沖壓工藝在泵類產(chǎn)品制造上的應(yīng)用探討

唐建迎

（廣州市昕恒泵業(yè)制造有限公司，廣東廣州 510530）

0 引言

泵是一類廣泛應(yīng)用的機(jī)械產(chǎn)品。在其制造過程中，除了部分種類或小規(guī)模生產(chǎn)之外，使用的多數(shù)是傳統(tǒng)的工藝和技術(shù)。在制造小型泵時，由于機(jī)械和技術(shù)的限制，通常很難確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠度。考慮到泵的特性，沖壓技術(shù)更加有利于泵的生產(chǎn)。這種工藝通常需要用泵的模具來保證其形狀、尺寸和表面的精度，因此可以很容易地確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品規(guī)格，并且與常規(guī)的生產(chǎn)方法相比，它可以有效提高產(chǎn)品的性能。

1 沖壓工藝原理

在生產(chǎn)泵產(chǎn)品時，通常首先要重點(diǎn)考慮水力方面的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，其次才進(jìn)行泵產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并計(jì)劃零部件的制造，然后再嘗試性地在模具中澆鑄零件，隨后制作并進(jìn)行了精加工的零件也完成生產(chǎn)工作。最后再測試產(chǎn)品質(zhì)量，并確認(rèn)產(chǎn)品產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，從而完成合格的成品。在這個過程中，傳統(tǒng)方式在泵的生產(chǎn)中發(fā)揮作用已經(jīng)足夠了。但是隨著信息時代的到來以及各種生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，制造過程的不規(guī)則性變得越來越普遍，并且也暴露了傳統(tǒng)方法的缺陷。隨著工藝不斷發(fā)展和成熟，沖壓工藝在泵產(chǎn)品行業(yè)中的應(yīng)用將更加廣泛。

在泵的生產(chǎn)中，利用傳統(tǒng)方法把握泵的葉輪和殼體制造是比較困難的，還存在著其他問題，尤其是在自動化過程中，會影響生產(chǎn)率的增長，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，而且又因?yàn)殍T造的準(zhǔn)確性不足，從而影響了轉(zhuǎn)輪的大小和準(zhǔn)確性，這樣將很難滿足泵類產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求。而將沖壓工藝用在在設(shè)計(jì)過程中，通常采用軸向布置方法，產(chǎn)品會在經(jīng)過沖壓和焊接后制成，而對于模型的運(yùn)用則能更好地把握各零件的結(jié)構(gòu)和尺寸，從而提升產(chǎn)品的可用性，因此能夠在生產(chǎn)過程中發(fā)揮非常好的效果。

沖壓工藝生產(chǎn)過程的主要缺點(diǎn)是：首先創(chuàng)建改進(jìn)的泵設(shè)計(jì)，然后然后計(jì)算閾值，然后確定適當(dāng)?shù)膮^(qū)域以映射樣本以通過組件后處理，然后完成零件，最后組裝產(chǎn)品，一次完成檢查產(chǎn)品以形成成品。在此過程中需要利用到金屬板，在設(shè)計(jì)完成并沖壓后，就應(yīng)當(dāng)再通過焊接的方式制成泵零件。在設(shè)計(jì)和做工之前，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選用鋼和鋁合金材料。與相同類型產(chǎn)品相比，使用該方法可以節(jié)省大約70%的材料。由鋼板制成的小型泵具有很高的生產(chǎn)效率，而成本在鐵制品和不銹鋼制品之間。而使用鋁箔進(jìn)行沖壓，可以降低生產(chǎn)成本，并且也能讓產(chǎn)品在廉價的同時保持美觀、產(chǎn)量高、設(shè)備簡單的優(yōu)勢。此外，采用沖壓工藝還能保護(hù)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。所以該項(xiàng)工藝運(yùn)用在大批量制造小型和微型泵產(chǎn)品時，有高效、節(jié)約材料、環(huán)保等特點(diǎn)。

2 與傳統(tǒng)工藝比較

在比較兩類工藝時，要考慮到主要區(qū)別在于組件、安裝的設(shè)計(jì)以及工藝流程。并且這導(dǎo)致了在泵生產(chǎn)上對于結(jié)構(gòu)、尺寸、表面的精度有所差異，這最終導(dǎo)致成品在質(zhì)量方面的不同。

（1）傳統(tǒng)工藝。泵體可以牢固地固定在線束和背面，也可以用作分隔系統(tǒng)，融合了進(jìn)水口、進(jìn)水室、出水口、壓水室這些結(jié)構(gòu)。但是對于非平行排水口，采用盒式和排水方式非常困難，生產(chǎn)成本高，而且排水系統(tǒng)的幾何形狀會直接受到鑄造精度低的影響。

（2）沖壓工藝。為了滿足設(shè)計(jì)條件，需要使用大型結(jié)構(gòu)，并且進(jìn)水口、水箱、壓水室內(nèi)都應(yīng)當(dāng)成焊合件，并將沖壓成形的葉片和葉輪焊合。零件則該在組裝完成之前精整，與傳統(tǒng)技術(shù)相比對零件的把握更為精確。

總之，沖壓工藝通過模具來實(shí)現(xiàn)部件的升級或精加工，這樣能讓產(chǎn)品性能得到更好的保障。在進(jìn)行大批量生產(chǎn)時，也可以獲得更好的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。

3 沖壓工藝應(yīng)用

因?yàn)樵摴に囘m合大規(guī)模生產(chǎn)和銷售的小型泵產(chǎn)品的制造，所以可用在旋渦泵旋渦的生產(chǎn)流程中。若要基于產(chǎn)品的適用性，則應(yīng)當(dāng)將SUS303 和SUS316 用作處理產(chǎn)品的不銹鋼。

3.1 泵組件的確定

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)泵條件確定了兩種泵的設(shè)計(jì)（表1）。

3.2 沖壓工藝設(shè)計(jì)

（1）CW25-25 型渦流泵的結(jié)構(gòu)電機(jī)是直接連接葉輪，配備了專用且將軸向的兩分結(jié)構(gòu)運(yùn)用在渦流泵獨(dú)立的自吸室，由兩個半圓形部分組成。進(jìn)水口以及液壓系統(tǒng)的管道材料主要是軟管，一端通過與水源接觸而杠桿連接到管道。在該類泵加工的過程中已在沖壓后蓋時制造隔舌，制造組件的過程及其具體部件如圖1 所示。

（2）CYB65-50-160 泵利用裝置的軸向配置，這類泵的發(fā)動機(jī)直接連接至轉(zhuǎn)向軸和后軸，并且也在其側(cè)面使用了機(jī)械密封。為了防止水流返回水室，在兩者之間使用了迷宮式密封，葉輪的前部進(jìn)水管共同作用以形成密封。

3.3 產(chǎn)品檢測

兩種類型的泵達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)并且也符合設(shè)計(jì)要求，因此通過了農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)。其中，CW25-25 揚(yáng)程點(diǎn)效率為24.3%，抽水機(jī)的效率為28.2%，全國平均水平為25%；CYB65-50-160 泵的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，揚(yáng)程點(diǎn)效率為70.2%，全國平均水平為68%。

表1 兩種型號泵參數(shù)

圖1 CW25-25 型泵的安裝與零件

4 沖壓問題需要注意標(biāo)簽在泵生產(chǎn)中的應(yīng)用

在泵產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中將工藝改為沖壓工藝是十分必要的，這樣會帶來許多的潛在好處。但在應(yīng)用該工藝的過程中，也應(yīng)當(dāng)了解與其相關(guān)的各類難點(diǎn)和問題，例如：泵類產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)是怎樣的，泵設(shè)計(jì)得合理性如何，正確的工序是怎樣的，如何有效控制生產(chǎn)過程，如何進(jìn)一步提升泵產(chǎn)品的質(zhì)量等方面?？紤]到這些方面便能在優(yōu)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程的同時確保提高泵的產(chǎn)量，讓產(chǎn)品在市場上更具競爭力。

4.1 產(chǎn)品參數(shù)設(shè)計(jì)

為了應(yīng)用該項(xiàng)工藝，產(chǎn)品泵要通過以下方式制造：首先要通過沖壓，接著便要借助輔助工具實(shí)現(xiàn)焊接的過程，這樣能有效減少金屬的耗費(fèi)。在此過程中，也可以通過磨具有效地把握泵各類組件的精度和結(jié)構(gòu)，從而確保制造出來的成品符合設(shè)計(jì)和需求，并且也可以減少損失，在很大程度上提高產(chǎn)量。但是，這種生產(chǎn)方法需要非?？茖W(xué)合理的參數(shù)設(shè)計(jì)。

對于較大的泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)，要選擇盡可能合理的尺寸，這樣便能以較為低廉的價格滿足產(chǎn)品需求，并增強(qiáng)產(chǎn)品生產(chǎn)效率。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況，找到組件和組件的相關(guān)性以及其對于結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)的作用。在制造過程中還應(yīng)當(dāng)滿足焊接的要求，并盡可能與模型的標(biāo)準(zhǔn)相符合，以確保泵的產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度。

4.2 流程控制

在利用沖壓進(jìn)行產(chǎn)生的過程中，金屬板由于生產(chǎn)中被冷硬化，就需要在多許多次沖壓后，才能保障金屬產(chǎn)品的質(zhì)量，但這樣將會提升產(chǎn)品成本，而且也不利于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。對此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段，就應(yīng)當(dāng)盡可能確定工藝標(biāo)準(zhǔn)，以盡快改善組件的構(gòu)造，避免金屬變化而導(dǎo)致的誤差。

4.3 產(chǎn)品性能

為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，在制造完成泵后，還應(yīng)當(dāng)對表面進(jìn)行優(yōu)化。在這一過程中，可以使用的材料有陶瓷、尼龍等，這些材料被施加在表面上，可以增強(qiáng)防腐的效果。此外，還應(yīng)當(dāng)確保對產(chǎn)品的保養(yǎng)。為了增強(qiáng)組件的性能，在加工過程中可以通過熱噴技術(shù)來進(jìn)一步處理，這樣可以減少產(chǎn)品選擇過程中對于材料選擇帶來的負(fù)擔(dān)，也可以讓表面有更好的精度，減少生產(chǎn)成本的同時提高產(chǎn)品的市場競爭力，增加社會效益。

4.4 所需設(shè)備

沖壓工藝不僅能促使產(chǎn)量的提升，并且對設(shè)備的數(shù)量要求也很低，通常只需要1 臺車床和一些輔助裝置，1600 t 沖頭，2個氬弧焊機(jī)，1 臺500 t 液壓機(jī)，1 臺剪板機(jī)，這樣便滿足了年生產(chǎn)能力。這項(xiàng)工藝的生產(chǎn)投入主要是在模具方面，因此非常有利于小型泵的生產(chǎn)。

5 結(jié)束語

與傳統(tǒng)工藝相比，沖壓工藝在泵產(chǎn)品生產(chǎn)方面有著很好的提升作用，因?yàn)樗芴岣呱a(chǎn)過程中對于材料的利用率，能以較低的成本制造產(chǎn)品。所涉及到的設(shè)備較為簡單，生產(chǎn)效率高，并且在制造過程中污染少。不過在實(shí)際操作方面，必須充分考慮組件的設(shè)計(jì)和制作中會出現(xiàn)的難點(diǎn)，從而進(jìn)一步優(yōu)化泵類產(chǎn)品生產(chǎn)效率。