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船用水泵葉輪加工工藝你知道嗎？

時間：2020/12/14 15:06:13 瀏覽次數：3575 字體：大中小

針對船用水泵葉輪的空間尺寸鏈難點進行工藝研究，通過尺寸換算和錐度塞規設計，制作一種檢測非連續錐面空間理論高度的樣板，經實際加工和裝配驗證，解決了葉輪空間尺寸的加工和檢驗難題。

葉輪是水泵體總成中的重要部件，其尺寸精度、葉片的形狀及加工工藝等對水泵整體性能有重要的影響，如果葉輪加工精度差，影響了裝配精度，就有可能在泵入口和葉片處產生較大的水能損失，嚴重時甚至導致平衡性能失效。

1. 零件結構

圖 1 所示開式葉輪為非完全回轉體異形鑄銅件，材料為ALBC3，有多個葉片徑向圓周排列。單個葉輪做靜平衡試驗，水泵總成體做動平衡試驗。

a）正視

b）側視

圖1 葉輪結構

2. 尺寸精度要求

葉輪主要精度要求如圖2所示，中軸孔為1∶50錐孔，葉片呈10°錐面，葉片與錐軸孔之間有兩條復雜空間尺寸鏈：① φ39.25mm、1∶50和43（0，－0.1）mm。②48.6（＋0.2，0）mm、5（+0.2，+0.1）mm、φ225mm和10°。

圖2 水泵葉輪尺寸及精度

3. 加工及檢測難點

葉輪葉片與中軸錐孔均是車削加工而成，但不能一次裝夾加工完成，需要2個工位分別調頭裝夾，導致葉片空間尺寸φ225mm、5（+0.2，+0.1）mm和10°無法直接走刀和測量，而這直接決定整個尺寸鏈和后續水泵體總成的裝配是否干涉。如圖3所示，裝配間隙是0.22～2.63mm。因為葉片10°表面較粗糙，被測要素又是空間理論尺寸，且是非連續的錐體，所以無法用三坐標測量。

圖3 水泵體工況

4. 機加工采取的措施

1）劃線檢驗毛坯，葉片厚度尺寸作為粗基準劃線。

2）車出粗基準（鑄造留夾頭），如圖4所示。

3）粗車端面、外圓，鏜內孔。通過尺寸鏈換算，算出封閉鏈尺寸4.9（－0.1，－0.2） mm和25.2（0，－0.1）mm，如圖5所示。設計輔助量規，如圖6所示，輔助車工和檢驗員檢驗。

圖5 粗車及鏜內孔工序示意

圖6 輔助量規示意

4）精鏜錐孔。通過尺寸鏈換算出錐孔理論圓與小端面的尺寸35.7（+0.8，0 ）mm和5.7mm（見圖7），設計錐度塞規 φ39.25mm×（1∶50），著色檢驗，貼合度≥60%。

圖7 精鏜錐孔示意

5）設計專用車床用花盤。花盤裝在車床主軸上，輔助墊板、定位塊和葉輪裝配在花盤上，車端面和葉片的錐面。如圖8所示（花盤未示），通過尺寸鏈換算，由定位塊大端面開始用深度千分尺測量尺寸L，53.5（0，－0.1）mm尺寸作為封閉環間接保證。葉片空間尺寸53.5（0，－0.1）mm、5（+0.2，+0.1）mm 、φ225mm和10°借助深度千分尺和檢驗樣板進行現場加工和檢驗。檢驗樣板結構如圖9所示，通、止端H值與公差見表1。采用透光檢測方法，只要同時滿足圖10和圖11所示條件，即為合格品。