专利名称：涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种叶轮模具的制作方法，特别是一种涡轮增压器压气机叶 轮模具的制作方法。
背景技术：
压气机叶轮是涡轮增压器的重要部件，其精度直接关系到增压器性能的 好坏，而压气机叶轮的精度主要取决于制作该叶轮模具的精度，所以制造高 精度的叶轮模具对涡轮增压器压气机非常关键。
目前的涡轮增压器压气机叶轮模具常用的制作方法主要有如下几种
一、 首先加工一个低熔点材料的叶轮实物模型，用该叶轮实物模型 制作一个树脂阴模(即叶轮模具)，再通过树脂阴模来制作橡胶 叶轮，但这种方法存在不足之处，其在制作橡胶叶轮时容易出 现叶片断裂现象，经常会造成断裂叶片残留在树脂阴模内而使 树脂阴模报废。
二、 利用数控加工组装叶轮铜金属模具，制作过程大致如下
1. 先设计出叶轮的三维图形。
2. 再通过叶轮三维图形设计模具模块的三维图形。
3. 在数控铣床上加工出叶轮模具各模块(用铜金属材料加工)，再将 多块模块拼接在一起制成叶轮模具。
这种制造叶轮模具的方法的优点是叶轮模具制作形式较为简单，叶轮 模具的各组成模块只需上一般数控铣床加工出来即可。因为模具是由很多模块拼接而成，因而在使用中对模具的清理保养比较方便。
但这种制造叶轮模具的方法存在不足之处由于叶轮模具芯部是由很多模块拼接而成，而模块则是在数控铣床上一块块地加工而成，在加工中，由于工件找正、刀具使用、机床自身精度等人为和客观因素的影响，存在较大误差；由于模具是由多块模块装配而成，在装配过程中的累计误差不好控制，会使得各个模块的形状和精度上存在着一定的不一致性；而且由于模块是拼接而成，所以翻出的叶轮毛坯上有拼缝的痕迹，影响表面光洁度；并且用这
样的叶轮模具制作的叶轮，叶轮叶尖根部无法清成直角，存在拼缝飞边，要靠人工修理橡胶模，造成橡胶模易变形及使用寿命变短。
三、 针对第二种方法存在的问题，中国专利CN1830597公开了一种增压器压气机叶轮模具的加工方法，其步骤为-
1、 建立压气机叶轮CAD模型；
2、 五轴数控编程、仿真加工；
3、 低熔点材料毛坯成型；
4、 五轴铣削低熔点材料压气机叶轮阳模；
5、 灌制树脂阴模、熔化低熔点压气机叶轮阳模；
6、 灌制硅橡胶阳模；
7、 翻制石膏阴模；
8、 浇铸铝叶轮成型产品。这种制造叶轮模具的方法的优点是模具制作流程简单，制作周期短，
便于在产品需求时间较急的时候制作使用；其为叶轮整体数控加工，在五轴
数控铣床上加工出来，很大程度的保证了这个叶轮实物模型(硅橡胶阳模)的叶片的精度和一致性的问题；由于融掉叶轮实物模型后出现的是整体型腔，所以就没有模具装配时出现的装配误差和拼缝飞边等问题。较好的解决了叶轮毛坯中出现的问题。
这种制造叶轮模具的方法的不足之处是由于型腔部分的材料是树脂，
在制作橡胶模的时候，如果出现橡胶模断裂在型腔内的情况，就会不好清理，
甚至会导致叶轮模具的报废;树脂材料制作的叶轮模具，时间长了容易变形，
寿命比较短，需要经常制作，比较麻烦。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法，该方法制作的叶轮模具精度高、 一致性好、不易变形、工艺步骤小、制作周期短和成本低。
本发明的技术方案是 一种涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法，其主要包括如下步骤
一、 制作一个容易被酸溶的金属的叶轮实物模型；
二、 对叶轮实物模型进行外表面铸造金属层利用化学方法，在该叶
轮实物模型的外表面铸上一层2-7mm的耐酸的金属层;
三、 酸溶将金属的叶轮实物模型用酸液溶化掉，这样就形成了这个叶轮实物模型的耐酸的金属空腔，即制作完成了涡轮增压器压气机叶轮模具。
本发明进一步的技术方案是第一步包括如下步骤
a、 计压气机叶轮的数据模型通过计算机软件(例如
pro/engin犹r等)设计出涡轮增压器压气机叶轮的计算机三维数据模型(即计算机三维图形)，， b、 利用数控加工中心制作一个叶轮实物模型利用上述叶轮 的计算机三维数据模型，在五轴数控铣床上，用容易被酸 溶的铝合金等金属加工出一个整体的叶轮实物模型。 本发明再进一步的技术方案是第二步中所述的利用化学方法为电铸方 法，所述的金属层为镍层或铜层，镍层或铜层的厚度为2-7mm。
本发明还进一步的技术方案是:第三歩中所述的酸液为盐酸或者稀硫酸溶液。
本实用新型与现有技术相比具有如下特点 这种新型模具的特征如下
1、 由于本方法第二歩得到的涡轮增压器压气机叶轮实物模型为在 五轴数控铣床的一次找正定型整体数控加工出来，很大程度保
证这个叶轮实物模型叶片的精度能达到0.03mm，表面粗糙度可 达O.lum，各叶片一致性很好；
2、 由于溶掉样品轮后出现的是整体型腔，所以就没有模具装配时 出现的装配误差和拼缝飞边等；
3、 而且由于是金属模具，在模具存放时间内也不易变形，很大程 度延长了模具的使用寿命，并且当出现橡胶模断裂在型腔内的 时候，也便于清理，不会出现因此而导致模具报废的情况出现。
4、 其工艺步骤小，制作周期短，成本低。
为了更清楚地说明本发明，列举以下实施例，但其对发明的保护范围无 任何限制。
具体实施例方式
实施例l
一种涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法，其主要包括如下步骤
一、 设计压气机叶轮的数据模型通过计算机软件(例如pro/engine贫) 设计出涡轮增压器压气机叶轮的计算机三维数据模型(即计算机三维图形)。
二、 利用数控加工中心制作一个叶轮实物模型利用上述叶轮的计算 机三维数据模型，在五轴数控铣床上，用容易被酸溶的金属材料
(最好为铝合金)加工出一个整体的叶轮实物模型。 通过上述一、二两个步骤完成的叶轮实物模型也可以用其它常用 的快速成型设备制作而成。
三、 叶轮实物模型进行外表面铸造金属层利用化学方法，在该叶轮 实物模型的外表面铸上一层2-7mm的耐酸的金属层，最好是用电 铸的方法在该叶轮实物模型的外表面铸上一层2-7mm的均匀的 镍层或铜层。
四、 酸溶将金属叶轮实物模型用酸溶液化掉，酸溶液一般可以采用 足以溶化掉毛坯实物模型(主要为铝合金材料)的浓度的盐酸或 者硫酸溶液，这样就形成了带有这个叶轮实物模型形状的内空腔 的金属阴模(金属阴模的腔壁为镍或铜)，即制作完成了涡轮增压 器压气机叶轮阴模，也就是涡轮增压器压气机叶轮模具。
经过上述步骤制作的涡轮增压器压气机叶轮模具就可以用来浇铸橡胶 涡轮增压器压气机叶轮。
用本发明的方法制作的涡轮增压器压气机叶轮模具的特征如下由于本方法第二步得到的涡轮增压器压气机叶轮实物模型为在五轴数 控铣床的一次找正定型整体数控加工出来，很大程度的保证了这个叶轮实物
模型叶片的精度能达到0.03mm及各叶片一致性的问题；由于溶掉叶轮实物 模型后出现的是整体型腔，所以就没有模具装配时出现的装配误差和拼缝飞 边等；而且由于是金属模具，在模具存放时间内也不易变形，很大程度延长 了模具的使用寿命，并且当出现橡胶模断裂在型腔内的时候，也便于清理， 不会出现因此而导致模具报废的情况出现。
权利要求
1、一种涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法，其特征是其工艺包括如下步骤一、制作一个容易被酸溶的金属的叶轮实物模型；二、对叶轮实物模型进行外表面铸造金属层利用化学方法，在该叶轮实物模型的外表面铸上一层2-7mm的耐酸的金属层；三、酸溶将金属的叶轮实物模型用酸液溶化掉，这样就形成了这个叶轮实物模型的耐酸的金属空腔，即制作完成了涡轮增压器压气机叶轮模具。
2、 根据权利要求1所述的涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法，其 特征是第一步工艺所述的制作一个容易被酸溶的金属的叶轮实物模型 包括如下步骤a、 设计压气机叶轮的数据模型通过pro/engineer等计算机软件 设计出涡轮增压器压气机叶轮的计算机三维数据模型；b、 利用数控加工中心制作一个叶轮实物模型利用上述叶轮的计 算机三维数据模型，在五轴数控铣床上，用容易被酸溶的铝合 金等金属加工出一个整体的叶轮实物模型。
3、 根据权利要求1或2所述的涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法， 其特征是第二步工艺中所述的利用化学方法为电铸方法，所述的金属层为 镍层或铜层，镍层或铜层的厚度为2-7mm。
4、 根据权利要求1或2所述的涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法，其特征是第三步工艺中所述的酸液为盐酸或者稀硫酸溶液。
5、 根据权利要求3所述的涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法，其特征是第三步工艺中所述的酸液为盐酸或者稀硫酸溶液。
6、 根据权利要求1所述的涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法，其 特征是第一步工艺方法为用常用的快速成型设备制作叶轮实物模型。
全文摘要
一种涡轮增压器压气机叶轮模具的制作方法，其主要包括如下步骤一、设计压气机叶轮的数据模型通过pro/engineer计算机软件设计出涡轮增压器压气机叶轮的计算机三维数据模型。二、利用数控加工中心制作一个叶轮实物模型在五轴数控铣床上，用容易被酸溶的铝合金等金属材料加工出一个整体的叶轮实物模型。三、对叶轮实物模型进行外表面铸造金属层用电铸的方法在该叶轮实物模型的外表面铸上一层2-7mm的均匀的镍层或铜层。四、酸溶将金属叶轮实物模型用酸溶液化掉。经过上述步骤制作的涡轮增压器压气机叶轮模具就可以用来浇铸橡胶涡轮增压器压气机叶轮。
文档编号B22C9/06GK101480699SQ20091004260
公开日2009年7月15日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者泓 凌, 戴志辉, 霞 朱, 斌 肖, 胡辽平, 敏 赵 申请人:湖南天雁机械有限责任公司