船用水泵葉輪加工工藝

■陜西柴油機(jī)重工有限公司 （陜西興平 713105） 張景娟 郭忠彬 蓋 文

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(duì)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(chǎn)生較大的水能損失，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致平衡性能失效。

1. 零件結(jié)構(gòu)

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

圖1 葉輪結(jié)構(gòu)

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(fù)雜空間尺寸鏈：①m m、1∶50和43。②48.mm、mm、和10°。

圖2 水泵葉輪尺寸及精度

3. 加工及檢測(cè)難點(diǎn)

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(gè)工位分別調(diào)頭裝夾，導(dǎo)致葉片空間尺寸、mm和10°無(wú)法直接走刀和測(cè)量，而這直接決定整個(gè)尺寸鏈和后續(xù)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?yàn)槿~片10°表面較粗糙，被測(cè)要素又是空間理論尺寸，且是非連續(xù)的錐體，所以無(wú)法用三坐標(biāo)測(cè)量。

圖3 水泵體工況

圖4 車工藝夾頭示意

圖5 粗車及鏜內(nèi)孔工序示意

4. 機(jī)加工采取的措施

1）劃線檢驗(yàn)毛坯，葉片厚度尺寸作為粗基準(zhǔn)劃線。

2）車出粗基準(zhǔn)（鑄造留夾頭），如圖4所示。

3）粗車端面、外圓，鏜內(nèi)孔。通過(guò)尺寸鏈換算，算出封閉鏈尺寸mm和m m，如圖5所示。設(shè)計(jì)輔助量規(guī)，如圖6所示，輔助車工和檢驗(yàn)員檢驗(yàn)。

5）設(shè)計(jì)專用車床用花盤?；ūP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(guò)尺寸鏈換算，由定位塊大端面開(kāi)始用深度千分尺測(cè)量尺寸L，尺寸作為封閉環(huán)間接保證。葉片空間尺寸、和10°借助深度千分尺和檢驗(yàn)樣板進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工和檢驗(yàn)。檢驗(yàn)樣板結(jié)構(gòu)如圖9所示，通、止端H值與公差見(jiàn)表1。

采用透光檢測(cè)方法，只要同時(shí)滿足圖10和圖11所示條件，即為合格品。

圖6 輔助量規(guī)示意

圖7 精鏜錐孔示意

圖8 葉片加工和檢驗(yàn)示意

圖9 檢驗(yàn)樣板結(jié)構(gòu)及尺寸

圖10 最小檢驗(yàn)樣板工作示意

圖11 最大檢驗(yàn)樣板工作示意

表1 通、止端H值與公差（單位：mm）

5. 結(jié)語(yǔ)

以上方法有效保證了葉輪空間復(fù)雜尺寸鏈的加工，在線檢驗(yàn)方便且效率高。經(jīng)裝機(jī)驗(yàn)證，加工精度可靠，零件的可靠性和裝配性好。