离心式和贯流式风机中的叶轮及其制造方法与流程

本发明属于离心式和贯流式风机技术领域，特别涉及到离心式和贯流式风机中的叶轮及其制造方法和模具。

技术背景

离心式和贯流式风机中的叶轮叶片，数量多，一般都是一片片地焊接或铆接在轮盘上而成的，这样的产品生产效率低，尺寸精度低，则导致重心偏动平衡问题，制造成本高。采用注射成型，问题有：塑料工作温度低，叶片壁厚，也容易出现重心偏动平衡问题。

技术实现要素：

本发明提出了一新的叶轮制造工艺以及产品和制造模具，生产效率高，用料少，有效解决了重心动平衡问题。

本发明的技术方案是：叶轮的主要部件有：叶片，轮盘，轮缘。其特征是：叶片是由金属板拉伸成的圆形金属侧壁经有分切和弯折变形而成的，单个叶轮上的叶片与轮盘和轮缘为一整体结构，是由同一金属板经有拉伸工艺加工制成的。

本发明的制造工艺和制造模具：工艺包括有金属板拉伸工序，金属侧壁分切成条工序和金属侧壁上被分切的金属条弯折变形工序。金属侧壁上被分切的金属条弯折变形工序中，采用了模A和模B，模A上有叶片成形凸齿，模B上有对应的凹槽，模A和模B沿叶轮轴线作相对运动，叶片成形凸齿插入凹槽，推挤金属侧壁上被分切的金属条弯折变形，构成叶片。

金属板材的厚度均匀，精度高，并且可以非常薄。采用五金模具冲压加工，产品尺寸精度高、易保证，因而叶片、轮盘和轮缘(即整个叶轮)的重量轻、尺寸精度高、则有效解决了重心动平衡问题，材料用量少，原材料成本低，采用五金模具冲压加工，整体成型，生产效率高。

附图说明

以下结合附图以及具体实施方案对本发明进一步说明：

图1是本发明的一种叶轮的三维视图。

图2是本发明的一种叶轮的三维视图。

图3是图2的横截面剖视图。

图4是图2中C局部的放大视图。

图5是表示图2中所示的叶片弯折成型的特征示意图。

图6是表示一种金属侧壁沿轴线方向分切成叶片的特征示意图。

图7是一种图2所示叶轮中的叶片成型模具三维视图。

图8～19、22～24是本发明叶轮特征剖视图。

图20、21是两种图19所示叶轮的横截面特征示意图。

具体实施方式

图1所示的本发明叶轮，采用金属板经拉伸加工成圆形杯状，圆形金属侧壁11沿 着叶轮轴线方向分切成一条条的金属片，弯折变形，构成叶轮10的叶片1。叶片1的下端(轮缘3那端)，通过轮缘内折部分31与轮缘3相连成一体结构；叶片1的上端(轮盘2那端)，通过盘端内折部分21，与轮盘2相连成一体结构。即叶片1、轮盘2和轮缘3的金属板料是由同一金属板加工制成的一整体式结构。

图2所示的本发明叶轮，参见图3-4，叶片1的下端与图1所示的一样，叶片1通过轮缘内折部分31与轮缘3相连成一体，叶片1与轮缘内折部分31之间为金属板弯折连接，轮缘内折部分31与轮缘3之间为金属板弯折连接。但是叶片1上端的结构与图1所示的不一样，图2中，叶片1的上端没有盘端内折部分，叶片1直接与轮盘2金属板折弯连接，叶片1与轮盘2相连成一体的弯折线201在轮盘2上。在轮盘2的边缘，每个叶片对应有一开口203，开口203的边界是：折弯线201和盘面分切线202。图2所示的叶轮的制造工艺：叶片1弯折成形采用叶片成形凸齿轴向推挤方法，具体描述如下：

参见图5，叶轮叶片的成形模具5包括有：模A51和模B52，模A51上有叶片成形凸齿511，模B52上有与叶片成形凸齿511相对应的凹槽521，模A51和模B52沿着叶轮轴线12作相对运动(如箭头53所示)，叶片成形凸齿511插入凹槽512，推挤金属侧壁11上被分切出的金属条弯折变形构成叶片1。如图5所示，叶片成形凸齿的前端面513轴向向下(箭头54)运动，推挤着金属侧壁11上被分切的金属条向凹槽512内变形(如箭头55)，叶片1成形过程中的变形有两次弯折变形，再被拉直，在叶片成形凸齿511上有与叶片1相对滑动的滑擦面512，凸齿前端面513也是一滑动摩擦面。

将金属侧壁11沿轴线分切也可采用分切刀刃口沿叶轮轴线方向运动(箭头53)方向，如图6所示，分切刀刃口514与金属侧壁11成锐角(图中的切角a＜90°)。还可以将金属侧壁分切与叶片成形两工序合在同一模具中，如图7所示，分切刀刃口514在成形凸齿前端面513上，模B52上的凹槽512的边缘522就是与分切刀刃口514相对应的刃口(称为侧壁刃口)。

采用薄的金属板材，比重轻的材料(比如铝材)，能有效减小重量，有利于重心动平衡，但结构强度低。叶片所需的结构强度容易保证，结构强度最弱的地方是轮缘处，因而必须采用强化结构强度的结构，图8-18示出了许多种强化轮缘的结构强度的结构。

图8所示的结构，外翻边301是轮缘3的金属板材向外翻的环形边，此类结构称为轮缘金属板材外翻边结构。

图9所示的结构，外翻边302是轮缘3的金属板材向外翻的环形卷边，此类结构称为轮缘金属板材外翻卷边结构。

图10所示的结构，内折边303是轮缘3的金属板材向内折的环形边，此类结构称为轮缘金属板材内折边结构。

图11所示的结构，内卷边304是轮缘3的金属板材向内卷的环形卷边，此类结构称为轮缘金属板材内卷边结构。

图12所示的结构，与图8所示的不同在于：外翻边301是两层，实际产品设计时，还可以更多层，此类结构称为轮缘金属板材多层外翻边结构。

图13所示的结构，与图10所示的不同在于：内折边303是两层，实际产品设计时，还可以更多层，此结构称为轮缘金属板材多层内折边结构。

图14所示的结构，与图9所示的不同在于：外卷边302是两层，实际产品设计时，还可以更多层，此类结构称为轮缘金属板材多层外卷边结构。

图15所示的结构，与图11所示的不同在于：内卷边304是两层，实际产品设计时，还可以更多层，此类结构称为轮缘金属板材多层内卷边结构。

图16所示的结构，轮缘3加设有加强环32，以增加轮缘的结构强度，该加强环32扣着轮缘的外翻边301.

图17所示的结构，与图16所示的同类，轮缘3采用了加强环结构。不同之处有：图17中的加强环33是被轮缘金属板材内卷边304包扣着。还可在图9、14，15所示的结构中加设类似图17所示的加强环33。

图18所示的结构与图17所示的不同之处在于：图18中被轮缘金属板材包扣着的是盘形结构的加强盘34。

由于叶片1是从拉伸成的圆形金属侧壁分切来的，因而叶片的宽度或者叶片的密度受限制，为增加叶轮中的叶片宽度或者叶片密度，可采用两个或更多个叶轮，其中一个叶轮套着另一个叶轮的组合结构。如图19所示的组合结构，有两个叶轮，一个套着另一个地组合在一起，里面的叶轮的轮缘外翻边被外面的叶轮的轮缘包扣着，为了进一步增加结构强度，还可以增加一个加强环或加强盘，一起被外面的叶轮的轮缘3包扣着。图20示出，两套在一起的叶轮的叶片排列为顺流式结构，特征是：一个叶轮的叶片的气流前端对着另一个叶轮的叶片的气流尾端，图21所示的叶片排列为错开式结构。

图22、23所示的叶轮是由两个叶轮，采用轮缘对轮缘结构，固定连接成一体。图22中，两叶轮的轮缘3通过环形扣件35，紧固在一起。可以利用叶轮的轮缘金属板材，采用扣接结构，将两叶轮固定连接成一体，图23示出：一个叶轮的轮缘扣着另一个叶轮的轮缘，还可以采用两轮缘金属板材相互咬扣的结构。本发明所述的扣接结构包括相互咬扣结构。

图24所示的叶轮，是一种由两个或更多个叶轮组合的叶轮，采用累叠式结构，其中一个叶轮的轮缘3套着后一个叶轮的轮盘2，一个叶轮的轮盘2顶着前一个轮缘内折部分31，这种组合叶轮适合用于贯流式风机中。