一种机翼型叶片加工成型系统的制作方法

1.本技术属于叶片加工技术领域，具体涉及一种机翼型叶片加工成型系统。


背景技术：

2.在国民经济中量大面广的通风机用的机翼型风机叶片是目前市场上公认的高效能叶片，由于其形状的特殊性，目前该叶片大多局限于铸造工艺来制造，又由于其体积较大，因此会选择较轻质量的合金铝材料来铸造。合金铝材料的强度和韧性较差，使得叶片在使用中的旋转线速度受限，进而使大多叶片在其强度极限条件下工作，从而导致叶片往往经不起些微的不慎打击，甚至酿成严重事故。高强度的轻质材料成本高昂，因此难以在常规通风机中普及使用。而钢类材质具有很好的机械强度以及极好的韧性，但钢的比重是铝的两倍还多，难以满足使用需求。
3.目前将叶片做成空腔式结构既大幅度降低了叶片重量，又有足够的强度和韧性，可以轻易实现较高的线速度，同时大幅降低了原材料成本。但多年来没有成熟的工艺可以完全实现空腔式结构的机翼型风机叶片的加工。现有的叶片加工方式通常是采用两块板材压型后焊接成型，但是两块板材焊接后会降低叶片的结构强度，同时叶片的圆弧部分过渡效果差，因此影响了叶片的质量。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种机翼型叶片加工成型系统，解决了现有技术中空腔式结构的机翼型叶片加工后存在质量低的问题。
5.为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种机翼型叶片加工成型系统，包括预折模具、压型模具、以及成型焊接模具；
6.所述预折模具包括定位台、预折板、以及铰接轴；
7.所述定位台的一侧转动安装有铰接轴；所述预折板一侧的两端分别连接于所述铰接轴的两端；
8.所述铰接轴和所述定位台之间、以及所述铰接轴和所述预折板之间均设置有供叶片坯料通过的空间；
9.所述压型模具包括左模、右模、下模、上模、模架、纵向驱动装置、以及横向驱动装置；
10.所述左模和所述右模分别滑动安装于所述下模上表面的左右两侧；所述上模安装于所述模架的下端，所述上模的结构与叶片的内表面结构适配；
11.所述上模的上部设置有纵向驱动装置，所述纵向驱动装置驱动所述上模向下移动；所述横向驱动装置的输出端分别连接于所述左模和所述右模，所述横向驱动装置驱动所述左模和所述右模同时向所述下模的中心移动；
12.所述成型焊接模具包括焊接座、以及多个用于夹持叶片的夹紧组件；多个所述夹紧组件沿叶片的长度方向间隔设置于所述焊接座上。
13.在一种可能的实现方式中，所述预折模具还包括用于固定所述叶片坯料的紧固机构，所述紧固机构包括压紧板、紧固螺栓、以及紧固座；
14.所述紧固座安装于所述定位台上，所述紧固螺栓的端部穿过所述压紧板上的通孔后旋入所述紧固座上的螺纹孔。
15.在一种可能的实现方式中，所述预折模具还包括用于定位所述叶片坯料的多个定位板。
16.在一种可能的实现方式中，所述横向驱动装置包括施力板、左推杆、以及右推杆；
17.所述施力板的数量为两个，两个所述施力板分别设置于所述上模的前后两端，所述施力板的上端连接于所述模架的下表面；
18.所述施力板上的左右两侧分别设置有左斜槽和右斜槽，所述左斜槽的下端和所述右斜槽的下端分别位于所述施力板下部的左右两端，所述左斜槽的上端和所述右斜槽的上端均靠近所述施力板的中心；
19.所述左推杆设置于所述左模的外侧，所述左推杆的两端分别与两个所述施力板上的左斜槽相配合；所述右推杆设置于所述右模的外侧，所述右推杆的两端分别与两个所述施力板上的右斜槽相配合；
20.所述模架带动所述施力板向下移动时，所述左推杆的端部在所述左斜槽内移动，所述右推杆的端部在所述右斜槽内移动，使得所述左模和所述右模同时向所述下模的中心移动。
21.在一种可能的实现方式中，所述上模通过弹性挤压结构安装于所述模架的下端；
22.所述弹性挤压结构包括限位支架、缓冲弹簧、以及底座；
23.所述限位支架的数量为多个，多个所述限位支架和所述模架的下表面围合成安装空间；
24.所述上模的上端连接于所述底座的下表面，所述底座卡接于所述安装空间内，所述缓冲弹簧设置于所述底座和所述模架之间。
25.在一种可能的实现方式中，所述限位支架包括相连接的竖板和横板，所述竖板和所述横板形成l型结构，所述竖板的端部连接于所述模架的下表面；
26.所述限位支架设置于所述底座的周向，所述横板的上表面和所述底座的下表面抵接，所述竖板的侧壁和所述底座的侧壁抵接。
27.在一种可能的实现方式中，还包括叶片模板，所述叶片模板包括第一面和第二面；
28.所述第一面和机翼型叶片的工作面展开的平面结构相同，所述第二面和机翼型叶片的非工作面展开的平面结构相同；
29.所述第一面和所述第二面相连接形成平面，所述第一面和所述第二面的连接处设置有对接线，所述对接线位于所述机翼型叶片的前缘处。
30.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
31.本发明实施例提供了一种机翼型叶片加工成型系统，使用该叶片加工成型系统加工叶片时，首先将叶片坯料放置于定位台和预折板上，此时叶片坯料位于铰接轴的下方，调整叶片坯料的位置，然后翻转预折板，叶片坯料在定位台、预折板和铰接轴的作用下逐渐折叠成v型叶片坯料，当v型叶片坯料的夹角呈5
°
～10
°
时，将v型叶片坯料取出后置入加热炉加热至500c
°
。将加热的v型叶片坯料开口向上横侧位放入左模和右模之间，同时启动纵向
驱动装置和横向驱动装置，使纵向驱动装置通过模架带动上模向下移动，同时通过横向驱动装置带动左模和右模向中间移动，在下模、上模、左模和右模的挤压下，v型叶片坯料逐渐成型，直至上模、左模和右模移动到位，使v型叶片坯料形成与模具一致的形状，保持一段时间后，拆卸模具。将压型后的v型叶片坯料放置于成型焊接模具上，使v型叶片坯料通过夹紧组件夹持固定，焊接时，先将两个夹紧组件之间的叶片坯料对缝进行焊接，对缝焊接合格后，再拆卸该焊接模具后将剩余部分进行焊接，进而完成叶片的初步加工。本发明通过预折模具能够精准地将叶片坯料折叠至v型结构，通过压型模具压型后叶片坯料能够形成叶片成品的外形，压型后的叶片坯料为一整块料，避免了现有技术中将叶片分为两部分制造，而导致对接后叶片圆弧部分效果差，以及两条对接缝使叶片强度降低的问题。成型焊接模具能够很好地对叶片坯料进行固定，并且不会损坏叶片，在叶片焊接时叶片不易变形，进而提高了加工效率、以及叶片质量，该系统成型过程可靠性高，同时操作步骤简单，能够实现叶片的高精度加工目的。该系统解决了目前不能用金属板成型完整合格的标准空腔式机翼型风机叶片的问题，该系统提高了叶片的气动性能，降低了该类风机的叶片成本。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明实施例提供的预折模具的结构示意图。
34.图2为本发明实施例提供的预折模具的使用状态示意图。
35.图3为本发明实施例提供的压型模具的爆炸示意图。
36.图4为本发明实施例提供的压型模具的使用状态示意图。
37.图5为本发明实施例提供的成型焊接模具的结构示意图。
38.图6为图5的俯视图。
39.图7为本发明实施例提供的夹紧组件的结构示意图。
40.图8为本发明实施例提供的叶片模板的结构示意图。
41.图9为本发明实施例提供的加工成型后的叶片结构示意图。
42.附图标记：100-预折模具；110-定位板；120-定位台；130-预折板；140-铰接轴；150-紧固机构；151-压紧板；152-紧固螺栓；153-紧固座；
43.200-压型模具；210-左模；220-右模；230-下模；231-定位槽；240-上模；250-模架；260-纵向驱动装置；270-横向驱动装置；271-施力板；2711-左斜槽；2712-右斜槽；272-左推杆；273-右推杆；280-弹性挤压结构；281-限位支架；2811-竖板；2812-横板；282-缓冲弹簧；283-底座；
44.300-成型焊接模具；310-焊接座；320-夹紧组件；321-固定板；322-活动板；323-铰接板；324-手柄；325-锁紧装置；3251-立板；3252-卡接板；330-限位板；
45.400-叶片坯料；
46.500-叶片模板；501-第一面；502-第二面；503-对接线。
具体实施方式
47.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
49.如图1至图9所示，本发明实施例提供的机翼型叶片加工成型系统，包括预折模具100、压型模具200、以及成型焊接模具300。
50.预折模具100包括定位台120、预折板130、以及铰接轴140。
51.定位台120的一侧转动安装有铰接轴140。预折板130一侧的两端分别连接于铰接轴140的两端。
52.铰接轴140和定位台120之间、以及铰接轴140和预折板130之间设置有供叶片坯料400通过的空间。
53.压型模具200包括左模210、右模220、下模230、上模240、模架250、纵向驱动装置260、以及横向驱动装置270。
54.左模210和右模220分别滑动安装于下模230上表面的左右两侧。上模240安装于模架250的下端，上模240的结构与叶片的内表面结构适配。
55.上模240的上部设置有纵向驱动装置260，纵向驱动装置260驱动上模240向下移动。横向驱动装置270的输出端分别连接于左模210和右模220，横向驱动装置270驱动左模210和右模220同时向下模230的中心移动。
56.成型焊接模具300包括焊接座310、以及多个用于夹持叶片的夹紧组件320。多个夹紧组件320沿叶片的长度方向间隔设置于焊接座310上。
57.需要说明的是，定位台120一侧的两端分别设置有铰接座，铰接轴140的两端转动连接于两个铰接座。叶片坯料400的折叠处的形状根据铰接轴140的直径决定。
58.纵向驱动装置260采用液压机。横向驱动装置270能够同时驱动左模210和右模220同时向定位槽231移动，且横向驱动装置270和纵向驱动装置260同时工作。左模210和右模220的下端设置有滑块，滑块卡接于下模230上表面的滑槽内。滑槽和滑块相配合可防止左模210和右模220向前后侧移动。上模240为凸模，左模210、右模220和下模230共同组成凹模，左模210与叶片的左侧外表面结构适配。右模220与叶片的右侧外表面结构适配。
59.使用该叶片加工成型系统加工叶片时，首先将叶片坯料400放置于定位台120和预折板130上，此时叶片坯料400位于铰接轴140的下方，调整叶片坯料400的位置，然后翻转预
折板130，叶片坯料400在定位台120、预折板130和铰接轴140的作用下逐渐折叠成v型叶片坯料400，当v型叶片坯料400的夹角呈5
°
～10
°
时，将v型叶片坯料400取出后置入加热炉加热至500c
°
。将加热的v型叶片坯料400开口向上横侧位放入左模210和右模220之间，同时启动纵向驱动装置260和横向驱动装置270，使纵向驱动装置260通过模架250带动上模240向下移动，同时通过横向驱动装置270带动左模210和右模220向中间移动，在下模230、上模240、左模210和右模220的挤压下，v型叶片坯料400逐渐成型，直至上模240、左模210和右模220移动到位，使v型叶片坯料400形成与模具一致的形状，保持一段时间后，拆卸模具。将压型后的v型叶片坯料400放置于成型焊接模具300上，使v型叶片坯料400通过夹紧组件320夹持固定，焊接时，先将两个夹紧组件320之间的叶片坯料400对缝进行焊接，对缝焊接合格后，再拆卸该焊接模具后将剩余部分进行焊接，进而完成叶片的初步加工。本发明通过预折模具100能够精准地将叶片坯料400折叠至v型结构，通过压型模具200压型后叶片坯料400能够形成叶片成品的外形，压型后的叶片坯料400为一整块料，避免了现有技术中将叶片分为两部分制造，而导致对接后叶片圆弧部分效果差，以及两条对接缝使叶片强度降低的问题。成型焊接模具300能够很好地对叶片坯料400进行固定，并且不会损坏叶片，在叶片焊接时叶片不易变形，进而提高了加工效率、以及叶片质量，该系统成型过程可靠性高，同时操作步骤简单，能够实现叶片的高精度加工目的。
60.本实施例中，预折模具100还包括用于固定叶片坯料400的紧固机构150，紧固机构150包括压紧板151、紧固螺栓152、以及紧固座153。
61.紧固座153安装于定位台120上，紧固螺栓152的端部穿过压紧板151上的通孔后旋入紧固座153上的螺纹孔。
62.需要说明的是，叶片坯料400调整到位后，通过紧固机构150将叶片坯料400和定位台120相对固定。旋紧紧固螺栓152，压紧板151能够将叶片坯料400和定位台120相对固定，压紧板151和叶片坯料400接触的表面设置有橡胶层。
63.本实施例中，预折模具100还包括用于定位叶片坯料400的多个定位板110。
64.需要说明的是，调整叶片坯料400的位置时，使叶片坯料400边缘的设定位置处与定位板110抵接。多个定位板110设置于叶片坯料400的相邻两个边处，进而便于叶片坯料400快速定位。
65.定位板110可作为紧固机构150的紧固座153，进而能够减少紧固座153的安装数量，使得定位板110具有定位和紧固两个作用。本实施例为便于显示结构，图1中定位板110和紧固机构150的尺寸相对实际较大。
66.本实施例中，下模230上表面的中心设置有定位槽231，定位槽231的结构与叶片的前缘结构适配，上模240的下端与定位槽231相配合。
67.需要说明的是，定位槽231起到初步定位v型叶片坯料400作用，同时便于使下模230和上模240将叶片的前缘压至成型。
68.本实施例中，横向驱动装置270包括施力板271、左推杆272、以及右推杆273。
69.施力板271的数量为两个，两个施力板271分别设置于上模240的前后两端，施力板271的上端连接于模架250的下表面。
70.施力板271上的左右两侧分别设置有左斜槽2711和右斜槽2712，左斜槽2711的下端和右斜槽2712的下端分别位于施力板271下部的左右两端，左斜槽2711的上端和右斜槽
2712的上端均靠近施力板271的中心。
71.左推杆272设置于左模210的外侧，左推杆272的两端分别与两个施力板271上的左斜槽2711相配合。右推杆273设置于右模220的外侧，右推杆273的两端分别与两个施力板271上的右斜槽2712相配合。
72.模架250带动施力板271向下移动时，左推杆272的端部在左斜槽2711内移动，右推杆273的端部在右斜槽2712内移动，使得左模210和右模220同时向下模230的中心移动。
73.需要说明的是，v型叶片坯料400放入前，模架250位于下模230的上方，且右推杆273和右斜槽2712分离，左推杆272和左斜槽2711分离。纵向驱动装置260驱动模架250向下移动，右推杆273移动至右斜槽2712内，左推杆272移动至左斜槽2711内。模架250继续带动施力板271向下移动，左模210能够在左推杆272和左斜槽2711的作用下向定位槽231移动，右模220能够在右推杆273和右斜槽2712的作用下向定位槽231移动，因此左模210和右模220能够在施力板271的作用下同时向定位槽231移动，从而实现了左模210和右模220同步移动的目的，该模具合模时，仅通过纵向驱动装置260进行驱动，便可实现上模240、左模210和右模220同步移动的目的，因此该模具结构简单，实用性强。
74.本实施例中，上模240通过弹性挤压结构280安装于模架250的下端。
75.弹性挤压结构280包括限位支架281、缓冲弹簧282、以及底座283。
76.限位支架281的数量为多个，多个限位支架281和模架250的下表面围合成安装空间。
77.上模240的上端连接于底座283的下表面，底座283卡接于安装空间内，缓冲弹簧282设置于底座283和模架250之间。
78.需要说明的是，纵向驱动装置260通过模架250同时带动弹性挤压结构280和上模240向下移动，上模240和v型叶片坯料400接触后继续下行，直至上模240移动到位，此时，v型叶片坯料400被下模230、上模240、左模210和右模220挤压并合拢成型，模架250继续向下移动，使得弹性挤压结构280受力压缩，直至模架250移动到位，v型叶片坯料400在弹性挤压结构280的作用下进一步挤压成型，弹性挤压结构280能够进一步提供挤压力，使v型叶片坯料400成型，从而提高叶片加工效率和可靠性。
79.底座283卡接于安装空间内，底座283能够在安装空间内上下移动。弹性挤压结构280受力压缩时，底座283和模架250相互靠近，使得缓冲弹簧282受力压缩，进而实现进一步的挤压效果。
80.缓冲弹簧282的数量和劲度系数依据v型叶片坯料400所需的挤压力进行选择。
81.本实施例中，限位支架281包括相连接的竖板2811和横板2812，竖板2811和横板2812形成l型结构，竖板2811的端部连接于模架250的下表面。
82.限位支架281设置于底座283的周向，横板2812的上表面和底座283的下表面抵接，竖板2811的侧壁和底座283的侧壁抵接。
83.需要说明的是，限位支架281包括竖板2811和横板2812，并为l型结构，因此结构简单，便于安装和维护。竖板2811的侧壁和底座283的侧壁抵接，能够防止底座283横向移动，进而进一步保证叶片压型过程中的精确度。
84.本实施例中，每个夹紧组件320均包括手柄324、固定板321和活动板322。
85.固定板321安装于焊接座310上，活动板322的端部和固定板321的端部铰接，活动
板322的下表面和固定板321的上表面之间形成用于夹持叶片的夹紧空间，活动板322的下表面和固定板321的上表面与其配合的叶片表面处结构适配。
86.铰接板323固定于固定板321上，活动板322通过铰接板323和固定板321的端部铰接。
87.活动板322远离铰接板323的一端设置有手柄324。
88.需要说明的是，固定板321和活动板322均为竖直设置，固定板321和活动板322共面。活动板322的下表面和固定板321的上表面与其配合的叶片表面处结构适配，以保证施焊后的叶片型线符合要求。
89.夹紧组件320夹紧时，将压型后的v型叶片坯料400放置于固定板321上，使每个夹紧组件320的固定板321的上表面与叶片坯料400的设定位置处接触，调整到位后，翻转活动板322，使固定板321和活动板322将叶片坯料400夹持固定。
90.工作人员可通过手柄324操作活动板322，一方面提高该模具的使用便利性，另一方面使工作人员手远离焊接处，防止叶片焊接后烫伤工作人员。
91.本实施例中，焊接座310的两侧设置有限位板330，多个夹紧组件320设置于两侧的限位板330之间。
92.需要说明的是，将折叠后形成v型的叶片坯料400放置于固定板321上时，叶片坯料400两端和限位板330抵接，从而可实现叶片坯料400的快速定位，进而提高加工效率。
93.本实施例中，每个夹紧组件320还包括用于固定活动板322和固定板321的锁紧装置325，锁紧装置325设置于手柄324的一侧，锁紧装置325包括立板3251和卡接板3252。
94.卡接板3252的一端连接于立板3251的上端，立板3251和卡接板3252组合形成l型结构，立板3251的下端固定于焊接座310上，卡接板3252的下表面和手柄324的上表面相配合。
95.需要说明的是，每个夹紧组件320将叶片夹持后可分别通过锁紧装置325进行固定。由于叶片体积较大，因此活动板322和手柄324长度较长，使得活动板322和手柄324可发生一定的弹性形变，同时立板3251也可发生一定的弹性形变，经实践活动板322、手柄324和立板3251相对移动1～2cm即可满足使用需求，即卡接板3252宽度小于2cm。
96.手柄324和卡接板3252配合面上还可安装插销防松，即插销依次穿过卡接板3252上的孔和手柄324上的孔。
97.本实施例中，还包括叶片模板500，叶片模板500包括第一面501和第二面502；
98.第一面501和机翼型叶片的工作面展开的平面结构相同，第二面502和机翼型叶片的非工作面展开的平面结构相同；
99.第一面501和第二面502相连接形成平面，第一面501和第二面502的连接处设置有对接线503，对接线503位于机翼型叶片的前缘处。
100.需要说明的是，按照叶片模板500裁剪金属板能够形成叶片坯料400，从而提高叶片坯料400的裁剪效率，进而适用于叶片的批量加工。对接线503位于叶片的前缘处，对接线503能够提高后续折叠工序的精准度，从而可通过预折模具100将叶片坯料400精准地折叠至设定的v型结构。
101.本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发
明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。