离心压缩机叶轮流道加气导叶加工工艺方法研究

(沈阳鼓风机集团股份有限公司透平工艺部 辽宁 沈阳 110869)

导叶是离心泵的转能装置，它的作用是把叶轮甩出来的液体收集起来，使液体的流速降低，把部分速度能头转变为压力能头后，再均匀地引入下一级或者经过扩散管排出。

导叶的作用与蜗壳相同，多用于分段式多级泵中。在多级离心泵中，导叶装入带有隔板的中段中。

导叶按其结构形式可分为径向式导叶和流道式导叶。流道式导叶的正向导叶和反向导叶是铸在一起的，中间有一连续流道，使液体在连续的流道内流动，不易形成死角和突然扩散，速度变化比较均匀，水力性能较好，但结构复杂，制造工艺性差。

一、加工难点

本次设计的加气导叶为产品改进结构部件，经计算和设计，部件结构变化大，同时加工周期短，没有预留产前技术准备时间，受车间设备能力和刀具影响，初步判断不具备加工条件，需要外委加工，外委费用高昂，影响整台机组加工周期和交货效率，其中加工难度有以下三点：(1)叶片总高超出现有刀具刃长；(2)底面为圆弧底，加工方法和刀具受限；(3)叶片根部圆角小，如图1所示。

图1 加气导叶结构图

二、实施方案

加气导叶叶片最高处总高164.5mm，底面为圆弧形状，中间低两侧高，如图2所示。

图2 加气导叶叶片

根据现有加工能力和加工方案制定过程，遇到三个难点：(1)叶片总高超出现有刀具刃长；(2)底面为圆弧底，加工刀具受限；(3)叶片根部圆角小。

针对以上难点，提出以下解决方案：(1)对叶片进行分层加工，接刀处需要修磨处理；(2)圆弧面采用R25球头刀进行加工，加工费时；(3)叶片根部单独用R5球刀片进行加工。

其中，精铣底面采用R25的球头刀进行加工。理论加工时间31.5h，进给80mm/min。实际加工时间120h(中途插入其他加工零件)，进给50mm/min。加工前如下图3、图4所示。底面精加工之后，还需对叶片根部圆角进行精加工，使用直径40R5圆鼻刀进行加工，理论时间10小时，进给100mm/min，加工后如下图5、图6、图7所示。

图3 加工前状态图4 加工前局部状态

图5 底面加工完成图6 底面加工完成局部视图

图7 底面加工内圈局部视图

三、结论

通过对叶片进行分层加工，接刀处需要修磨处理，圆弧面采用R25球头刀进行加工以及叶片根部单独用R5球刀片进行加工，利用现有车间条件，通过缜密的数控加工工艺的编排，实现了加气导叶厂内顺利加工完成，使得进气效率提升的同时不影响占据流道，未减小流道面积，没改变了风速和气流进出口角，提高了整台机组的效率，节约了外委费用。外委费用扣除厂内加工成本，节省了大量的费用和时间成本。