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--熱烈祝賀我會聯(lián)辦的科普活動被中國科協(xié)評為--優(yōu)秀科普活動
12月21日，中國科學技術(shù)協(xié)會辦公廳印發(fā)《關于對2020年全國科普日有關組織單位和活動予以表揚的通知》（科協(xié)辦函普字【2020】158號），江蘇省機械工程學會、南京工程學會和江蘇省學會服務中心聯(lián)辦的“2020年全國科普日暨第一屆‘天印筑夢·科普智行’”活動，被評為優(yōu)秀科普活動。
學術(shù)科普
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(shù)：3717
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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(guī)設計，制作一種檢測非連續(xù)錐面空間理論高度的樣板，經(jīng)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(chǎn)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(jié)構(gòu)
圖 1 所 示 開 式 葉 輪 為 非 完全回轉(zhuǎn)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(cè)視
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(diào)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(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(xù)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(nèi)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(guī)，如圖6所示，輔助車工和檢驗員檢驗。
圖5 粗車及鏜內(nèi)孔工序示意
圖6 輔助量規(guī)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(guī) 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(huán)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(xiàn)場加工和檢驗。檢驗樣板結(jié)構(gòu)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。
圖8 葉片加工和檢驗示意
圖9 檢驗樣板結(jié)構(gòu)及尺寸
表1 通、止端H值與公差 （單位：mm）
圖10 最小檢驗樣板工作示意
圖11 最大檢驗樣板工作示意
5. 結(jié)語
以上方法有效保證了葉輪空間復雜尺寸鏈的加工，在線檢驗方便且效率高。經(jīng)裝機驗證，加工精度可靠，零件的可靠性和裝配性好。
