CN107498069A - 泵体结合部偏心圆加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及泵体机械加工领域，具体地说是一种泵体结合部偏心圆加工工艺，最后一个偏心圆通过呈L型的刀架完成加工，加工过程如下：a、去除第一待加工区域腹腔下表面的残留部分；b、去除第二待加工区域直壁部分下半段；c、去除第二待加工区域靠近腹腔下表面的倒圆角部分，首先逆时针加工去除所述倒圆角部分的前一半，然后再顺时针加工去除所述倒圆角部分的后一半；d、去除第一待加工区域腹腔上表面的残留部分；e、去除第二待加工区域直壁部分上半段；f、去除第二待加工区域靠近腹腔上表面的倒圆角部分，先逆时针去除所述倒圆角部分的前一半，再顺时针去除所述倒圆角部分的后一半。本发明解决了最后一个偏心圆的加工难题，保证加工质量。

Description

泵体结合部偏心圆加工工艺
技术领域
本发明涉及泵体机械加工领域，具体地说是一种泵体结合部偏心圆加工工艺。
背景技术
在泵体加工过程中，泵体腹腔结合部经常需要进行偏心圆加工，如果在泵体腹腔的基本圆内设计多个偏心圆的话，最后一个偏心圆的加工旋转区域半径会非常小。如图1～4所示，泵体腹腔基本圆内的各个偏心圆依次光滑衔接形成一个弧形腔壁，最后一个偏心圆腹腔深度最大，同时加工旋转区域的半径最小，加工时泵体旋转且刀具只能在所述加工旋转区域内，一旦出了该区域，刀具的刀杆便会碰到基本圆，而在这么狭小的空间内，普通刀夹进不去，而且刀具探出过长，很容易出现刀具强度不够无法切削的问题，同时多个偏心圆找正困难，没有对刀基准，也无法测量偏心圆加工后的尺寸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泵体结合部偏心圆加工工艺，将刀架设计成L型，解决了最后一个偏心圆在加工旋转区域半径最小且加工深度最深的情况下的加工难题，并且在加工过程利用不同规格的工装法兰完成找正、对刀和测量，有效保证加工质量。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种泵体结合部偏心圆加工工艺，最后一个偏心圆通过呈L型的刀架完成加工，所述刀架包括刀杆和刀座，刀具安装在所述刀座上，所述刀座包括夹刀开口朝上和夹刀开口朝下两种形式；要去除的区域包括第一待加工区域和第二待加工区域，所述第一待加工区域包括分别位于泵体腹腔上、下表面的加工倒数第二个偏心圆时所留下的残留部分，所述第二待加工区域包括直壁部分和所述直壁部分上下两端的倒圆角部分，且所述倒圆角部分分别与第一待加工区域的残留部分衔接，加工时所述刀架的刀杆始终在加工旋转区域中，加工过程如下：
a、去除第一待加工区域的位于泵体腹腔下表面上的残留部分，选用刀架的刀座夹刀开口朝下；
b、去除第二待加工区域的直壁部分的下半段，选用刀架的刀座夹刀开口朝下；
c、去除第二待加工区域的靠近泵体腹腔下表面的倒圆角部分，选用刀架的刀座夹刀开口朝下，且首先逆时针加工去除所述倒圆角部分的前一半，然后再顺时针加工去除所述倒圆角部分的后一半；
d、去除第一待加工区域的位于泵体腹腔上表面上的残留部分，选用刀架的刀座夹刀开口朝上；
e、去除第二待加工区域的直壁部分的上半段，选用刀架的刀座夹刀开口朝上；
f、去除第二待加工区域的靠近泵体腹腔上表面的倒圆角部分，选用刀架的刀座夹刀开口朝上，且首先逆时针加工去除所述倒圆角部分的前一半，然后再顺时针加工去除所述倒圆角部分的后一半。
加工过程中通过将一个工装法兰放置在泵体腹腔底部的止口处辅助找正、对刀和测量。
加工第一待加工区域的位于腹腔下表面的残留部分时，刀具采用93°反偏刀；加工第一待加工区域的位于腹腔上表面的残留部分时，刀具采用93°正偏刀。
加工第二待加工区域的直壁部分时，刀具采用60°尖刀。
加工第二待加工区域的靠近腹腔下表面的倒圆角部分时，刀具为93°反偏刀；加工第二待加工区域的靠近腹腔上表面的倒圆角部分时，刀具采用93°正偏刀。
所述刀架的刀座长度L包括La和Lb两种，所述La小于Lb，加工第一待加工区域时选择La长度的刀座，加工第二待加工区域选择Lb长度的刀座。
所述刀架的刀杆内设有冷却流道。
所述工装法兰包括法兰盘和定位柱，在所述法兰盘上设有定位槽，所述定位槽的圆心位置与偏心圆圆心位置重合，加工偏心圆时，所述定位柱放置在与该偏心圆圆心重合的定位槽内。
所述工装法兰上设置一个或多个与不同偏心圆圆心重合的定位槽。
所述法兰盘上设有吊装柱和通孔。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明将刀架设计成L型，解决了最后一个偏心圆在加工旋转区域半径最小且加工深度最深的情况下的加工难题。
2、本发明刀架的刀座设计成夹刀开口朝上和夹刀开口朝下两种形式，以适应狭小空间内加工要求，并且为了保证刀具强度，加工不同区域的刀座长度也不同。
3、本发明刀架的刀杆内设有冷却流道，保证加工切削时冷却液能喷到刀尖上，延长刀具的使用寿命，保证泵体加工后的粗糙度。
4、本发明设计一套工装法兰，方便确定各偏心园中心、对刀以及测量加工后的偏心圆尺寸。
附图说明
图1为泵体腹腔结合部的示意图一，
图2为泵体腹腔结合部的示意图二，
图3为泵体腹腔结合部最后一个偏心圆的加工分析示意图一，
图4为泵体腹腔结合部最后一个偏心圆的加工分析示意图二，
图5为本发明的一种规格的加工刀具的结构示意图，
图6为图5中的A向视图，
图7为本发明的另一种规格的加工刀具的结构示意图，
图8为图7中B向示意图，
图9为本发明的加工刀具的立体示意图，
图10为本发明的加工过程示意图一，
图11为本发明的加工过程示意图二，
图12为本发明的加工过程示意图三，
图13为本发明的加工过程示意图四，
图14为本发明的工装法兰放置位置示意图，
图15为本发明的工装法兰的立体图，
图16为本发明一种规格的工装法兰示意图，
图17为本发明另一种规格的工装法兰示意图，
图18为本发明又一种规格的工装法兰示意图，
图19为加工效果示意图。
其中，1为加工旋转区域，2为基本圆，3为第一待加工区域，4为第二待加工区域，5为刀杆，6为冷却流道，7为刀座，8为刀具，9为吊装柱，10为法兰盘，11为定位槽，12为定位柱，13为通孔,14为残留部分，15为倒圆角部分，16为直壁部分。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～4所示，本实施例中，泵体腹腔结合部的基本圆内设计有半径不同的五个偏心圆，所述五个偏心圆的半径分别为R1、R2、R3、R4和R5，各个偏心圆依次光滑衔接形成泵体腹腔的弧形腔壁，如图4及图14所示，所述弧形腔壁的截面包括中部的直壁段和所述直壁段上下两侧半径为R的倒圆角段。
随着每个偏心圆加工步骤的完成，加工到第四个偏心圆时，泵体腹腔结合部已经完成了大部分加工作业，第五个偏心圆的加工量仅剩很少一部分。如图3～4所示，本实施例中，基本圆2的直径b＝Φ470mm，而用于加工第五个圆的加工旋转区域1的直径a＝Φ172.7mm，前四个偏心圆已经加工完成，其累计加工深度c＝69mm，下一步需要去除的区域包括属于第四个偏心圆残留的第一待加工区域3以及属于第五个偏心圆的第二待加工区域4，如图3～4所示，所述第一待加工区域3的最大加工深度d1＝26mm，所述第一待加工区域3需要去除两个部分，分别是位于腹腔上、下表面加工第四个偏心圆时所留下的残留部分14，所述第二待加工区域4需要去除三个部分，分别是中部的直壁部分16和所述直壁部分16上下两端的倒圆角部分15，其中直壁部分16的最大加工深度d2＝26mm，倒圆角部分15的半径R＝60mm。
为了保证加工，本发明设计了特殊形状的刀架，如图5～9所示，所述刀架包括刀杆5和刀座7，所述刀座7垂直设置于所述刀杆5的端部，这使得所述刀架呈L型，刀具8安装在所述刀座7上，在所述刀杆5内设有冷却流道6，加工时冷却液沿着所述冷却流道6流出喷到刀具8的刀尖上，延长刀具8使用寿命并保证加工粗糙度。加工所述第一待加工区域3和第二待加工区域4时，需要将每个待加工区域分成上、下两部分来加工，因此所述刀架也设计成两种规格分别加工每个待加工区域的不同部分，不同规格刀架的区别只在于刀座7上的夹刀开口方向不同，如图5～6所示，其中一种规格的刀架，其刀座7上的夹刀开口方向朝上，如图7～8所示，另外一种规格的刀架，其刀座7上的夹刀开口方向朝下，设置两种夹刀开口方向不同的两种规格的刀架主要是因为加工空间过于狭小，另外根据使用的刀具8长度不同，所述刀座7的长度L也不同，以有效防止刀具8探出过长，克服切削过程中刀具8刚性不够的问题。本实施例中，所述刀架的刀杆5直径e＝Φ120mm，所述刀座7长度L包括La和Lb两种，所述La小于Lb，本实施例中，La＝70mm,Lb＝100mm。
本发明采用数控机床加工，在加工最后一个偏心圆时，本实施例的加工过程如下：
1、精加工第一待加工区域3的位于腹腔下表面上的残留部分14，此时选用刀座7长度L＝70mm且刀座7的夹刀开口朝下的刀架，刀具8为93°反偏刀，刀具8的刀尖伸出刀座40mm。
如图10所示，刀具8加上刀座7共探出110mm，当机床在静止状态时，操作机床将刀架的刀杆5送到加工位置，这时候刀架的刀杆5所处位置在直径a＝Φ172.7的加工旋转区域1内，且刀杆5前端距离加工旋转区域1的边缘有41mm的距离，后端距离加工旋转区域1的边缘有11.7mm的距离，第一步中最大走刀量为第一待加工区域3的最大加工深度d1＝26mm，小于41mm，因此刀杆5始终在所述加工旋转区域1内而没有碰到基本圆2，第一步加工可以完成，此步径向最大去除量为26mm，轴向最大去除量为5.93mm，分多刀加工。
2、精加工第二待加工区域4的直壁部分16的下半段，此时需选用刀座7长度L＝100mm且刀座7的夹刀开口朝下的刀架，刀具8为60°尖刀，刀具8的刀尖伸出刀座60mm。
如图11所示，刀具8加上刀座7共探出160mm，当机床在静止状态时，操作机床将刀架的刀杆5送到加工位置，这时候刀架的刀杆5所处位置在直径a＝Φ172.7的加工旋转区域1内，且刀杆5前端距离加工旋转区域1边缘有31mm的距离，后端距离加工旋转区域1边缘有21.7mm的距离，第二步最大走刀量为所述直壁部分16的最大加工深度d2＝26mm，小于31mm，刀杆5始终在所述加工旋转区域1内而没有碰到基本圆2，第二步加工可以完成，此步径向最大去除量为26mm，轴向去除量为120mm，分多刀加工。
3、精加工第二待加工区域4的靠近腹腔下表面的倒圆角部分15，因为空间狭小同时为保证刀具8强度，所述倒圆角部分15需要分两次加工。
首先选用刀座7长度L＝100mm且刀座7的夹刀开口朝下的刀架，刀具8为93°反偏刀，刀具8的刀尖伸出刀座40mm，逆时针加工所述倒圆角部分15沿着偏心圆径向的前一半。
如图12所示，刀具8加上刀座7共探出140mm，当机床在静止状态时，操作机床将刀架的刀杆5送到加工位置，这时候刀架的刀杆5所处位置在直径a＝Φ172.7的加工旋转区域1内，且刀杆5前端距离加工旋转区域1边缘有45.1mm的距离，后端距离加工旋转区域1边缘有7.7mm的距离，加工深度为30mm，小于45.1mm，因此不管走刀或退刀，刀杆5都不会超出加工旋转区域1，可以完成加工，此步去除量为圆角部分15沿着偏心圆径向的前一半，即径向加工深度为30mm，轴向最大去除量为30.42mm，分多刀加工。
其次选用刀座7长度L＝100mm且刀座7的夹刀开口朝下的刀架，刀具8为93°反偏刀，刀具8的刀尖伸出刀座60mm，顺时针退刀加工所述倒圆角部分15的沿着偏心圆径向的后一半。
如图13所示，刀具8加上刀座7共探出160mm，当机床在静止状态时，操作机床将刀架的刀杆5送到加工位置，这时候刀架的刀杆5所处位置在直径a＝Φ172.7的加工旋转区域1内，且刀杆5前端距离加工旋转区域1边缘有5.1mm的距离，后端距离加工旋转区域1边缘有47.7mm的距离，退刀加工深度为30mm，小于47.7mm，因此不管走刀或退刀，刀杆5都不会超出加工旋转区域1，可以完成加工，此步去除量为圆角部分15沿着偏心圆径向的后一半，即径向加工深度为30mm，轴向最大去除量49.44mm，分多刀加工。
4、精加工第一待加工区域3的位于腹腔上表面上的残留部分14，刀具8为93°正偏刀，刀架以及加工方法和第一步相同。
5、精加工第二待加工区域4的直壁部分16的上半段，刀具8为60°尖刀，刀架以及加工方法和第二步相同。
6、精加工第二待加工区域4的靠近腹腔上表面的倒圆角部分15，刀具8为93°正偏刀，刀架以及加工方法和第三步相同。
本发明采用数控机床加工，如何在数控立车加工中分别确定各偏心园中心，找正后怎样对刀，测量问题怎样解决，这些是保证加工偏心圆成功的必要条件。
如图14所示，在泵体腹腔底部设有止口，据此本发明设计出一套工装法兰放置在所述止口处来辅助找正、对刀和测量。
如图15～18所述，所述工装法兰包括法兰盘10和定位柱12，在所述法兰盘10上设有吊装柱9和定位槽11，所述吊装柱9方便工装法兰吊装转移，所述定位槽11的圆心位置则与各个偏心圆圆心位置重合，本实施例中共设计了三个工装法兰，如图16～18所示，第一个偏心圆和第五个偏心圆的定位槽11设计在一个工装法兰上，第二个偏心圆和第四个偏心圆的定位槽11设计在另一个工装法兰上，第三个偏心圆的定位槽设计在又一个工装法兰上。进行找正、对刀或测量作业时，根据加工的偏心圆选择工装法兰，并将所述定位柱12放置在相应的定位槽11内，在所述法兰盘10上还均布三个通孔13，所述三个通孔13有两个作用：1、减重，搬运、安装方便；2、便于找正，工装法兰放进泵体内后，敲动通孔13边缘，即可轻松对正十字线。
找正方法：将工装法兰放置在泵体待加工区域底部的止口内，按泵体上十字线对齐，然后将定位柱12放至相应的定位槽11内，按定位柱12打表找正，偏心圆中心即可找到，按图纸尺寸加工即可，其余四个偏心圆中心采用此方法都可以找到。
对刀方法：因加工过程中偏心圆在不断发生变化，刀具8已找不到对刀基准，为后序加工带来难以想象的困难，解决方法；将定位柱12放在工装法兰上相应的定位槽11内，刀具8的刀尖按定位柱12的外圆周面对刀，即可找到加工半径的圆心。
测量方法：因五个偏心圆的切削部位只是圆的一部分，没有很好的方法测量加工尺寸是否达到图纸要求，定位柱12放在工装法兰相应的定位槽11内，用深浅尺或内径尺通过定位柱12的圆心即可测量相应偏心圆加工尺寸。

Claims (9)

1.一种泵体结合部偏心圆加工工艺，其特征在于：最后一个偏心圆通过呈L型的刀架完成加工，所述刀架包括刀杆(5)和刀座(7)，刀具(8)安装在所述刀座(7)上，所述刀座(7)包括夹刀开口朝上和夹刀开口朝下两种形式；要去除的区域包括第一待加工区域(3)和第二待加工区域(4)，所述第一待加工区域(3)包括分别位于泵体腹腔上、下表面的加工倒数第二个偏心圆时所留下的残留部分(14)，所述第二待加工区域(4)包括直壁部分(16)和所述直壁部分(16)上下两端的倒圆角部分(15)，且所述倒圆角部分(15)分别与第一待加工区域(3)的残留部分(14)衔接，加工时所述刀架的刀杆(5)始终在加工旋转区域(1)中，加工过程如下：
a、去除第一待加工区域(3)的位于泵体腹腔下表面上的残留部分(14)，选用刀架的刀座(7)夹刀开口朝下；
b、去除第二待加工区域(4)的直壁部分(16)的下半段，选用刀架的刀座(7)夹刀开口朝下；
c、去除第二待加工区域(4)的靠近泵体腹腔下表面的倒圆角部分(15)，选用刀架的刀座(7)夹刀开口朝下，且首先逆时针加工去除所述倒圆角部分(15)的前一半，然后再顺时针加工去除所述倒圆角部分(15)的后一半；
d、去除第一待加工区域(3)的位于泵体腹腔上表面上的残留部分(14)，选用刀架的刀座(7)夹刀开口朝上；
e、去除第二待加工区域(4)的直壁部分(16)的上半段，选用刀架的刀座(7)夹刀开口朝上；
f、去除第二待加工区域(4)的靠近泵体腹腔上表面的倒圆角部分(15)，选用刀架的刀座(7)夹刀开口朝上，且首先逆时针加工去除所述倒圆角部分(15)的前一半，然后再顺时针加工去除所述倒圆角部分(15)的后一半。
加工过程中通过将一个工装法兰放置在泵体腹腔底部的止口处辅助找正、对刀和测量。
2.根据权利要求1所述的泵体结合部偏心圆加工工艺，其特征在于：加工第一待加工区域(3)的位于腹腔下表面的残留部分(14)时，刀具(8)采用93°反偏刀；加工第一待加工区域(3)的位于腹腔上表面的残留部分(14)时，刀具(8)采用93°正偏刀。
3.根据权利要求1所述的泵体结合部偏心圆加工工艺，其特征在于：加工第二待加工区域(4)的直壁部分(16)时，刀具(8)采用60°尖刀。
4.根据权利要求1所述的泵体结合部偏心圆加工工艺，其特征在于：加工第二待加工区域(4)的靠近腹腔下表面的倒圆角部分(15)时，刀具(8)为93°反偏刀；加工第二待加工区域(4)的靠近腹腔上表面的倒圆角部分(15)时，刀具采用93°正偏刀。
5.根据权利要求1所述的泵体结合部偏心圆加工工艺，其特征在于：所述刀架的刀座(7)长度L包括La和Lb两种，所述La小于Lb，加工第一待加工区域(3)时选择La长度的刀座(7)，加工第二待加工区域(4)选择Lb长度的刀座(7)。
6.根据权利要求1或5所述的泵体结合部偏心圆加工工艺，其特征在于：所述刀架的刀杆(5)内设有冷却流道(6)。
7.根据权利要求1所述的泵体结合部偏心圆加工工艺，其特征在于：所述工装法兰包括法兰盘(10)和定位柱(12)，在所述法兰盘(10)上设有定位槽(11)，所述定位槽(11)的圆心位置则与偏心圆圆心位置重合，加工偏心圆时，所述定位柱(12)放置在与该偏心圆圆心重合的定位槽(11)内。
8.根据权利要求7所述的泵体结合部偏心圆加工工艺，其特征在于：所述工装法兰上设置一个或多个与不同偏心圆圆心重合的定位槽(11)。
9.根据权利要求7所述的泵体结合部偏心圆加工工艺，其特征在于：所述法兰盘(10)上设有吊装柱(9)和通孔(13)。
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