涡轮流量计叶轮的加工工艺

　　智能涡轮流量计，是陕西航天动力高科技股份有限公司的一项新开发的民品产品，其机械部分原理是：当流量流入流量计时，在导流体的作用下得到调整并加速，由于叶轮与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在克服摩擦力矩和流体阻力矩后，涡轮开始旋转。

　　流量计的结构紧凑，其中叶轮是流量计的关键件，是传感器的检测元件。叶轮由高导磁性材料硬铝2A12 制成，与表体同轴，叶片数常用 12～24 片，叶轮几何形状及尺寸对传感器性能有较大影响，叶片的旋转角度与导程的精确程度，直接关系到涡轮流量计的精度，即检测线性度的值。型号为 150 的叶轮的结构尺寸如图 1。

　　此种零件在公司为首次加工，。如按一般工艺，在铣加工中心加工最好，但这样势必会使加工成本增加好几倍。考虑到流量计还在研发试制阶段，要做到既节约成本，又不影响尺寸精度，因此我们针对车间现有设备的加工能力情况，决定在普通卧铣上加工。

　　1 叶轮加工的难点

　　叶轮的加工难点有：

　　(1)叶轮材料为 2A12，零件精度要求高，在机加过程中容易变形;

　　(2)叶轮的叶片壁厚薄，其壁厚只有 1～2 mm，加工过程中，其直径越大，加工时零件颤动越严重，从而对尺寸精度产生很大影响，直接影响气体的流速及检测线性度的值;

　　(3)中心小孔与外圆直径差大，同轴度要求0.015 mm。针对以上加工难点，我们制定出相应的措施。

　　2 制定的两套工艺方案

　　我们综合考虑各方面的因素，制定出以下两条工艺方案：

　　(1)方案一。车外圆，几件为一体—铣削螺旋叶片—钳工去除毛刺—车断为单件，镗沉孔及外圆—铣槽—叶轮做动平衡—表面氧化处理。对方案一试加工一件，其结果不甚理想，因铣削后的叶片厚度只有 1 mm，用它来作为定位基准镗孔，很容易使叶片变形，且内外圆的同轴度难以保证，由此得出改进方案二。

　　(2)改进方案二。粗车(各面均留量 1 mm，左端凸台加长 15 mm，给铣加工预留夹头)—热处理(材料具有热处理强化能力，因此在零件粗加工后安排一次热处理工序，以消除加工应力)———精车(孔与外圆一刀下，调头上软爪，这样来保证同轴度)———铣(挂轮，借助工装铣削等速螺旋叶片)—钳(去除所有毛刺)—铣(铣槽，去夹头)—叶轮做动平衡—表面氧化处理。

　　3 专用的工装夹具

　　在铣削叶片过程中，为了排除零件颤动，我们做了一套工装夹具(如图 2)。