借助数控手段加工铸焊水泵叶轮

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201 2年第9期借助数控手段N T铸焊水泵叶轮◇ 凌勇坚 施利华 费建明 (浙江信息工程学校)离心式水泵闭式叶轮，通常为整铸式的。整铸式的特点是整体性好、机加工简单。但不足的是，用于铸造的叶轮木模比较复杂，间隔使用时间-长，就需修整，维护费用较高，且利用率低；再者是，采用普通铸造方式加工的叶轮铸件，质量往往欠佳，合格率低，且叶轮流道表面毛刺不易被清理，影响到水泵工作时的水力效率。离心式水泵闭式叶轮的大致构造如图1所示。

图1离心式叶轮1.优化手段从图1中可以看出，叶轮的前盖板是三维旋转曲面体。

若想改变水泵叶轮现有加工方式 (将整铸改为铸焊式)，在传统的普通型车床上进行加工，大致方法是：叶轮前盖板铸为-体、叶片与后盖板铸成-体，分别将两个结合面车削完成后，再将它们组焊在-起 ，难度较大 (曲面尺寸形状不易保证，加工工效低，拼缝难达要求)。过去虽曾有厂家尝试过，但最终还是放弃了这种铸焊组合式叶轮的构想思路。

随着数控技术的问世并普及，行业对水泵的效率提出了新的更高要求。于是，有不少厂家在中大型铸钢叶轮的加工中，渐渐运用了这-铸焊技术。具体操作程序是：分别将叶轮前盖板和叶片与后盖板各铸为-体，然后在同-台数控车床上分别车削这两大组合部分，以确庇合曲面形状的-致性。

组焊方式有手工焊和数控设备 自动焊两种。凡稍有批量、略有规模的企业，从提高劳动生产率、确保焊接质量的愿望出发，-般是用数控设备加工的；而单件或少量的情况，以手工焊为主。当然，采用不同的加工方式，粗车前、后盖板外侧面、外圆时，留有的余量也是不相同的，手工焊58 I 。 。， ； 。 。

留得多-些，数控 自动焊留得少-些。手工焊也有对其余部位先不进行加工的，保留毛坯面。拼装焊接完成后，再进行精加工，完成图样对叶轮尺寸提出的各项要求。

2.技术关键数控设备 自动加工的技术关键，是数控编程。具体是先在电脑上用CAXA$造工程师软件进行造型设计，完成后，将图型输入到数控机床 (普通数控车床或加工中心)程控系统，接着是进行编程设计，完了后是装卡工件、对刀和试走刀，达到预期 目标后，就开始进行正式切削加工 (两部分的加工尽量采用同-台机床，以确保三维曲面的重合度)。

焊接如果是采用在数控焊接设备上 自动焊，则同样也需要进行编程。编程可以是针对每-叶片的逐-焊接，也可以是针对全体叶片的连续焊接，具体视数控焊接设备的功能情况而定。倘若设备有旋转换向功能，如加工中心，且叶片铸造分布对称性比较均匀，就可以采用-次性到位的连续焊接方式，这样焊接速度快，操作简单。具体操作过程中的编程与机加工时类同，需要或不需要在电脑上进行cAXA制造工程师软件造型设计，装卡完了后，对丝和试走丝，合适后再进行正式施焊。组焊后，再进行机床精加工，直到符合图样要求为止。

3.实际效果和意义借助于数控手段加工铸焊式叶轮，实际效果具体视加工企业的数控设备情况、加工工艺、批量大孝操作人员技术水平、管理状况等而各有不同，但总体效果是明显的。具体体现在这样几个方面：1)用于铸造的木模变得简单，不仅 日后维护量变少，而且造价也降低了许多，初估可以降低60%。

2)不仅铸件质量得到了改善，而且合格率也有明显的提高，由过去的75%85%N现在的97%。

3)叶轮流道表面铸造光洁度有所提高，且清毛刺也变得容易，从而使水泵的水力效率提高了1.5%以上 (指小泵)，凸现了节能。

4)叶轮的造价也有所下降，具体视批量情况、叶轮尺寸大小而异。在批量较大的情况下，初估可以下降7%-15%，效益也是可观的。

5)在生产中引入新工艺，使用新设备，推进技术进步，优化产品质量，有利于增强企业的活力，符合我国的基本国策，值得倡导。倘若还能开拓进取，不断探索和实践，继续创新，那意义将是非常深远的。目