水泵機(jī)械制造工藝的設(shè)計(jì)分析

伍連杰 陳立發(fā)

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)制造水平也不斷提升，而對(duì)于水泵產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，制造和設(shè)計(jì)方面都取得了很大的進(jìn)步。然而同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的水泵制造工藝還有很大的發(fā)展空間。基于此，本文對(duì)水泵機(jī)械制造工藝的設(shè)計(jì)加以分析，并針對(duì)泵殼零件加工問(wèn)題、泵殼體材料、毛坯及熱處理等方面進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：水泵機(jī)械;制造工藝;設(shè)計(jì)分析

引言：機(jī)械制造的精度對(duì)于機(jī)械在實(shí)際工作中的效率與質(zhì)量可以起到直接的影響。在現(xiàn)階段的機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效提升機(jī)械質(zhì)量，還可以進(jìn)一步延長(zhǎng)其使用壽命。為進(jìn)一步提升水泵設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其中零件以及材料的處理，進(jìn)而為提升成品質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.優(yōu)質(zhì)水泵機(jī)械的具體設(shè)計(jì)要求

1.1優(yōu)質(zhì)水泵機(jī)械的特征

一臺(tái)質(zhì)量達(dá)標(biāo)的優(yōu)質(zhì)水泵機(jī)械首選需要滿足一流的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)在制造的過(guò)程中采用最好的技術(shù)以及加工工藝，進(jìn)而有效對(duì)水泵的質(zhì)量提供保障。在水泵機(jī)械產(chǎn)品的制造過(guò)程中，使用的工藝水準(zhǔn)是其中的核心，只有具備高超的工藝技術(shù)才能制造出滿足實(shí)際工程需求的精密設(shè)備，進(jìn)而有效促進(jìn)生產(chǎn)成本與生產(chǎn)效率的穩(wěn)步提升。尤其是水泵機(jī)械的生產(chǎn)，因其具備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件繁多的特點(diǎn)，加工制作的難度也大大提升，在這樣的情況下，給水泵質(zhì)量控制提出了更高的要求。

1.2水泵零件的特征

在生產(chǎn)過(guò)程中，水泵的零件主要分為不銹鋼、鑄鋼件鉻鋼以及碳鋼等幾種不同類型，并且該過(guò)程對(duì)加工的精度要求也非常高。以定位裝夾基準(zhǔn)工序?yàn)槔仨毚_保正流道方位的準(zhǔn)確性，進(jìn)而最大限度地避免葉輪流道與壓水室偏移、錯(cuò)位以及相互摩擦的現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，為進(jìn)一步確保水泵零件的精密程度，還應(yīng)對(duì)工藝流程和設(shè)計(jì)工裝加強(qiáng)進(jìn)一步控制。

2.泵殼零件加工的突出問(wèn)題

在水泵機(jī)械的制造過(guò)程中，水泵機(jī)體是其中非常重要的組成部分，只有數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件有效組合在一起且位置不發(fā)生偏移才能有效推動(dòng)機(jī)械的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。受到不同使用需求的影響，泵的殼體從外部形態(tài)的角度上來(lái)看存在著較大的差異，但是也具備著強(qiáng)烈的共同點(diǎn)。那就是基于零件的空間位置以及殼體安裝的復(fù)雜程度，進(jìn)行外形設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)盡可能地增強(qiáng)承載力，同時(shí)有效降低空間的占有率，進(jìn)而不斷提升其精簡(jiǎn)程度。同時(shí)，為便于后期的零件設(shè)備養(yǎng)護(hù)，應(yīng)不斷減少零件的重量，但為有效發(fā)揮其保護(hù)作用，對(duì)材料本身的高度也要有一定的要求，進(jìn)而減少鑄件的厚度，進(jìn)一步維持更方需求的平衡。通常情況下，泵殼上會(huì)有很多緊閉的螺釘安裝孔，這些安裝孔雖然不具備特殊的要求，但也會(huì)在一定程度上對(duì)加工過(guò)程產(chǎn)生影響，進(jìn)而在原有工程量就比較大的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升了加工的難度。

3.泵殼體材料、毛坯以及熱處理分析

3.1確定毛坯種類

現(xiàn)階段，較為常見(jiàn)的水泵毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件以及工程塑料件等，而對(duì)毛坯種類加以選擇的過(guò)程中需要考慮如下幾方面的因素：由于材料自身特性和機(jī)械性能的不同，因此也適用于不同的對(duì)象與使用環(huán)境。通常情況下，如果對(duì)不規(guī)則的形狀以及壓力承受能力加以要求的零件部位，鋼材一般會(huì)使用鍛件。而對(duì)于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，則可以使用鍛造或擠壓的方法進(jìn)行生產(chǎn)。同時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中要加強(qiáng)多材料特性以及機(jī)械特性的考慮，進(jìn)而不斷提升工業(yè)生產(chǎn)的效率與精度。另外，因?yàn)楸玫耐鈿ば枰可a(chǎn)，所以同一批次的材料規(guī)格也需要保持一致。

3.2確定毛坯形狀和尺寸

水泵毛坯最終的尺寸等于用基礎(chǔ)零件的尺寸加上外部尺寸或減去加工余量的結(jié)果，而且相關(guān)形狀的確定需要結(jié)合具體的需求而定，同時(shí)為有效提升最終形狀的完成度、為大批量生產(chǎn)提供條件，應(yīng)加強(qiáng)以下幾方面的管控：首先對(duì)于加工穩(wěn)定、不易加料的加工零件考慮增程，即通過(guò)一些小零件轉(zhuǎn)換為更多的零擔(dān)零件或者借助簡(jiǎn)單加工的零件組合成特殊形狀等做法進(jìn)一步提升加工的效率。例如連桿和連桿蓋可以先加工后分離[1]。其次，加強(qiáng)對(duì)經(jīng)濟(jì)性的考慮，最大限度避免材料的浪費(fèi)。這里所說(shuō)的經(jīng)濟(jì)性并不僅僅是對(duì)材料的節(jié)約，更是對(duì)時(shí)間以及其他資源的節(jié)約。如果減少了材料的使用，但卻增加了加工成本，這也不是不符合經(jīng)濟(jì)性的規(guī)律的。因此，經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)要求在完成工作目標(biāo)的基礎(chǔ)上有效減少加工余量，提升材料的使用效率，甚至可以降低加工成本，并且整個(gè)過(guò)程的制造難度也不會(huì)隨之增加。最后，在進(jìn)行一部分原材料較為昂貴的毛坯制造時(shí)，成本投入相比之下是較少的;而進(jìn)行大批量的普通材料毛坯生產(chǎn)時(shí)，就需要對(duì)投入成本的控制加以考量。

3.3坯料的熱處理

通常情況下，泵殼毛坯鑄鐵件在進(jìn)入加工車間以前還需要進(jìn)行一次人工的加工，以有效消除配料的內(nèi)因力。在對(duì)較為容易變形毛坯進(jìn)行加工的過(guò)程中，為盡量避免出現(xiàn)氣孔、收縮以及存在雜質(zhì)等問(wèn)題，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其表面精度的管控，進(jìn)一步完善對(duì)其的打磨加工，進(jìn)而為接下來(lái)的工作奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)其物理性質(zhì)和化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而為后期的機(jī)械加工提供更為準(zhǔn)確、有代表性的數(shù)據(jù)參考。

4.水泵機(jī)械制造工藝的規(guī)程設(shè)計(jì)

4.1毛坯制造形式的確定

為進(jìn)一步保障水泵內(nèi)部機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)不斷提升外部殼體的密封性。對(duì)一部分體積較小的零件進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)在保證生產(chǎn)率的同時(shí)進(jìn)一步提升其精準(zhǔn)程度。面對(duì)加工對(duì)象形狀不復(fù)雜的情況，應(yīng)確保事先制作的形狀配料盡可能地符合零件的實(shí)際形狀，進(jìn)而嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定與實(shí)際需求進(jìn)行鑄造，并參考設(shè)計(jì)手冊(cè)和操作規(guī)范選擇最為科學(xué)、合理的鑄造方式與鑄造手段。在大多數(shù)的鑄造手段中，金屬型鑄造的精度較高，同時(shí)其經(jīng)濟(jì)成本與產(chǎn)出收益也呈現(xiàn)出一個(gè)較為穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)而也得到了廣泛地認(rèn)可與應(yīng)用。

4.2工藝路線的制定

在進(jìn)行工藝路線制定的過(guò)程中，首先要參考零件的幾何形狀、相應(yīng)的尺寸精度以及該零件所處的具體位置，通過(guò)對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行考量進(jìn)而有效提升工藝路線的合理性。同時(shí)，在確定生產(chǎn)計(jì)劃的基礎(chǔ)上還要對(duì)生產(chǎn)條件加以分析與判斷，進(jìn)一步考慮到經(jīng)濟(jì)收益和成本投入，從而有效提升生產(chǎn)率，為降低生產(chǎn)成本打下基礎(chǔ)[2]。另外，促進(jìn)資源的合理分配，將更多的重要資源投入到關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，有效避免出現(xiàn)投入比例失衡的情況，為后期加工的有序進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

4.3基面的選擇

在工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，基面的選擇是其中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，提升基面選擇的合理性有助于提升加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率，但如果在基面的選擇上存在誤差就很容易引發(fā)加工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)出大量的報(bào)廢零件，為正常的工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)阻礙。在進(jìn)行初加工的過(guò)程中，只能作為毛坯表面的基準(zhǔn);而在后期就可以作為處理后表面的基準(zhǔn)。在基準(zhǔn)選擇的過(guò)程中采取的是數(shù)據(jù)重合的方法，進(jìn)而有效提升選擇的可靠性。

結(jié)論：綜上所述，水泵機(jī)械的設(shè)計(jì)工藝十分復(fù)雜，為有效提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性，在對(duì)零件機(jī)械進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)充分考慮材料的特性以及對(duì)象的需求，進(jìn)而有效選擇毛坯不斷滿足不同的應(yīng)用需求。另外，在選擇加工工藝時(shí)可以引入更為先進(jìn)的自動(dòng)化手段，進(jìn)而有效提升加工過(guò)程的準(zhǔn)確性，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量以確保其經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]張濤.水泵機(jī)械制造工藝的設(shè)計(jì)探究[J].智能城市，2020，6（12）：245-246.

[2]仇偉偉，孔江峰，曹崇宏.淺談水泵機(jī)械制造工藝水平提升的方法[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（02）：48-49.