[發明專利]特大型水環真空泵葉輪異形葉片的數控刨削與拋光復合加工方法及設備

有效

• 申請號: 202011132638.2
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112247498B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 趙玉剛;陳維茂;趙國勇;崔京堯;孟凡瑞;荊延波;孫海波;徐紅偉;孟建兵;鄧曰明;趙傳營;儀春梅
• 申請（專利權）人: 淄博水環真空泵廠有限公司;山東理工大學
• 主分類號: B23P15/02
• 分類號: B23P15/02;B23Q3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了特大型水環真空泵葉輪異形葉片的數控“刨削與拋光”復合加工方法及設備。首先利用葉片凸面定位夾具對異形葉片毛坯進行裝夾，將加工數控程序寫入龍門數控刨床，采用圓形刨刀加工出薄壁復雜樣條型線變厚度葉片凸面，更換圓形刨刀為拋光輪對其進行拋光處理；再用葉片凹面定位夾具對異形葉片毛坯進行裝夾，將數控程序寫入龍門數控刨床，采用圓形刨刀加工出薄壁復雜樣條型線變厚度葉片凹面，更換圓形刨刀為拋光輪對其進行拋光處理，完成異形葉片毛坯的數控“刨削與拋光”復合加工過程，通過激光切割機對加工完成的異形葉片毛坯進行切割，得到若干個異形葉片。

技術領域

本發明屬于水環式真空泵技術領域，特別涉及一種特大型水環真空泵葉輪異形葉片的數控刨削與拋光復合加工方法及設備。

背景技術

水環真空泵內部裝有固定葉片且偏心布置的葉輪，葉輪通過旋轉將機械能轉化為水的動能形成旋轉的水環，不可壓縮的旋轉水環與偏心布置的葉輪形成容積變化的氣室，產生壓力的變化達到抽吸真空的目的。由于水環真空泵因其所具有的氣體等溫壓縮優點，作為一種輸送氣體的流體機械，被廣泛的應用于煤礦瓦斯抽采系統中。

隨著煤層開采的深度不斷加深、煤層瓦斯含量增加、瓦斯抽采管網的長度不斷加長以及復雜管網造成的負壓損失等問題的產生，傳統的單臺小型水環真空泵或者并聯多臺小型水環真空泵抽采方式已經不能滿足抽采達標需求，亟待研制能夠提供大抽氣量、高負壓、低能耗的特大型水環真空泵。

葉輪作為水環真空泵中產生水環并與旋轉水環形成變容積氣室的旋轉部件，其性能好壞直接決定水環真空泵的性能；葉輪中最關鍵的零部件是葉片。傳統的水環真空泵體積小，葉片面積小，多采用直線型線葉輪葉片；如果特大型水環真空泵也使用直線型線葉輪葉片，會產生葉輪運動效率低、水環真空泵能耗高的問題。由于葉片面積過大，材料的強度也會因不能滿足工作條件導致葉片彎曲甚至折斷，造成嚴重的經濟損失甚至人員傷亡。為了保證特大型水環真空泵安全高效運行，設計了前彎復雜樣條型線變厚葉片，但是大型復雜線型變厚葉片的加工仍是無法解決的技術難題。

發明內容

針對大型薄壁復雜樣條型線變厚度葉片精確高效加工的國際一重大難題，提出了特大型水環真空泵葉輪異形葉片的數控刨削與拋光復合加工方法及設備，首創了刨削與拋光葉片復合加工方法。

為實現上述目的，本發明采取以下的技術方案：

一種特大型水環真空泵葉輪異形葉片的數控刨削與拋光復合加工方法,其特征在于采用以下步驟：

1)將凸面定位夾具放置于機床工作臺的合適位置，將四組裝夾塊放置于凸面定位夾具四周，凸面定位夾具通過螺栓和機床工作臺連接，擰緊夾緊螺母固定裝夾塊，完成凸面定位夾具在機床工作臺上的裝夾；

2)將異形葉片毛坯裝夾在葉片凸面定位夾具上，葉片通過凸面定位夾具側面的葉片定位凸臺實現一側的定位，后安裝葉片凸面擋塊，首先擰緊葉片凸面擋塊上的夾緊螺母，固定葉片凸面擋塊于凸面定位夾具上，后調整另一側葉片凸面擋塊位置并擰緊夾緊螺母，最后安裝葉片凸面夾緊塊，擰緊夾緊螺母，完成異形葉片毛坯在葉片凸面定位夾具上的裝夾；

3)編寫加工數控程序并寫入龍門數控刨床，采用圓形刨刀加工出異形葉片毛坯的薄壁復雜樣條型線變厚度葉片凸面，不更改異形葉片毛坯的工裝，更換圓形刨刀為拋光輪對異形葉片毛坯進行拋光處理；

4)將凸面復合加工完成的異形葉片毛坯從葉片凸面定位夾具上拆下，利用葉片凹面定位夾具對異形葉片毛坯進行裝夾，首先將葉片凹面定位夾具裝夾于機床工作臺上，葉片通過凹面定位夾具側面的葉片定位凸臺實現一側的定位，后安裝葉片凹面擋塊，首先擰緊葉片凹面擋塊上的夾緊螺母，固定葉片凹面擋塊于凹面定位夾具上，后調整另一側葉片凹面擋塊位置并擰緊夾緊螺母，最后安裝葉片凹面夾緊塊，擰緊夾緊螺母，完成異形葉片毛坯在葉片凹面定位夾具上的裝夾；