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双吸泵泵体工艺及误差分析
2015-11-02 09:40:30

对大型双吸泵泵体的加工工艺进行了介绍,并对加工过程中可能产生的形位误差进行了分析双吸泵是量大面广的泵类产品,广泛用于工农业及其他行业的循环、排灌等场合,在经济建设中发挥着重要作用。对于大型双吸泵的泵体,由于其结构的特殊要求,给加工带来了很大的不便。又由于其批量很小,设计制造专机进行加工又不经济,因此各生产厂家都在卧式落地式镗床上进行加工。在卧式落地式镗床上进行双吸泵泵体的加工工序复杂,对操作工人的技术水平要求高,加工精度经常出现不能满足设计要求的现象,影响了泵的装配和正常运行。本文对大型双吸泵泵体的加工工艺和误差进行分析和探讨。

  一、泵结构

  大型双吸泵泵体的结构如图l所示。大型双吸泵泵体的加工有三个特点:一是泵体和泵盖合配后一起加工;二是中间孔直径大,两端孔直径小,加工大孔时看不到切削情况;三是各孔要求同轴度高,且端面A和端面B对孔中心线有跳动要求。
 

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  二、加工工艺

  目前加工工艺有两种:第一,利用加长镗杆将各孔一次加工成,再利用刀盘上的刀杆加工两端面。第二,利用刀盘上的刀杆先加工完侧孔湍面,工作台回转180。后,再加工另一端孔和端面。

  1.利用加长镗杆加工从图2可以看出,使用加长镗杆加工两端1孔和2孔比较方便,但加工中间3孔时,由于看不到切削情况,对刀、进刀和测量都比较麻烦,只能用预先调好的定尺寸刀具,凭经验进行操作。一次走刀后,打开泵盖,调换刀具,再把泵合盖,再进行下一次走刀。如此重复数次才能完成。若设计复合刀具,可减少走刀次数,提高加工效率,但需要考虑镗杆的刚度及其对加工表面粗糙度的影响。由于一次装夹,使用同一个镗杆完成各孔的加工,所以各孔的同轴度容易保证。但加工3孔上的两个槽比较麻烦。由于使用加长镗杆不能实现径向自动进刀,还必须设计专用的进刀机构才能完成槽的加工。这种专用的进刀机构多种多样,加工效率和加工质量也很一般,所以有的厂家干脆采用手工进刀的方法,即在镗杆上开一方形按刀孔,切槽刀杆用螺钉压紧(压力不能太大),刀杆的非切削端必须露出镗杆,加工时镗杆每转一转,用锤子敲一下刀杆,从而实现刀具的径向进给。这种方法虽然简单,但也能达到目的,因此应用还比较广泛。由于槽一般都比较宽,加工时容易引起振动,所以要控制切槽刀的主切削刃宽度和进给量。

  使用同一个镗杆完成各孔的加工,虽然各孔的同轴度容易保证,但仍然存在加工孔的形位误差,在加工高精度的孔时,也必须引起重视。如图3所示。

 

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  加工前要首先调整检测镗杆与工作台的平行度。当镗杆的回转中心线与工作台的进给方向不平行时,如果工作台进给进行加工,则加工出如图3所示的孔。刀具的回转直径为φ。用垂直于镗刀杆的回转中心线的平面剖切,则得至归国剖面。孔在各个方向的尺寸都等于φ,此孔为一正圆。如果用垂直于工作台运动方向的平酗剖切,则得到A甜剖面,此孔水平方向尺寸为咖,垂直方向为矽φ,显然庐大于φ,这样加工成形的孔是一椭圆,孔的中心线平行于工作台面(工作台进给方向)。

  如果镗杆的回转中心线与工作台的进给方向不平行,不是工作台进给进行加工,而是镗杆进给加工,则会加工出如图4所示的孔。

 

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  用垂直于工作台运动方向的平面剖切,则得到A么剖面,此孔水平方向尺寸为刀具的回转直径φ,垂直方向为φ,显然φ小于多φ。如果用垂直于刀杆的回转中心线的平面谚剖切,则得到B-B剖面。孔在各个方向的尺寸都等于西,此孔为正圆。孔的中心线与工作台面不平行。

  这两种方式加工产生的孔的形位误差,与镗杆的回转中心线与工作台的进给方向夹角的大小而变化。由于与之相配合的零部件配合性质不同,因而对装配和运行所造成的影响也不相同,要根据具体情况,判断其影响大小,尽而采取预防措施。

  泵体两端面和日面的,也要设计专用夹具才能完成加工。由于这种夹具结构比较复杂,为了减少工装的设计制造,降低生产成本,人们往往将加长镗刀杆卸下,利用镗床的刀盘,在上面安装刀杆进行加工。这样加工A面很方便且能保证端面圆跳动要求。但加工B面时,要将工作台转动180。后再后加工。如果工作台的转动精度很高,这样加工很方便,如果工作台的转动精度不能保证加工精度的要求,则必须以已加工面为基准,转动工作台进行找正,然后再加工矧面。

  在保证镗杆伸出长度能满足加工要求的前提下,镗杆仍有足够的刚度,可以采用这种方法进行加工,可依次加工成一面的1孔、2孔和3孔。用这种加工方法与第一种加工方法相比,但可以很方便地加工出A面以及孔3孔上的定位沟槽。但加工另一边的几个孔时,要将工件(工作台)转动l80。后加工。工作台的回转精度、工作台的回转中心线与镗床主轴回转中心线的相对位置精度,决定了泵体上孔加工后的形位误差。

  用这种方法进行加工时,最好先调整工作台的回转中心线与镗床主轴回转中心线在同一平面内,这样只要保证工作台的回转精度,就能保证泵体上孔的同轴度和端面圆跳动要求。实际上这种调整很麻烦,因此加工误差也就难免。其误差产生原因分析如下,见图6。如果工作台的回转中心线与镗床主轴回转中心线不在同一平面,且距离为a(如图6c)。0为工作台的回转中心,D为镗床主轴回转中心线上的一点,(也是A端孔中心线上的一点)。0—0距离为a。当加工好A端的平面和孔后,将工作台(工件)转动180。,加工端平面和各孔(如图6b)。从图中可以看到,原来A端孔中心线上的D点,转到了D处,且距离O“-O‘=O’-O=a。若不考虑工作台的转动误差,两端孔的同轴度误差为2口。所以,采用这种方法进行加工时,在加工端孔和端面时,要先以A端已加工好的孔和端面为基准找正,然后加工。找正时只能横向移动工作台(或者移动镗床床头),不允许转动工作台(转动工作台不能找正。见下面工作台转动误差产生的形位误差分析)。如果工作台的回转中心线与镗床主轴回转中心线完全重合在同一平面,则这种加工误差不存在。上面的分析没有考虑工作台的回转误差对加工产生的影响,实际上工作台的回转误差所产生的影响也是不可忽视的。如图7所示。

  如果工作台的回转角度大于180。(如图7所示),则两端孔中心线形成一个夹角,使加工的孔产生不同轴误差(如果转动角度小于180。,则两端孔中心线形成的夹角在上图所示的对称位置)。不同轴误差的大小决定于工作台回转误差的大小。所以,采用这种方法进行加工时,工作台(工件)转动180。后,要首先利用已加工好的A端平面为基准,转动工作台进行

  找正;平面找正后移动工作台(或镗床头)再找正A端已加工的孔,A端平面和孔都找正后再加工曰端平面,这样就能保证两端孔的同轴度以及端端面对孔中心线的跳动要求。

  三、总结

  通过以上分析可见,在加工过程中要想保证加工精度,找正方法非常重要。但同等重要的是操作工人的责任心和专业技术水平,这些条件缺一不可。泵体的质量较大,小则几吨,大则十几吨乃至几十吨,价值不菲。所以加工中要慎之又慎,确保万无一失。目前,国外先进的制造商已抛弃了这种制造工艺,他们将泵体和泵盖分别加工,然后合配到一起即可进行产品的总装。在保证精度的前提下,大大提高了加工效率
 

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