輪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有大功率噴水推進(jìn)裝置的葉輪的加工方法的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種葉輪加工方法。所述技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種葉輪加工方法，所述方法包括:
[0008]準(zhǔn)備葉輪毛坯，所述葉輪毛坯包括輪轂、固定在所述輪轂側(cè)壁上的多個(gè)葉片、第一加強(qiáng)環(huán)和第二加強(qiáng)環(huán)，所述輪轂的一端為大端，所述輪轂的另一端為小端，所述大端的端面直徑比所述小端的端面直徑大，所述輪轂內(nèi)設(shè)有內(nèi)輪轂，所述第一加強(qiáng)環(huán)和所述第二加強(qiáng)環(huán)分別固定套裝在所述多個(gè)葉片上，所述第一加強(qiáng)環(huán)位于所述小端一側(cè)，所述第二加強(qiáng)環(huán)位于所述大端一側(cè)。
[0009]采用所述第一加強(qiáng)環(huán)固定所述葉輪毛坯，對所述大端和所述內(nèi)輪轂進(jìn)行粗車，采用所述第二加強(qiáng)環(huán)固定所述葉輪毛坯，對所述小端進(jìn)行粗車，從而基于所述基準(zhǔn)孔在所述葉輪毛坯上形成中心孔，在所述小端上形成與所述中心孔同軸的止口，并去除所述第一加強(qiáng)環(huán)和所述第二加強(qiáng)環(huán)；
[0010]在所述葉輪毛坯上鉆用于安裝螺柱的多個(gè)螺柱通孔以及從所述大端向所述小端延伸的多個(gè)盲孔，多個(gè)所述盲孔沿周向均勻分布在所述中心孔周圍，多個(gè)所述螺柱通孔對稱分布于多個(gè)所述盲孔之間，且與多個(gè)所述盲孔位于同一個(gè)圓上；
[0011 ]通過所述螺柱通孔固定所述葉輪毛坯，粗銑所述葉片和所述輪轂；
[0012]對所述葉片和所述輪轂進(jìn)行半精加工和精加工，以在所述止口的底面加工出螺紋底孔，所述螺紋底孔與所述盲孔連通，并將所述中心孔車削為錐型孔，得到所述葉輪。
[0013]具體地，所述調(diào)平所述葉輪毛坯，包括:
[0014]在所述大端的側(cè)壁上劃出大端端面粗加工參考線；
[0015]以所述大端端面粗加工參考線為基準(zhǔn)，在每個(gè)所述葉片上劃出腰線，所述腰線位于所述葉輪毛坯的軸向中部；
[0016]以所述大端端面粗加工參考線或所述腰線為基準(zhǔn)，調(diào)平所述葉輪毛坯。
[0017]具體地，劃所述大端端面粗加工參考線的方法包括:
[0018]將所述大端朝下布置，并將所述大端的端面調(diào)平，檢測每個(gè)所述葉片的出水邊的高度，將高度最低的葉片作為定位葉片；
[0019]以所述定位葉片的出水邊的葉梢作為基準(zhǔn)，下移一定距離在所述大端的側(cè)壁上劃出所述大端端面粗加工參考線。
[0020]進(jìn)一步地，所述大端端面粗加工參考線與所述定位葉片的出水邊的葉梢之間的距離A采用以下方式計(jì)算:
[0021]A=m_n+1，
[0022]其中，m為所述大端的端面距所述定位葉片的出水邊的葉梢的理論距離，η為所述定位葉片的出水邊預(yù)留的所述加工余量，I為所述大端的端面預(yù)留的加工余量。
[0023]具體地，通過所述螺柱通孔固定所述葉輪毛坯，包括:
[0024]將工裝螺柱的第一端安裝在所述銑削工裝臺架上的第一螺紋孔內(nèi)，所述葉輪粗銑工裝包括銑削工裝臺架、固定在所述銑削工裝臺架上并與所述中心孔尺寸相配的粗銑定位裝置、銑削壓緊裝置、螺母和至少一個(gè)工裝螺柱，所述銑削工裝臺架上對應(yīng)所述螺柱通孔的位置開設(shè)有所述第一螺紋孔；
[0025]將所述葉輪毛坯上的螺柱通孔伸入對應(yīng)的所述工裝螺柱內(nèi)；
[0026]將所述銑削壓緊裝置放入所述止口內(nèi)并將銑削壓緊裝置上的第一通孔套裝在所述工裝螺柱上；
[0027]將所述螺母安裝在所述工裝螺柱的第二端上。
[0028]具體地，粗銑所述葉片，包括:
[0029]在所述小端的端面上加工兩個(gè)定位基準(zhǔn)槽，以兩個(gè)所述定位基準(zhǔn)槽為基準(zhǔn)，粗銑每個(gè)所述葉片的工作面、非工作面、進(jìn)水邊和出水邊至所述葉片剩余精銑余量。
[0030]具體地，所述加工方法還包括:粗銑所述葉片和所述輪轂之后，對所述葉輪毛坯進(jìn)行退火處理。
[0031]具體地，所述在所述葉輪毛坯上鉆用于安裝螺柱的多個(gè)螺柱通孔以及從所述大端向所述小端延伸的多個(gè)盲孔，包括:
[0032]將所述葉輪毛坯固定在葉輪鉆孔工裝上，使得所述葉輪毛坯的軸線方向水平布置，所述葉輪鉆孔工裝包括:鉆孔支撐架、安裝在所述鉆孔支撐架上的鉆孔定位支撐裝置、鉆孔鉆模和固定件，所述鉆孔定位支撐裝置上設(shè)置有與所述止口的形狀相配合的第一凸起，所述止口卡裝在所述第一凸起上，所述第一凸起對應(yīng)所述中心孔的位置開設(shè)有第二螺紋孔，所述鉆孔鉆模對應(yīng)所述內(nèi)輪轂的端面的位置設(shè)置有第二凸起，所述鉆孔鉆模通過所述第二凸起安裝在所述內(nèi)輪轂的端面上，所述鉆孔鉆模對應(yīng)所述第二螺紋孔的位置開設(shè)有第二通孔，所述固定件包括螺柱和螺母，所述螺柱的第一端通過所述第二螺紋孔安裝在所述鉆孔定位支撐裝置上，所述螺母安裝在伸出所述第二通孔的所述螺柱的第二端上，所述鉆孔鉆模上開設(shè)有用于加工所述螺柱通孔和所述盲孔的鉆孔。
[0033]具體地，所述加工方法還包括:對所述葉片的外表面、所述輪轂的外表面、所述中心孔的孔壁、所述止口的表面、所述小端的端面、所述大端的端面和所述內(nèi)輪轂的端面進(jìn)行著色探傷檢查。
[0034]具體地，所述加工方法還包括:對所述葉輪進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:本發(fā)明實(shí)施例通過先加工基準(zhǔn)孔，基于基準(zhǔn)孔在葉輪毛坯上形成中心孔，這樣減小了加工難度，葉輪毛坯上的第一加強(qiáng)環(huán)和第二加強(qiáng)環(huán)可以用于葉輪的裝夾、吊裝、翻身等工作，葉片和輪轂粗銑加工，將大部分葉片余量去除，縮短了葉輪整體加工周期;采用先加工基準(zhǔn)孔再通過基準(zhǔn)孔加工中心孔的深孔孔系分段加工方法，提高了葉輪的加工效率和加工質(zhì)量，減輕了深孔加工偏離現(xiàn)象。該方法可大幅度降低因葉片變形和深孔加工偏離等問題產(chǎn)生的廢品率，提高葉輪型面的加工幾何精度和表面質(zhì)量，加工周期短，易于推廣，且加工過程合理，能保證了葉輪的加工精度以及較高的生產(chǎn)效率，且該葉輪能夠應(yīng)用于大功率噴水推進(jìn)裝置。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的葉輪加工方法的流程圖；
[0038]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的葉輪毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的劃有大端端面粗加工參考線和腰線的葉輪毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的帶有基準(zhǔn)孔的葉輪毛坯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的帶有中心孔的葉輪毛坯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的小端朝下的葉輪毛坯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的大端朝下的葉輪毛坯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的小端的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的葉輪鉆孔工裝裝配葉輪毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的葉輪粗銑工裝裝配葉輪毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的葉輪的非工作面和工作面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的兩個(gè)定位基準(zhǔn)槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖13是本發(fā)明實(shí)施例提供的大端精加工參考線和葉輪精加工腰線的葉輪毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0051 ] 實(shí)施例
[0052]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種葉輪加工方法，如圖1所示，該方法包括:
[0053 ] 步驟1:準(zhǔn)備葉輪毛坯。
[0054]如圖2所示，葉輪毛坯包括輪轂1、固定在輪轂I側(cè)壁上的多個(gè)葉片2、第一加強(qiáng)環(huán)3a和第二加強(qiáng)環(huán)3b，輪轂I的一端為大端la，輪轂I的另一端為小端lb，大端Ia的端面直徑比小端Ib的端面直徑大，輪轂I內(nèi)設(shè)有內(nèi)輪轂lc，內(nèi)輪轂Ic與大端Ia的端面朝向相同，第一加強(qiáng)環(huán)3a和第二加強(qiáng)環(huán)3b分別固定套裝在多個(gè)葉片2上，第一加強(qiáng)環(huán)3a位于小端Ib—側(cè)，第二加強(qiáng)環(huán)3b位于大端Ia—側(cè)。準(zhǔn)備葉輪毛坯時(shí)，第一加強(qiáng)環(huán)3a和第二加強(qiáng)環(huán)3b均用于在葉輪毛坯鑄造時(shí)保持葉片2的外形輪廓。
[0055]在本實(shí)施例中，該葉片2可以為5個(gè)，葉片2上靠近小端Ib的邊稱為進(jìn)水邊2a，葉片2上靠近大端Ia的邊稱為出水邊2b。
[0056]在本實(shí)施例中，該葉輪毛坯已具備大端la、小端lb、進(jìn)水邊2a和出水邊2b的初步結(jié)構(gòu)。該葉輪毛坯的內(nèi)輪轂Ic的中心可以開設(shè)拱形的縮孔4，該縮孔4的直徑可以小于393mm。該縮孔4減輕了葉輪毛坯重量并提高了葉輪毛坯的輪轂I內(nèi)部鑄造質(zhì)量。
[0057]步驟2:調(diào)平葉輪毛坯，從小端Ib側(cè)沿葉輪毛坯的軸向中心鉆通葉輪毛坯，形成基準(zhǔn)孔7。
[0058]具體地，調(diào)平葉輪毛坯可以包括:
[0059]如圖3所示，在大端Ia的側(cè)壁上劃出大端端面粗加工參考線5;
[0060]以大端端面粗加工參考線5為基準(zhǔn)，在每個(gè)葉片2上劃出腰線6，腰線6位于葉輪毛坯的軸向中部；
[0061 ]以大端端面粗加工參考線5或腰線6為基準(zhǔn)，調(diào)平葉輪毛坯。
[0062]進(jìn)一步地，從小端Ib側(cè)沿葉輪毛坯的軸向中心鉆通葉輪毛坯，形成基準(zhǔn)孔7，包括:在小端Ib的端面上，以十字中心線的交點(diǎn)作為基準(zhǔn)孔7的圓心，鉆基準(zhǔn)孔7。
[0063]具體地，如圖4所示，將葉輪毛坯翻轉(zhuǎn)，使大端Ia朝下，通過3個(gè)螺紋小頂21支撐大端Ia的端面，以大端端面粗加工參考線5或腰線6作為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)平，通過夾緊大端Ia的側(cè)壁外圓實(shí)現(xiàn)裝夾固定葉輪毛坯的目的，校正輪轂I兩端的外圓同軸，即校正大端Ia的端面的外圓和小端I b的端面的外圓同軸，保證其同軸度小于2mm，在小端I b的端面上，以十字中心線的交點(diǎn)作為基準(zhǔn)孔7的圓心，鉆直徑為80mm的基準(zhǔn)孔7至通，保證基準(zhǔn)孔7的粗糙度Ra25，基準(zhǔn)孔7的圓柱度< 0.5mm。
[0064]劃大端端面粗加工參考線5時(shí)，將大端Ia朝下布置，并將大端Ia的端面調(diào)平，檢測每個(gè)葉片2的出水邊2a的高度，將高度最低的葉片2作為定位葉片；以定位葉片的出水邊2b葉梢作為基準(zhǔn)，下移一定距離在大端Ia的側(cè)壁上劃出大端端面粗加工參考線5。
[0065]劃腰線6時(shí)，可以以大端端面粗加工參考線5作為基準(zhǔn)線，在葉片2的軸向中間部位對應(yīng)基準(zhǔn)線下方劃出與基準(zhǔn)線平行的腰線6。
[0066]大端端面粗加工參考線5與基準(zhǔn)面(定位葉片的出水邊2b葉梢所在的平面)之間的距離A采用以下方式計(jì)算:
[0067]A=m_n+1，
[0068]其中，m為大端Ia的端面距定位葉片的葉梢的理論距離，η為定位葉片的出水邊2b預(yù)留的加工余量，I為大端Ia的端面預(yù)留的加工余量，在本實(shí)施例中該出水邊2b預(yù)留的加工余量為5_，在本實(shí)施例中該大端Ia的端面預(yù)留的加工余量為5_，在本實(shí)施例中該距離A可以為18mm，劃線要求清晰準(zhǔn)確。
[0069]劃腰線6，具體方法包括:將大端端面粗加工參考線5作為基準(zhǔn)線，在葉片2的軸向中間部位對應(yīng)基準(zhǔn)線下方劃出與基準(zhǔn)線平行的腰線6，其中，大端端面粗加工參考線5與腰線6之間的距離可以為355mm，腰線6可以劃在葉片2的側(cè)壁上，也可以劃在葉輪毛坯整體的外壁上，劃線要求清晰準(zhǔn)確。
[0070]此外，粗加工參考線還可以包括小端端面粗加工參考線(圖中未示)，具體地，劃小端端面粗加工參考線時(shí)，可以以大端端面粗加工參考線5或腰線6作為基準(zhǔn)線，在小端Ib的側(cè)壁上對應(yīng)基準(zhǔn)線下方劃出與基準(zhǔn)線平行的小端端面粗加工參考線，其中，小端端面粗加工參考線、大端端面粗加工參考線5和腰線6均可以作為后續(xù)加工校正的基準(zhǔn)。其中，大端端面粗加工參考線5和小端面的粗加工基準(zhǔn)線之間的距離=大端Ia的端面與小端Ib的端面之間的理論距離+大端Ia的端面預(yù)留的加工余量+小端Ib的端面預(yù)留的加工余量，在本實(shí)施例中大端Ia的端面加工余量和小端Ib的端面預(yù)留的加工余量分別為5mm和8mm，在本實(shí)施例中，大端端面粗加工參考線5與小端端面粗加工參考線之間的距離可以為803mm。
[0071 ]實(shí)現(xiàn)時(shí)，該方法還可以包括:檢查加工余量。其中，加工余量可以包括葉片2的出水邊2b的高度差、小端Ib的端面直徑、大端Ia的端面到出水邊2b的距離B(見圖3)、葉片2的外輪廓沿葉輪毛坯軸向的進(jìn)水邊2a和出水邊2b之間的距離C(見圖3)、大端Ia的端面與內(nèi)輪轂的端面Id的軸向距離、大端Ia的輪轂I的外圓直徑、內(nèi)輪轂Ic上縮孔4的最大孔徑。
[0072]其中，多個(gè)葉片2出水邊2b的高度差、小端Ib的端面直徑、大端Ia的端面距葉輪2出水邊2b距離、葉輪葉片2外輪廓軸向距離的檢查可以在劃粗加工參考線之前進(jìn)行(大端Ia朝下)，其他加工余量的檢查可以在劃粗加工參考線之后進(jìn)行(小端Ib朝下)，以減少葉輪毛坯的翻動次數(shù)。
[0073]具體地，檢查葉片2出水邊高度差可以采用以下方式:將葉輪毛坯的大端Ia朝下布置于劃線平臺上，通過多個(gè)螺紋小頂21支撐大端Ia的端面，通過調(diào)整多個(gè)螺紋小頂21的高度，將大端Ia的端面調(diào)平，以每個(gè)葉片2的出水邊2b的中點(diǎn)作為檢測點(diǎn)，檢測5個(gè)葉片2的出水邊2b的高度，并獲得每2個(gè)葉片2的出水邊2b的高度差，保證每2個(gè)葉片2的出水邊2b的高度差均<3mm，若每2個(gè)葉片2的出水邊2b的高度差<3mm，則登記檢測數(shù)據(jù)并進(jìn)行下一步操作。在本實(shí)施例中，螺紋小頂21可以為三個(gè)，三個(gè)螺紋小頂21的高度可通過活口扳手調(diào)整高度，三個(gè)螺紋小頂21能夠保證大端Ia的端面平穩(wěn)地布置在螺紋小頂21上。
[0074]具體地，檢查小端Ib的端面直徑時(shí)，在小端Ib的端面上劃十字中心線，以十字中心線的交點(diǎn)為圓心，用圓規(guī)檢查小端Ib的端面直徑，保證小端Ib的端面直徑為543mm± 7mm，若符合要求，則登記測量數(shù)據(jù)并進(jìn)行下一步操作。
[0075]檢查大端Ia的端面到出水邊2b的距離B時(shí)，采用高度尺，檢查大端Ia的端面到出水邊2b的距離B，保證該距離B可以為25mm±3mm，該尺寸及尺寸的誤差需要滿足葉輪毛坯的圖紙中標(biāo)注的尺寸和GB/T6414-1999鑄件尺寸等級。
[0076]檢查葉片2沿葉輪毛坯軸向的進(jìn)水邊2a和出水邊2b之間的距離C時(shí)，檢查葉片2外輪廓沿葉輪毛還軸向的進(jìn)水邊2a和出水邊2b之間的距離C，該距離C可以為652mm 土 8mm ；保證葉片2沿葉輪毛坯的軸向方向留有加工余量，若符合要求，則登記檢測數(shù)據(jù)并進(jìn)行下一步。
[0077]在粗加工參考線劃線完成之后，將葉輪毛坯通過第一加強(qiáng)環(huán)3a和第二加強(qiáng)環(huán)3b進(jìn)行吊裝翻轉(zhuǎn)再次放置于劃線平臺上，并使小端Ib朝下，通過3個(gè)螺紋小頂21支撐小端Ib的端面，以大端端面粗加工參考線5作為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)平。在此狀態(tài)下，檢查其他加工余量。
[0078]具體地，檢查大端Ia的端面與內(nèi)輪轂的端面Id的軸向距離是否符合要求，在本實(shí)施例中該距離可以為337mm±6mm，對照葉輪的施工圖，檢查葉輪毛還是否有足夠的加工余量。
[0079]測量大端Ia的輪轂I的外圓直徑，保證該直徑為865mm ± 8mm，測量內(nèi)輪轂I c上縮孔4的最大孔徑，保證該最大孔徑為230mm±5.5mm，對照葉輪的施工圖，檢查葉輪毛坯是否有足夠的加工余量。
[0080]步驟3:采用第一加強(qiáng)環(huán)3a固定葉輪毛坯，對大端Ia和內(nèi)輪轂Ic進(jìn)行粗車，采用第二加強(qiáng)環(huán)3b固定葉輪毛坯，對小端Ib進(jìn)行粗車，從而基于基準(zhǔn)孔7在所述葉輪毛坯上形成中心孔8，在小端Ib上形成與中心孔8同軸的止口 9，并去除第一加強(qiáng)環(huán)3a和第二加強(qiáng)環(huán)3b。
[0081]具體地，該步驟3可以包括:
[0082]第一步:在粗車小端Ib前，將葉輪毛坯通過第一加強(qiáng)環(huán)3a和第二加強(qiáng)環(huán)3b進(jìn)行吊裝至2.5m立車工作臺上，且大端Ia朝下，通過3個(gè)螺紋小頂21支撐大端Ia的端面，以腰線6或大端端面粗加工參考線5為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)平，校正大端Ia和小端Ib同軸，通過夾緊第二加強(qiáng)環(huán)3b實(shí)現(xiàn)裝夾固定的端面的目的，校正輪轂I兩端的外圓，保證兩個(gè)外圓的同軸度小于2mm。
[0083]第二步:粗車小端lb。
[0084]參見圖5，粗車小端Ib可以包括:粗車基準(zhǔn)孔7形成中心孔8、粗車小端Ib的端面、粗車小端Ib的側(cè)壁外圓面101b、粗車第一加強(qiáng)環(huán)3a和粗車小端Ib的止口 9。
[0085]具體地，粗車基準(zhǔn)孔7形成中心孔8包括:車削縮孔4和基準(zhǔn)孔7對應(yīng)的位置至通得至忡心孔8(見圖5)，保證所得的中心孔8的孔徑為240mm，同時(shí)保證中心孔8的圓柱度和中心孔8孔壁的粗糙度。
[0086]車削小端Ib的端面，保證車削后的小端Ib的端面至大端端面粗加工參考線5的距離為803mm，并保證小端Ib的端面的粗糙度。
[0087 ] 車削小端I b的側(cè)壁外圓面1I b，保證車削后的小端I b的側(cè)壁外圓直徑為5 3 3mm，高28mm，同時(shí)保證小端I b的側(cè)壁外圓面1I b的粗糙度。
[0088]粗車第一加強(qiáng)環(huán)3a，保證車削后的第一加強(qiáng)環(huán)3a的直徑尺寸為1463mm;同時(shí)保證第一加強(qiáng)環(huán)3a的表面粗糙度。粗車第一加強(qiáng)環(huán)3a可以使第一加強(qiáng)環(huán)3a平滑，更利于大端Ia的裝夾。
[0089]車削小端Ib的止口 9，止口 9布置在小端Ib處，其為與中心孔8同軸且直徑大于中心孔8的凹口，車削時(shí)保證止口 9的直徑為393mm± 0.1mm，深103mm，同時(shí)保證止口 9與中心孔8的同軸度，同時(shí)保證止口 9的表面粗糙度。
[0090]第三步:粗車大端。
[0091]如圖6所示，粗車大端Ia包括:粗車中心孔8、粗車內(nèi)輪轂的端面ld、粗車大端Ia的側(cè)壁外圓面101a、車掉第二加強(qiáng)環(huán)3b、粗車大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓面102a和粗車大端Ia的端面。
[0092]具體地，粗車中心孔8包括:將葉輪毛坯翻身，使小端Ib朝下放置于車床工作臺上，用四個(gè)等高鐵22支撐小端Ib的端面，校正直徑為240mm的中心孔8，使中心孔8的內(nèi)壁表面跳動不大于0.2mm。采用車床工作臺上的卡盤裝夾固定第一加強(qiáng)環(huán)3a用于固定葉輪毛還。
[0093]進(jìn)一步車削中心孔8，保證車削后的中心孔8的直徑為246H7mm，同時(shí)保證車削后的中心孔8的圓柱度和表面粗糙度。
[0094]車削內(nèi)輪轂的端面ld，保證車削后的內(nèi)輪轂的端面Id距小端Ib的端面的距離為470mm，同時(shí)保證內(nèi)輪轂的端面Id與中心孔8的垂直度和內(nèi)輪轂的端面Id的粗糙度。車削內(nèi)輪轂的端面Id和中心孔8后，車掉第二加強(qiáng)環(huán)3b。
[0095]車削大端Ia的側(cè)壁外圓面101a，保證車削后大端Ia的側(cè)壁外圓直徑為865mm，高17mm;同時(shí)保證大端Ia的側(cè)壁外圓與中心孔8的同軸度不大于0.2mm，大端Ia的側(cè)壁外圓面1la的表面粗糙度達(dá)到Ral2.5。
[0096]車削大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓面102a，原則上保證車削大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓時(shí)帶白即可，帶白指大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓沿圓周方向都能加工到，車削后大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓的直徑尺寸為793mm，高度127mm，同時(shí)保證大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓與中心孔8的同軸度不大于0.2mm，大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓的表面粗糙度達(dá)到Ral2.5。
[0097]車削大端Ia的端面。保證車削后大端Ia的端面距小端Ib的端面距離為803mm;同時(shí)大端Ia的端面和中心孔8保證垂直度不大于0.2mm，表面粗糙度達(dá)到Ral2.5。
[0098]第四步:粗車小端Ib的側(cè)壁外圓錐面102b并車掉第一加強(qiáng)環(huán)3a。
[0099]具體地，如圖7所示，將葉輪毛坯翻身，使大端Ia朝下，校正第一加強(qiáng)環(huán)3a的外圓面，校平小端Ib的端面，小端Ib的端面和第一加強(qiáng)環(huán)3a的外圓面的跳動均小于0.2mm。用卡盤撐在大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓面102a上。
[0100]車削小端Ib的側(cè)壁外圓錐面102b，該小端Ib的側(cè)壁外圓錐面102b的最大直徑為516.3mm，高度為78mm。同時(shí)保證車削后的車削小端Ib的側(cè)壁外圓錐面102b的表面粗糙度為Ral2.5。
[0101]車掉第一加強(qiáng)環(huán)3a。
[0102]在本實(shí)施例中，還可以對加工的葉輪毛坯進(jìn)行超聲波探傷檢測，用于葉輪毛坯的無損檢測，超聲波探傷檢測為可選步驟。
[0103]步驟4:在葉輪毛坯上鉆用于安裝螺柱的多個(gè)螺柱通孔10以及從大端Ia向小端Ib延伸的多個(gè)盲孔U，多個(gè)盲孔11沿周向均勻分布在中心孔8周圍，多個(gè)螺柱通孔10對稱分布于多個(gè)盲孔11之間，且與多個(gè)盲孔11位于同一個(gè)圓上。
[0104]如圖8所示，在本實(shí)施例中，螺柱通孔10為12個(gè)(這12個(gè)對稱布置的螺柱通孔10在擴(kuò)孔之后即為12個(gè)用于安裝螺柱的孔)，盲孔11為4個(gè)(這盲孔11在加工螺紋之后即為4個(gè)起頂螺紋孔)。需要說明的是，螺柱通孔10和盲孔11的數(shù)量均為舉例，對本發(fā)明不做限制。
[0105]該步驟4可以包括:
[0106]將葉輪毛坯固定在葉輪鉆孔工裝上，使得葉輪毛坯的軸線方向水平布置；
[0107]以葉輪大端內(nèi)輪廓Ic為基準(zhǔn)，鉆削螺柱通孔10;
[0108]以葉輪大端內(nèi)輪廓Ic為基準(zhǔn)，鉆盲孔11。
[0109]具體地，如圖9所示，該葉輪鉆孔工裝包括:鉆孔支撐架a、安裝在鉆孔支撐架a上的鉆孔定位支撐裝置b、鉆孔鉆模c和固定件，鉆孔定位支撐裝置b上設(shè)置有與止口 9的形狀相配合的第一凸起bl，止口 9卡裝在第一凸起bl上，在安裝時(shí)，止口 9通過第一凸起bl安裝在鉆孔定位支撐裝置b上，第一凸起bl對應(yīng)中心孔8的位置開設(shè)有第二螺紋孔b2，鉆孔鉆模c對應(yīng)內(nèi)輪轂的端面Id的位置設(shè)置有第二凸起Cl，鉆孔鉆模c通過第二凸起Cl安裝在內(nèi)輪轂的端面Id上，鉆孔鉆模c對應(yīng)第二螺紋孔b2的位置開設(shè)有第二通孔，固定件包括螺柱dl和螺母d2，螺柱dl可以為雙頭螺柱，螺柱dl的第一端通過第二螺紋孔b2安裝在鉆孔定位支撐裝置b上，螺母d2安裝在伸出第二通孔的螺柱d I的第二端上，鉆孔定位支撐裝置b通過螺柱固定在鉆孔支撐架a的側(cè)壁上，使葉輪毛坯能夠水平放置，利于普通鏜銑床對葉輪毛坯進(jìn)行水平加工。鉆孔鉆模c上開設(shè)有用于加工螺柱通孔10和盲孔11的鉆孔，鉆孔鉆模c可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)輪轂Ic待加工孔的定位功能，用于提高待加工孔的加工精度和定位精度，使用者可通過鉆孔找到內(nèi)輪轂Ic上需要加工的孔的精確位置，在本實(shí)施例中，內(nèi)輪轂Ic上需要加工的孔為16個(gè)直徑為28_且分布均勻。在本實(shí)施例中該鉆孔支撐架a可以為角鐵。
[0110]具體地，加工螺柱通孔10和盲孔11的方式如下:校平大端Ia的端面至跳動小于0.2mm,鎖緊螺母d2；以大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓面102a為基準(zhǔn)，鉆直徑為28mm，深300mm的4個(gè)盲孔11，4個(gè)盲孔11均勻分布；以大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓面102a的中部為基準(zhǔn)鉆削內(nèi)輪廓Ic上對稱分布的直徑為28mm的12個(gè)螺柱通孔10，并分別保證4個(gè)盲孔11和12個(gè)螺柱通孔10位于同一個(gè)圓上且分布均勻。該葉輪鉆孔工裝提高了葉輪毛坯銑削加工的穩(wěn)定性、加工效率和加工質(zhì)量。
[0111]步驟5:通過螺柱通孔10固定葉輪毛坯，粗銑葉片2和輪轂I。
[0112]該步驟5具體包括:
[0113]采用葉輪粗銑工裝通過螺柱通孔10對葉輪毛坯進(jìn)行固定，然后粗銑葉片2、粗銑輪轂I。
[0114]如圖10所示，該葉輪粗銑工裝包括銑削工裝臺架g、固定在銑削工裝臺架g上并與中心孔8尺寸相配的粗銑定位裝置e、銑削壓緊裝置f、螺母和至少一個(gè)工裝螺柱h(在本實(shí)施例中，該工裝螺柱h可以為兩個(gè)并沿葉輪毛坯的軸線對稱布置)，銑削工裝臺架g固定于數(shù)控機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺上，校正粗銑定位裝置e的外圓與回轉(zhuǎn)工作臺同心，粗銑定位裝置e通過螺釘固定在銑削工裝臺架g，銑削工裝臺架g上對應(yīng)螺柱通孔10的位置開設(shè)有第一螺紋孔。
[0115]將葉輪毛坯通過螺柱通孔10固定的方式可以如下:將工裝螺柱h的第一端安裝在銑削工裝臺架g上的第一螺紋孔內(nèi)，將葉輪毛坯上的螺柱通孔10伸入對應(yīng)的工裝螺柱h內(nèi)；將銑削壓緊裝置f放入止口 9內(nèi)并將銑削壓緊裝置f上的第一通孔套裝在工裝螺柱h上;將螺母安裝在工裝螺柱h的第二端上。
[0116]工裝螺柱h可作為導(dǎo)入銷，目的是讓葉輪毛坯豎直放下時(shí)，工裝螺柱h可對內(nèi)輪轂Ic的圓周方向上的2個(gè)螺柱通孔10起到引導(dǎo)定位的作用;工裝螺柱h擰入第一螺紋孔內(nèi)的深度為40mm左右，在使用時(shí)。本發(fā)明實(shí)施例提供的葉輪粗銑工裝提高了葉輪毛坯在銑削時(shí)的加工穩(wěn)定性、加工效率和加工質(zhì)量，同時(shí)省去了輪轂I粗銑時(shí)的定位工裝設(shè)計(jì)和制造，節(jié)省了加工成本。
[0117]具體地，在固定葉輪毛坯時(shí)，先將葉輪毛坯水平吊裝至粗銑定位裝置的上方，調(diào)整葉輪毛坯的位置，將內(nèi)輪轂Ic上2個(gè)螺柱通孔10與工裝螺柱h對中，待對中穩(wěn)定后，緩慢下落葉輪毛坯，待內(nèi)輪轂Ic接近工裝螺柱h的頂部時(shí)，微調(diào)葉輪毛坯的位置，并使葉輪毛坯緩慢下落，直至工裝螺柱h進(jìn)入葉輪毛坯的2個(gè)螺柱通孔10中；葉輪毛坯緩慢下落至內(nèi)輪轂的端面Id與粗銑定位裝置的上端面剛好接觸時(shí)，停止下落;將其余的10個(gè)工裝螺柱h依次安裝放入粗銑定位裝置e內(nèi)，微調(diào)葉輪毛坯的位置，使得后續(xù)放入的10個(gè)工裝螺柱h能夠全部擰入銑削工裝臺架g上，再次微調(diào)葉輪毛坯的位置，并使葉輪毛坯緩慢下落，最終，落在銑削工裝臺架g上，此時(shí)，12個(gè)螺柱通孔10與粗銑定位裝置e剛好配合，內(nèi)輪轂Ic可與銑削工裝臺架g的頂面貼合。
[0118]將葉輪毛坯完全落在銑削工裝臺架g上以后，將所有的工裝螺釘h擰緊到位，擰入深度均可以為40mm。然后取銑削壓緊裝置f，將銑削壓緊裝置f上的第一通孔與工裝螺柱h全部對齊后，放入止口9中，取M24的螺母和規(guī)格為24的彈簧墊圈及平墊圈，安裝在工裝螺柱h的第二端上，用于固定銑削壓緊裝置f。
[0119]粗銑葉片2包括:在小端Ib的端面上加工兩個(gè)定位基準(zhǔn)槽13，以兩個(gè)定位基準(zhǔn)槽13為基準(zhǔn)，如圖11所示，粗銑每個(gè)葉片2的工作面2d、非工作面2c、進(jìn)水邊2a和出水邊2b，至葉片2剩余精鐵余M。
[0120]在粗銑葉片2前需要先檢查葉片2的分布及余量情況。具體地，檢查葉片2的分布及余量情況:以小端Ib的端面作為坐標(biāo)系Z = O的平面，在其平面上，取小端Ib的端面上止口9(直徑539_)的圓心作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，檢查每個(gè)葉片2的分布及余量情況。
[0121]建立坐標(biāo)系:如圖11所示，在某一葉片2的非工作面2c上(非工作面2c又可稱為吸力面，工作面2d又可以稱為壓力面;當(dāng)大端Ia朝下放置時(shí)，葉片2的上表面為非工作面2c，葉片2的下表面為工作面2d)，取進(jìn)水邊2a葉梢和出水邊2b葉梢連線的中線作為C點(diǎn)，將C點(diǎn)向上垂直引到小端Ib的端面上，并在小端Ib的端面上劃水平線，作為坐標(biāo)系的X方向線，X的正方向指向C點(diǎn)方向，取通過原點(diǎn)的軸向方向作為Y方向線，取大端Ia指向小端Ib的方向定義為Z的正方向，根據(jù)左手坐標(biāo)系原則，取Y的正方向，完成坐標(biāo)系的建立。
[0122]銑X方向的兩個(gè)定位基準(zhǔn)槽13(見圖12)，兩個(gè)定位基準(zhǔn)槽13寬20mm，深5mm，兩個(gè)定位基準(zhǔn)槽13分別貫穿小端Ib的端面，該定位基準(zhǔn)槽13作為半精銑和精銑定位基準(zhǔn)。
[0123]粗銑單個(gè)葉片2的工作面2d、非工作面2c、進(jìn)水邊2a和出水邊2b。單邊留5mm精銑量。同時(shí)，保證葉輪毛坯的表面粗糙度為Ral2.5。依次粗銑其他剩余葉片2。
[0124]葉片2粗銑完成后，將銑削工裝臺架g從工作臺上拆除，將葉輪毛坯和葉輪粗銑工裝整體吊裝，保持葉輪毛坯和葉輪粗銑工裝的裝配連接，待粗銑輪轂I時(shí)使用。
[0125]粗銑輪轂1:將葉輪毛坯連同葉輪粗銑工裝整體吊裝至機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺上，校圓大端Ia的外圓面1la與工作臺同心。保證葉輪毛還單邊余量5_。
[0126]該方法還可以包括:粗銑葉片2和輪轂I之后，對葉輪毛坯進(jìn)行退火處理，按照熱處理退火工藝進(jìn)行退火處理，退火溫度為400°C。退火是為了去除前面葉片2及輪轂I銑削加工產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0127]步驟6:對葉片2和輪轂I進(jìn)行半精加工和精加工，以在止口 9的底面加工出螺紋底孔，螺紋底孔與盲孔11連通，并將中心孔8車削為錐型孔，得到葉輪。
[0128]該步驟6具體可以包括:
[0129]劃精加工參考線，精加工參考線可以包括大端精加工參考線14與葉輪精加工腰線15；
[0130]對葉片2和輪轂I進(jìn)行半精加工；
[0131]對葉片2和輪轂I進(jìn)行精加工。
[0132]劃精加工參考線，如圖13所示，將大端Ia朝下，采用3個(gè)螺紋小頂21支撐大端Ia的端面，調(diào)平大端Ia的端面；以大端Ia的端面作為基準(zhǔn)面，在大端Ia的側(cè)壁上對應(yīng)基準(zhǔn)面下方劃出與基準(zhǔn)面平行的大端精加工參考線14，其中，大端Ia的端面與大端精加工參考線14之間的距離為20mm，在本實(shí)施例中，可以以大端精加工參考線14為基準(zhǔn)線，在葉片2的軸線中間部位對應(yīng)基準(zhǔn)線下方劃出與基準(zhǔn)線平行的葉輪精加工腰線15，其中，大端精加工參考線14與葉輪精加工腰線15之間的距離為400mm，劃線要求清晰準(zhǔn)確，
[0133]該精加工參考線還可以包括小端精加工參考線，具體地，在本實(shí)施例中可以以大端精加工參考線14或葉輪精加工腰線15為基準(zhǔn)線，在小端Ib的側(cè)壁上對應(yīng)基準(zhǔn)線下方劃出與基準(zhǔn)線平行的小端精加工參考線，小端精加工參考線與大端精加工參考線14之間的距離為790mm，其中，大端精加工參考線14、小端精加工參考線和葉輪精加工腰線15可以分別作為精加工基準(zhǔn)線和葉輪校正基準(zhǔn)線。在加工時(shí)，可根據(jù)就近原則選擇離待加工處較近的基準(zhǔn)線作為參考標(biāo)準(zhǔn)。
[0134]半精加工包括半精車和半精銑。其中，半精車包括:大端Ia朝下，半精車小端Ib;大端Ia朝上，半精車大端la。
[0135]進(jìn)一步地，大端朝下，半精車小端包括:
[0136]I)在1.6m立車工作臺上，將大端Ia朝下，用4個(gè)等高鐵22(等高鐵22為等高鐵塊且4個(gè)等高鐵22的上端面跳動均<0.02mm)支撐大端Ia的端面，采用立車工作臺上的卡盤撐大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓面，校平大端精加工參考線14和葉輪精加工腰線15，跳動<0.12mm，校圓小端Ib側(cè)的葉輪外壁，跳動<0.1mm0
[0137]2)將小端Ib的端面帶白，車削深度彡0.5mm;車削小端Ib側(cè)的止口 9至止口 9下端面，保證車削后的止口 9直徑為403mm，同時(shí)保證止口 9的表面跳動<0.12mm，止口 9的表面粗糙度達(dá)到Ra6.3。
[0138]3)車削小端Ib的側(cè)壁外圓錐面102b，加工高度至葉片2的根部，注意不要傷及葉片2的根部，同時(shí)保證小端Ib的側(cè)壁外圓錐面102b與中心孔8的同軸度不大于0.15mm，小端Ib的側(cè)壁外圓錐面102b的表面粗糙度達(dá)到Ra6.3。
[0139]4)車削中心孔8的孔壁，保證車削后的中心孔8直徑為258mm，保證中心孔8與輪轂I外圓的同軸度不大于0.12mm，表面粗糙度達(dá)到Ra6.3。
[0140]5)車削止口9的底面，保證車削后止口9的底面至小端Ib的端面的距離為107mm，同時(shí)保證止口 9的底面與中心孔8的垂直度不大于0.12mm，止口 9的底面的表面粗糙度達(dá)到Ra6.3 ο
[0141]大端Ia朝上，半精車大端Ia，包括:
[0142]I)將葉輪毛坯翻身置于立車工作臺上，使小端Ib朝下放置，用4個(gè)等高鐵22(4個(gè)等高鐵22的上端面跳動均<0.02mm)支撐小端Ib的端面，采用立車工作臺上的卡盤撐止口9，校直直徑為258_的中心孔8，使中心孔8的孔壁跳動<0.1mm;校平大端Ia的端面，并保證大端Ia的側(cè)壁外圓直徑為855mm，大端Ia的側(cè)壁跳動<0.15_。
[0143]2)車削大端Ia的端面，保證車削后的大端Ia的端面至小端Ib的端面的距離為798mm，保證大端Ia與中心孔8的垂直度不大于0.15mm，大端Ia的端面的表面粗糙度達(dá)到Ra6.3 ο
[0144]3)車削內(nèi)輪轂的端面ld，保證車削后的大端Ia的端面至內(nèi)輪轂的端面Id的距離為340mm，同時(shí)保證內(nèi)輪轂的端面I d與中心孔8的垂直度不大于0.15mm，內(nèi)輪轂的端面Id的表面粗糙度達(dá)到Ra6.3。
[0145]4)將車刀在刀座上裝夾穩(wěn)固，車削大端Ia的側(cè)壁外圓面101a，保證車削后的大端Ia的側(cè)壁外圓面10Ia的直徑為845mm，同時(shí)保證大端Ia的側(cè)壁外圓面10Ia與中心孔8軸度不大于0.15mm，大端Ia的側(cè)壁外圓面1la的表面粗糙度達(dá)到Ra6.3。
[0146]在葉輪毛坯加工過程中采用見縫插針的方式將大端Ia的端面、小端Ib的端面、止口 9的表面加工完成，實(shí)現(xiàn)了葉片2和輪轂I在粗銑退火后的應(yīng)力能夠進(jìn)一步自然釋放，這不僅縮短了加工周期，還提高了葉片2和輪轂I的加工質(zhì)量。
[0147]半精銑包括:對葉片2和輪轂I進(jìn)行半精銑處理。同時(shí)，輪轂I半精銑后直接進(jìn)行精銑。
[0148]具體地，按照之前葉輪毛坯和葉輪粗銑工裝的裝配方法，裝配葉輪毛坯和葉輪精銑工裝，以小端Ib的端面作為坐標(biāo)系Z = O的平面，在該平面上，取小端Ib的端面上止口 9的中心作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，檢查每個(gè)葉片2的分布及余量情況，如圖12所示，在某一葉片2的非工作面2c上，取進(jìn)水邊2a葉梢和出水邊2b葉梢連線的中線作為C點(diǎn)，并根據(jù)葉輪粗銑工裝上的兩個(gè)定位基準(zhǔn)槽13的中線，作為坐標(biāo)系的X方向線，X的正方向指向C點(diǎn)方向，取通過原點(diǎn)的軸向方向作為Y方向線，取大端Ia指向小端Ib的方向定義為Z的正方向，根據(jù)左手坐標(biāo)系原則，取Y的正方向，完成坐標(biāo)系的建立確定葉片半精銑和精銑的工件坐標(biāo)系；半精銑和精銑輪轂I，保證輪轂I精銑到位。
[0149]然后，對葉片2進(jìn)行精銑、拋光和對葉輪毛坯進(jìn)行精車，具體可以包括如下步驟:
[0150]第一步:按照72°分度，依次對5個(gè)葉片2進(jìn)行半精銑和精銑，保證銑削到位。表面粗糙度Ra3.2。
[0151 ] 第二步:從止口 9的底面起，在16個(gè)直徑355mm的分度圓上(16個(gè)直徑為355mm的分度圓分別指12個(gè)螺柱通孔10和4個(gè)盲孔11的分度圓)，對應(yīng)4個(gè)盲孔11的位置鉆4個(gè)M30螺紋底孔，并與4個(gè)盲孔11打孔，對4個(gè)M30螺紋底孔進(jìn)行銑，保證深度為52mm。
[0152]第三步:鏜孔，將葉輪毛坯與葉輪擴(kuò)孔工裝裝配在一起，該擴(kuò)孔工裝的結(jié)構(gòu)可以與葉輪鉆孔工裝的結(jié)構(gòu)相同，且該擴(kuò)孔工裝在鉆孔鉆模上開設(shè)有與4個(gè)盲孔相配合的4個(gè)第三通孔，將鉆孔支撐架a壓緊在機(jī)床工作上，整體吊裝至鉆孔支撐架a上，進(jìn)行初步固定;校平大端Ia的端面至跳動<0.2mm，鎖緊鉆孔定位支撐裝置b和鉆孔支撐架a之間螺栓dl;以內(nèi)輪轂Ic為基準(zhǔn)，在直徑為355mm的分度圓上，分段鉆12個(gè)對稱分布的直徑為33mm的螺柱通孔10；在對應(yīng)4個(gè)盲孔11的位置，鉆4- Φ 33的孔，且孔深300mm。
[0153 ]第四步:打磨葉片2和輪轂I的外壁之間的過渡圓弧，用24#砂輪將葉片2表面加工刀紋打磨掉，再用60#砂輪對葉片2表面進(jìn)行打磨。
[0154]第五步:對葉片2表面及過渡圓弧進(jìn)行拋光處理，保證拋光后的葉片2表面的粗糙度達(dá)到Ral.6。
[0155]第六步:精車。
[0156]具體包括精車小端Ib的端面、精車止口9的底面、精車止口 9的柱面和倒角和將葉輪中心孔8精車為錐型孔。
[0157]精車小端Ib的端面包括:在1.6m立車工作臺上，將大端Ia朝下布置，用四個(gè)等高鐵22(4個(gè)等高鐵22的上端面跳動均<0.02mm)支撐大端Ia的端面，采用立車工作臺上的卡盤撐大端Ia的側(cè)壁內(nèi)圓面101a，校平大端精加工參考線14或葉輪精加工腰線15，跳動<0.1mm，校圓中心孔8，保證中心孔8的孔壁跳動彡0.Imm;車削小端Ib的端面，保證車削后小端Ib的端面至大端Ia的端面距離為790mm，保證小端Ib的端面和中心孔8的垂直度不大于
0.1mm，小端Ib的端面的表面粗糙度達(dá)到Ra3.2。
[0158]車削止口9的底面，保證車削后的止口9的底面至小端Ib的端面的距離為100mm，同時(shí)保證止口 9的底面與中心孔8的垂直度不大于0.1mm，止口 9的底面的表面粗糙度均達(dá)到
Ra3.2o
[0159]車削止口 9的柱面和倒角，保證車削后的止口 9的直徑為405H7mm，止口 9的倒角為
1.5X45°，同時(shí)保證止口 9與中心孔8的同軸度不大于0.06，止口 9的表面粗糙度達(dá)到Ral.6。
[0160]車削葉輪中心孔8并加工為錐型孔，該錐型孔與中心孔8的中心線夾角為4°，最后精車時(shí)，借用葉輪錐度鎖作為配車工裝，保證車削后小端Ib的錐型孔直徑為308.9(+0.05，+
保證車削后大端Ia的錐型孔的直徑為260(0，+0.05)mm，同時(shí)保證錐型孔與止口9的同軸度不大于0.05mm，錐型孔的表面粗糙度達(dá)到Ral.6。
[0161]本發(fā)明實(shí)施例中，還可以對葉輪進(jìn)行進(jìn)一步加工，包括著色和靜平衡試驗(yàn)，具體地，分別對精車后葉片2的外表面、輪轂I的外表面、中心孔8的孔壁、止口9的表面、小端Ib的端面、大端Ia的端面和內(nèi)輪轂的端面Id進(jìn)行著色，具體可按JB/T4730.5-2005進(jìn)行100%著色探傷檢查，經(jīng)過I級驗(yàn)收后為合格。按照噴水推進(jìn)裝置葉輪平衡規(guī)范對葉輪進(jìn)行靜平衡試驗(yàn);通過去重和焊接配重塊相結(jié)合的方案，進(jìn)行配重，直到葉輪合格，最后檢測該葉輪平衡等級為G6.3。
[0162]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種葉輪加工方法，可用于加工大功率噴水推進(jìn)裝置的葉輪，先加工基準(zhǔn)孔，基于基準(zhǔn)孔在葉輪毛坯上形成中心孔，這樣減小了加工難度，葉輪毛坯上的第一加強(qiáng)環(huán)和第二加強(qiáng)環(huán)可以用于葉輪的裝夾、吊裝、翻身等工作，葉片和輪轂粗銑加工，將大部分葉片余量去除，縮短了葉輪整體加工周期;在葉輪和輪轂的粗銑、半精銑和精銑之間，見縫插針將葉輪的大小端面、大端面的止口平面加工完成，即實(shí)現(xiàn)了葉片和輪轂的應(yīng)力進(jìn)一步自然釋放，也完成了葉輪的大小端其它半精車加工內(nèi)容;采用先加工基準(zhǔn)孔再通過基準(zhǔn)孔加工中心孔的深孔孔系(螺栓通孔和盲孔)分段加工方法，提高了葉輪的加工效率和加工質(zhì)量，減輕了深孔加工偏離現(xiàn)象;將起頂螺紋孔的加工放在葉片精銑之后，可以直接不下機(jī)床直接進(jìn)行加工，既減少了一道工序和轉(zhuǎn)換工序帶來的繁瑣流程，又減少了葉輪整體加工周期，同時(shí)通過同一個(gè)機(jī)床加工，提高了這幾個(gè)螺紋孔與葉輪內(nèi)孔等的位置度精度。該方法可大幅度降低因葉片變形和深孔加工偏離等問題產(chǎn)生的廢品率，提高葉輪型面的加工幾何精度和表面質(zhì)量，加工周期短，易于推廣，且加工過程合理，能保證了葉輪的加工精度以及較高的生產(chǎn)效率，且該葉輪能夠應(yīng)用于大功率噴水推進(jìn)裝置。此外，劃粗加工參考線和腰線用于為后續(xù)加工提供校平基準(zhǔn)，同時(shí)，通過粗加工參考線確保待加工葉輪有足夠的加工余量，提高了各加工余量的合理性，提高了后續(xù)加工的效率;葉輪整體退火，去除葉片及輪轂粗銑加工產(chǎn)生的應(yīng)力，為保證葉片型值提供保障；
[0163]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種葉輪加工方法，其特征在于，所述方法包括: 準(zhǔn)備葉輪毛坯，所述葉輪毛坯包括輪轂(I)、固定在所述輪轂(I)側(cè)壁上的多個(gè)葉片(2)、第一加強(qiáng)環(huán)(3a)和第二加強(qiáng)環(huán)(3b)，所述輪轂(I)的一端為大端(Ia)，所述輪轂(I)的另一端為小端(Ib)，所述大端(Ia)的端面直徑比所述小端(Ib)的端面直徑大，所述輪轂(I)內(nèi)設(shè)有內(nèi)輪轂(Ic)，所述第一加強(qiáng)環(huán)(3a)和所述第二加強(qiáng)環(huán)(3b)分別固定套裝在所述多個(gè)葉片(2)上，所述第一加強(qiáng)環(huán)(3a)位于所述小端(Ib)—側(cè)，所述第二加強(qiáng)環(huán)(3b)位于所述大端(Ia)—側(cè)； 調(diào)平所述葉輪毛坯，從所述小端(Ib)側(cè)沿所述葉輪毛坯的軸向中心鉆通所述葉輪毛坯，形成基準(zhǔn)孔(7); 采用所述第一加強(qiáng)環(huán)(3a)固定所述葉輪毛坯，對所述大端(Ia)和所述內(nèi)輪轂(Ic)進(jìn)行粗車，采用所述第二加強(qiáng)環(huán)(3b)固定所述葉輪毛坯，對所述小端(Ib)進(jìn)行粗車，從而基于所述基準(zhǔn)孔(7)在所述葉輪毛坯上形成中心孔(8)，在所述小端(Ib)上形成與所述中心孔(8)同軸的止口(9)，并去除所述第一加強(qiáng)環(huán)(3a)和所述第二加強(qiáng)環(huán)(3b); 在所述葉輪毛坯上鉆用于安裝螺柱的多個(gè)螺柱通孔(10)以及從所述大端(Ia)向所述小端(Ib)延伸的多個(gè)盲孔(11)，多個(gè)所述盲孔(11)沿周向均勻分布在所述中心孔(8)周圍，多個(gè)所述螺柱通孔(10)對稱分布于多個(gè)所述盲孔(11)之間，且與多個(gè)所述盲孔(11)位于同一個(gè)圓上； 通過所述螺柱通孔(1)固定所述葉輪毛坯，粗銑所述葉片(2)和所述輪轂(I); 對所述葉片(2)和所述輪轂(I)進(jìn)行半精加工和精加工，以在所述止口(9)的底面加工出螺紋底孔，所述螺紋底孔與所述盲孔(11)連通，并將所述中心孔(8)車削為錐型孔，得到所述葉輪。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述加工方法，其特征在于，所述調(diào)平所述葉輪毛坯，包括: 在所述大端(Ia)的側(cè)壁上劃出大端端面粗加工參考線(5); 以所述大端端面粗加工參考線(5)為基準(zhǔn)，在每個(gè)所述葉片(2)上劃出腰線(6)，所述腰線(6)位于所述葉輪毛坯的軸向中部； 以所述大端端面粗加工參考線(5)或所述腰線(6)為基準(zhǔn)，調(diào)平所述葉輪毛坯。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉輪加工方法，其特征在于，劃所述大端端面粗加工參考線(5)的方法包括: 將所述大端(Ia)朝下布置，并將所述大端(Ia)的端面調(diào)平，檢測每個(gè)所述葉片(2)的出水邊(2a)的高度，將高度最低的葉片(2)作為定位葉片； 以所述定位葉片的出水邊(2b)的葉梢作為基準(zhǔn)，下移一定距離在所述大端(Ia)的側(cè)壁上劃出所述大端端面粗加工參考線(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葉輪加工方法，其特征在于，所述大端端面粗加工參考線(5)與所述定位葉片的出水邊(2b)的葉梢的距離A采用以下方式計(jì)算: A=m_n+1， 其中，m為所述大端(Ia)的端面距所述定位葉片的出水邊(2b)的葉梢的理論距離，η為所述定位葉片的出水邊(2b)預(yù)留的所述加工余量，I為所述大端(Ia)的端面預(yù)留的加工余量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪加工方法，其特征在于，通過所述螺柱通孔(10)固定所述葉輪毛還，包括: 將工裝螺柱(h)的第一端安裝在所述銑削工裝臺架(g)上的第一螺紋孔內(nèi)，所述葉輪粗銑工裝包括銑削工裝臺架(g)、固定在所述銑削工裝臺架(g)上并與所述中心孔(8)尺寸相配的粗銑定位裝置(e)、銑削壓緊裝置(f)、螺母和至少一個(gè)工裝螺柱(h)，所述銑削工裝臺架(g)上對應(yīng)所述螺柱通孔(1)的位置開設(shè)有所述第一螺紋孔； 將所述葉輪毛坯上的螺柱通孔(10)伸入對應(yīng)的所述工裝螺柱(h)內(nèi)； 將所述銑削壓緊裝置(f)放入所述止口(9)內(nèi)并將銑削壓緊裝置(f)上的第一通孔套裝在所述工裝螺柱(h)上； 將所述螺母安裝在所述工裝螺柱(h)的第二端上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪加工方法，其特征在于，粗銑所述葉片(2)，包括: 在所述小端(Ib)的端面上加工兩個(gè)定位基準(zhǔn)槽(13)，以兩個(gè)所述定位基準(zhǔn)槽(13)為基準(zhǔn)，粗銑每個(gè)所述葉片(2)的工作面(2d)、非工作面(2c)、進(jìn)水邊(2a)和出水邊(2b)至所述葉片(2)剩余精銑余量。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪加工方法，其特征在于，所述加工方法還包括: 粗銑所述葉片(2)和所述輪轂(I)之后，對所述葉輪毛坯進(jìn)行退火處理。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪加工方法，其特征在于，所述在所述葉輪毛坯上鉆用于安裝螺柱的多個(gè)螺柱通孔(10)以及從所述大端(Ia)向所述小端(Ib)延伸的多個(gè)盲孔(11)，包括: 將所述葉輪毛坯固定在葉輪鉆孔工裝上，使得所述葉輪毛坯的軸線方向水平布置，所述葉輪鉆孔工裝包括:鉆孔支撐架(a)、安裝在所述鉆孔支撐架(a)上的鉆孔定位支撐裝置(b)、鉆孔鉆模(C)和固定件，所述鉆孔定位支撐裝置(b)上設(shè)置有與所述止口(9)的形狀相配合的第一凸起(bl)，所述止口(9)卡裝在所述第一凸起(bl)上，所述第一凸起(bl)對應(yīng)所述中心孔(8)的位置開設(shè)有第二螺紋孔(b2)，所述鉆孔鉆模(c)對應(yīng)所述內(nèi)輪轂的端面(Id)的位置設(shè)置有第二凸起(Cl)，所述鉆孔鉆模(C)通過所述第二凸起(Cl)安裝在所述內(nèi)輪轂的端面(Id)上，所述鉆孔鉆模(c)對應(yīng)所述第二螺紋孔(b2)的位置開設(shè)有第二通孔，所述固定件包括螺柱(dl)和螺母(d2)，所述螺柱(dl)的第一端通過所述第二螺紋孔(b2)安裝在所述鉆孔定位支撐裝置(b)上，所述螺母(d2)安裝在伸出所述第二通孔的所述螺柱(dl)的第二端上，所述鉆孔鉆模(c)上開設(shè)有用于加工所述螺柱通孔(10)和所述盲孔(11)的鉆孔。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的葉輪加工方法，其特征在于，所述加工方法還包括:對所述葉片(2)的外表面、所述輪轂(I)的外表面、所述中心孔(8)的孔壁、所述止口(9)的表面、所述小端(Ib)的端面、所述大端(Ia)的端面和所述內(nèi)輪轂的端面(Id)進(jìn)行著色探傷檢查。10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的葉輪加工方法，其特征在于，所述加工方法還包括:對所述葉輪進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)。
【文檔編號】B23P15/00GK105904160SQ201610303405
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】杜文國, 吳紅瓊, 程濤, 胡彬彬, 李健, 程哲, 韓海輝, 吳少龍, 郭艷鵬, 毛季
【申請人】武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司