水泵机械制造工艺的设计分析

伍连杰 陈立发

摘要：随着社会经济的不断发展，我国的工业制造水平也不断提升，而对于水泵产品来说，制造和设计方面都取得了很大的进步。然而同发达国家相比，我国的水泵制造工艺还有很大的发展空间。基于此，本文对水泵机械制造工艺的设计加以分析，并针对泵壳零件加工问题、泵壳体材料、毛坯及热处理等方面进行研究。

关键词：水泵机械;制造工艺;设计分析

引言：机械制造的精度对于机械在实际工作中的效率与质量可以起到直接的影响。在现阶段的机械生产过程中，自动化控制技术的应用不仅可以有效提升机械质量，还可以进一步延长其使用寿命。为进一步提升水泵设计的科学性与合理性，应进一步加强对其中零件以及材料的处理，进而为提升成品质量奠定坚实基础。

1.优质水泵机械的具体设计要求

1.1优质水泵机械的特征

一台质量达标的优质水泵机械首选需要满足一流的设计要求，同时在制造的过程中采用最好的技术以及加工工艺，进而有效对水泵的质量提供保障。在水泵机械产品的制造过程中，使用的工艺水准是其中的核心，只有具备高超的工艺技术才能制造出满足实际工程需求的精密设备，进而有效促进生产成本与生产效率的稳步提升。尤其是水泵机械的生产，因其具备结构复杂、零件繁多的特点，加工制作的难度也大大提升，在这样的情况下，给水泵质量控制提出了更高的要求。

1.2水泵零件的特征

在生产过程中，水泵的零件主要分为不锈钢、铸钢件铬钢以及碳钢等几种不同类型，并且该过程对加工的精度要求也非常高。以定位装夹基准工序为例，必须确保正流道方位的准确性，进而最大限度地避免叶轮流道与压水室偏移、错位以及相互摩擦的现象发生。同时，为进一步确保水泵零件的精密程度，还应对工艺流程和设计工装加强进一步控制。

2.泵壳零件加工的突出问题

在水泵机械的制造过程中，水泵机体是其中非常重要的组成部分，只有数量众多、结构复杂的零部件有效组合在一起且位置不发生偏移才能有效推动机械的协调运转。受到不同使用需求的影响，泵的壳体从外部形态的角度上来看存在着较大的差异，但是也具备着强烈的共同点。那就是基于零件的空间位置以及壳体安装的复杂程度，进行外形设计的过程中应尽可能地增强承载力，同时有效降低空间的占有率，进而不断提升其精简程度。同时，为便于后期的零件设备养护，应不断减少零件的重量，但为有效发挥其保护作用，对材料本身的高度也要有一定的要求，进而减少铸件的厚度，进一步维持更方需求的平衡。通常情况下，泵壳上会有很多紧闭的螺钉安装孔，这些安装孔虽然不具备特殊的要求，但也会在一定程度上对加工过程产生影响，进而在原有工程量就比较大的基础上进一步提升了加工的难度。

3.泵壳体材料、毛坯以及热处理分析

3.1确定毛坯种类

现阶段，较为常见的水泵毛坯种类有铸件、锻件、焊接件以及工程塑料件等，而对毛坯种类加以选择的过程中需要考虑如下几方面的因素：由于材料自身特性和机械性能的不同，因此也适用于不同的对象与使用环境。通常情况下，如果对不规则的形状以及压力承受能力加以要求的零件部位，钢材一般会使用锻件。而对于简单的结构件来说，则可以使用锻造或挤压的方法进行生产。同时在实际生产的过程中要加强多材料特性以及机械特性的考虑，进而不断提升工业生产的效率与精度。另外，因为泵的外壳需要批量生产，所以同一批次的材料规格也需要保持一致。

3.2确定毛坯形状和尺寸

水泵毛坯最终的尺寸等于用基础零件的尺寸加上外部尺寸或减去加工余量的结果，而且相关形状的确定需要结合具体的需求而定，同时为有效提升最终形状的完成度、为大批量生产提供条件，应加强以下几方面的管控：首先对于加工稳定、不易加料的加工零件考虑增程，即通过一些小零件转换为更多的零担零件或者借助简单加工的零件组合成特殊形状等做法进一步提升加工的效率。例如连杆和连杆盖可以先加工后分离[1]。其次，加强对经济性的考虑，最大限度避免材料的浪费。这里所说的经济性并不仅仅是对材料的节约，更是对时间以及其他资源的节约。如果减少了材料的使用，但却增加了加工成本，这也不是不符合经济性的规律的。因此，经济性的指标要求在完成工作目标的基础上有效减少加工余量，提升材料的使用效率，甚至可以降低加工成本，并且整个过程的制造难度也不会随之增加。最后，在进行一部分原材料较为昂贵的毛坯制造时，成本投入相比之下是较少的;而进行大批量的普通材料毛坯生产时，就需要对投入成本的控制加以考量。

3.3坯料的热处理

通常情况下，泵壳毛坯铸铁件在进入加工车间以前还需要进行一次人工的加工，以有效消除配料的内因力。在对较为容易变形毛坯进行加工的过程中，为尽量避免出现气孔、收缩以及存在杂质等问题，应加强对其表面精度的管控，进一步完善对其的打磨加工，进而为接下来的工作奠定基础。同时，还应对其物理性质和化学成分进行测试，进而为后期的机械加工提供更为准确、有代表性的数据参考。

4.水泵机械制造工艺的规程设计

4.1毛坯制造形式的确定

为进一步保障水泵内部机械的正常运转，应不断提升外部壳体的密封性。对一部分体积较小的零件进行加工时，应在保证生产率的同时进一步提升其精准程度。面对加工对象形状不复杂的情况，应确保事先制作的形状配料尽可能地符合零件的实际形状，进而严格按照相关规定与实际需求进行铸造，并參考设计手册和操作规范选择最为科学、合理的铸造方式与铸造手段。在大多数的铸造手段中，金属型铸造的精度较高，同时其经济成本与产出收益也呈现出一个较为稳定的状态，进而也得到了广泛地认可与应用。

4.2工艺路线的制定

在进行工艺路线制定的过程中，首先要参考零件的几何形状、相应的尺寸精度以及该零件所处的具体位置，通过对这些参数进行考量进而有效提升工艺路线的合理性。同时，在确定生产计划的基础上还要对生产条件加以分析与判断，进一步考虑到经济收益和成本投入，从而有效提升生产率，为降低生产成本打下基础[2]。另外，促进资源的合理分配，将更多的重要资源投入到关键的环节，有效避免出现投入比例失衡的情况，为后期加工的有序进行奠定基础。

4.3基面的选择

在工艺设计的过程中，基面的选择是其中非常重要的一个环节，提升基面选择的合理性有助于提升加工质量与生产效率，但如果在基面的选择上存在误差就很容易引发加工过程中出现问题，进而导致生产出大量的报废零件，为正常的工业生产带来阻碍。在进行初加工的过程中，只能作为毛坯表面的基准;而在后期就可以作为处理后表面的基准。在基准选择的过程中采取的是数据重合的方法，进而有效提升选择的可靠性。

结论：综上所述，水泵机械的设计工艺十分复杂，为有效提升设计的科学性，在对零件机械进行加工时，应充分考虑材料的特性以及对象的需求，进而有效选择毛坯不断满足不同的应用需求。另外，在选择加工工艺时可以引入更为先进的自动化手段，进而有效提升加工过程的准确性，不断提升产品质量以确保其经济性。

参考文献：

[1]张涛.水泵机械制造工艺的设计探究[J].智能城市，2020，6（12）：245-246.

[2]仇伟伟，孔江峰，曹崇宏.浅谈水泵机械制造工艺水平提升的方法[J].中国新技术新产品，2018（02）：48-49.