一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112247492A(43)申请公布日2021.01.22(21)申请号202011157275.8(22)申请日2020.10.26(71)申请人航天科工哈尔滨风华有限公司地址150036黑龙江省哈尔滨市南岗区中山路115号(72)发明人刘忠璐吕博孙宏迪勾连践苏宝钰张志超关博文(74)专利代理机构哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)23209代理人桑林艳(51)Int.Cl.B23P15/00(2006.01)B23K20/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法(57)摘要本发明属于叶轮加工技术领域，具体为一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法，是针对现有闭式叶轮在加工过程中存在“盲区”的缺陷所提出，其包括如下步骤：叶轮采用一体式加工方式、加工分体式叶轮罩、将叶轮罩瓣装配在叶轮上、通过扩散焊将多个叶轮罩瓣焊接在一起。本发明将叶轮罩采用分解再合成的焊接方式，该方法突破了常规思维方式，同时也降低了直接分体制造后焊接所产生的回弹变形、热变形和裂纹等。CN112247492ACN112247492A权利要求书1/1页1.一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、叶轮包括轮盘(1)与叶片(2)，且采用一体式加工方式；步骤2、加工分体式叶轮罩(3)，所述叶轮罩(3)由多瓣式的叶轮罩瓣(31)拼接而成，并在每个叶轮罩瓣(31)的内壁上分别加工有与叶片(2)相匹配的叶轮纹路凹槽(32)；步骤3、将叶轮罩瓣(31)分别装配在叶轮上，并使叶片(2)插接在叶轮纹路凹槽(32)内；步骤4、通过扩散焊将多个叶轮罩瓣(31)焊接在一起。2.如权利要求1所述的一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法，其特征在于：所述步骤2中，叶轮罩(3)的具体加工步骤为：步骤21、下料并粗加工形成两个待加工叶轮罩，使每个待加工叶轮罩的整体外形与目标叶轮罩基本相同；步骤22、对每个待加工叶轮罩做进一步精细加工，并在每个待加工叶轮罩上加工四个定位孔(33)；步骤23、所述叶轮罩瓣(31)的具体数量为三个，先将每个加工叶轮罩切割成两等份，使每份为180°，然后逐一进行叶轮纹路凹槽(32)加工，最后再通过五轴加工中心对每份进行精细加工，使每份180°加工成一份标准的120°叶轮罩瓣(31)。3.如权利要求2所述的一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法，其特征在于：将步骤23中叶轮罩瓣(31)的具体数量为六个，先将每个加工叶轮罩切割成两等份，使每份为180°，然后逐一进行叶轮纹路凹槽(32)加工，最后再通过五轴加工中心对其进行准细加工，使每份180°加工成两份标准的60°叶轮罩瓣(31)。4.如权利要求1至3任一项所述的一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法，其特征在于：所述叶片(2)包括主叶片和分流叶片，且主叶片与分流叶片交替固定在轮盘(1)上。5.如权利要求1至3任一项所述的一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法，其特征在于：所述步骤4中，将多个叶轮罩瓣(31)拼接后形成的叶轮罩(3)与叶轮拼接固定在一起，放入真空扩散焊机中。2CN112247492A说明书1/4页一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法技术领域：[0001]本发明属于叶轮加工技术领域，具体涉及一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法。背景技术：[0002]目前，叶轮根据开闭合情况可分为：闭式叶轮、前半开式叶轮、后半开式叶轮、开式叶轮。其中闭式叶轮是在开式叶轮的基础上，增加了叶冠和轮罩，此类叶轮的结构特点为，叶间流道仅仅在进、排气口开放，其余部分均封闭，流道常常为三维空间弯扭、狭长的异性型腔。由于闭式叶轮自身结构、性能上的优越性，使其越来越多地应用于航空航天以及先进透平机械领域中，包括航空航天发动机、核电设备、矿山设备、船舶动力等众多应用场合，涉及的产品包括汽轮机、透平膨胀机、水轮机、风力机、透平压缩机、离心泵等，可见闭式叶轮设计制造技术的发展对推动国防科技和国民经济都有着重大意义。闭式叶轮在采用直柄刀具进行加工时，很难达到叶间流道的每一个点，刀具可达性很差，尤其对一些叶片数量较多，弯扭程度较大，导致流道狭窄、扭曲的闭式叶轮，常常存在直柄刀具不可达到的加工“盲区”。虽然，有些闭式叶轮可以利用五轴直接加工出来，但对于扭曲大的叶轮，刀具无法全部加工出叶轮外形，刀具加工仍存在盲区。发明内容：[0003]本发明为克服现有扭曲大的闭式叶轮在加工过程中存在“盲区”的缺陷，提供了一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法，该连接方法采用分体式焊接工艺方法，焊接压力小，工件不产生宏观塑性变形。[0004]本发明采用的技术方案在于：一种闭式叶轮的叶轮罩与叶轮的连接方法，具体