X6泵体加工方法与流程

本发明涉及泵体加工技术领域，特别涉及一种X6泵体加工方法。

背景技术：

目前泵体产品中偏心工件结构复杂，现有的加工方法比较单一，装卡、找正、测量、刀具的使用等各加工环节均存在问题，导致工件整体加工效率不高，加工成本偏高，加工时间过长等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种加工效率高且加工成本低的X6泵体加工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种X6泵体加工方法，包括如下步骤：

将四爪单动卡盘装夹在机床工作台上，并保证四爪单动卡盘与机床工作台同轴；

将X6泵体工件装夹在四爪单动卡盘上，打表找正，加工X6泵体工件端面和内孔；

将X6泵体R60mm圆弧分为五段圆弧，使用内冷刀杆，并采用五段拆分走刀法分别加工所述五段圆弧；

翻转X6泵体工件以内孔和端面为基准打表找正，加工X6泵体工件小端面和进水口内孔；

从侧面加工X6泵体工件的出水口，至出水口与X6泵体R60mm圆弧贯通。

进一步地，所述的四爪单动卡盘为机床用手动四爪单动卡盘，包括一个盘体，四个丝杆及分别与四个丝杆连接的四个卡爪，利用四个丝杠分别带动四个卡爪，可使每个所述卡爪单独运动，通过四个丝杠分别调整四个卡爪的位置，可以装夹各种规格的工件。

进一步地，所述X6泵体工件找正是把所述X6泵体工件装夹在四爪单动卡盘上，使所述X6泵体需加工的偏心部分的轴线与机床主轴旋转轴线相重合，并使所述X6泵体的中心与加工旋转中心一致。

进一步地，所述的采用五段拆分走刀法分别加工所述五段圆弧，包括：

先加工第1偏心圆，包括如下步骤：

加工第一偏心工装，然后将第一偏心工装放入所述X6泵体工件的内孔，打表找正，夹紧零件，然后再卸除第一偏心工装；

安装内冷刀杆及刀具，以所述X6泵体工件的端面对刀确定轴向距离，以工艺块对刀确定径向距离，将刀具调整到所述X6泵体工件的内孔中，手动旋转机床工作台，寻找第一偏心圆的最高点；

从第一偏心圆的最搞点斜线走刀分多次车削加工槽底圆，换左偏刀以端面槽底对刀，加工第一偏心圆的上圆弧；

将刀具调整到圆弧起点位置，分多次加工将第一偏心圆的加工余量车掉，换右偏刀，加工第一偏心圆的下圆弧；

再按照加工第1偏心圆的方法，分别加工第2-5偏心圆。

进一步地，所述的以工艺块对刀是在装夹X6泵体工件前，在机床工作台对称位置安装2个工艺块，测出一个工艺块的直径尺寸，作为基准参数，对刀反数值加工，测量时按其打表反数。

进一步地，所述X6泵体使用的材料是06Cr18Ni11Ti的奥氏体不锈钢材料。

进一步地，所述的五段拆分走刀法加工所述五段圆弧时，控制五段圆弧孔的粗糙度在Ra6.3以下，控制机床转数为30转/分，根据泵体的五段圆弧半径范围R240-R270，将切削速度控制在45-55米/分，背吃刀量选择2mm，粗加工选择0.38-0.40mm，精加工选择0.28mm。

本发明提供的X6泵体加工方法，对加工流程中工件装卡找正、测量对刀、加工泵体圆弧方法进行了改进，并对加工用的刀杆进行了改进。

在工件装卡找正过程中，对于X6泵体这样的偏心工件，将机床用手动四爪单动卡盘装卡在机床工作台上，再将X6泵体装卡在机床用手动四爪单动卡盘上，通过利用机床用手动四爪单动卡盘这一辅助工作台的安装，偏心找正时直接动辅助工作台，找圆后用压板将其固定，有效减少平面找正次数，省时省力。平均每次找正时间1小时左右。单件加工累计节省时间42小时左右。并且，这种装卡方式使工件的稳定性得到了提高，切削速度明显提升，刀具切削参数能达到理想状态，加工周期缩短，刀具成本下降。同时，由于提高了工件的稳定性，可减少工件在加工过程中所产生的振动，使工件表面质量和形位公差也能有效的控制。节省了加工时间，降低了加工产生的费用。

加工X6泵体的过程中采用内冷式刀杆进行加工，内冷刀杆的出水口与刀尖在一水平线上，可以有效冷却刀尖，加工时大部分热量由铁屑带走，防止了加工时产生的热变形，并且内冷状态，使冷却效果明显提升，使刀片前刀面正常磨损，避免刀片前刀面不必要的磨损，使加工的工件质量明显提高。

加工X6泵体的R60mm圆弧时，将R60mm圆弧分为五段圆弧，采用五段拆分走刀法分别进行加工，可保证工件的加工尺寸，提供工件的加工效率，可节省60％的加工时间。

测量对刀采用工艺块对刀方式，能够减少工装的安装次数，提高测量的精确度。

本发明提供的X6泵体加工方法，通过对加工流程中工件装卡找正、测量对刀、加工泵体圆弧方法的优化改进以及对加工用刀杆的改进，达到了提高加工质量和加工效率的目的，同时节约了大量的加工时间，刀具的使用量也明显降低，降低了泵体加工的成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的X6泵体的剖视图；

图2为本发明实施例提供的X6泵体加工方法中X6泵体装夹时的主视图；

图3为本发明实施例提供的X6泵体加工方法中X6泵体装夹时的俯视图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供的X6泵体100，包括端面101、内孔102、R60mm圆弧103、进水口104、小端面105及出水口106。由于X6泵体100属于偏心工件，其结构及其加工比较复杂，特别是X6泵体100的R60mm圆弧103在加工上比较复杂。因此本发明提供的X6泵体加工方法，在加工流程中对工件装卡找正、测量对刀、加工泵体R60mm圆弧方法进行了优化改进以及对加工用刀杆的进行了改进。

本发明实施例提供的一种X6泵体加工方法，包括如下步骤：

参见图2和图3，将四爪单动卡盘200通过装夹在机床工作台300上，通过调整机床工作台300的卡爪301，使四爪单动卡盘200与机床工作台300保持同轴。

然后，将待加工的X6泵体100工件装夹在四爪单动卡盘200上。四爪单动卡盘100为机床用手动四爪单动卡盘，包括一个盘体，四个丝杆及分别与四个丝杆连接的四个卡爪201，利用四个丝杠分别带动四个卡爪201，可使每个卡爪201单独运动，通过四个丝杠分别调整四个卡爪201的位置，可以方便装夹X6泵体100工件。由于X6泵体为偏心工件，采用机床用手动四爪单动卡盘200装卡工件，再将机床用手动四爪单动卡盘200装卡在机床工作台300上，通过机床用手动四爪单动卡盘200的卡爪面与工件接触，夹紧力适当可以保证工件夹紧牢固，采用这种装卡方式既满足了装卡偏心工件的需要，同时又极大地提高了后期找正效率。

X6泵体100工件装卡后，对X6泵体100工件打表找正，通过调整丝杆移动卡爪201对X6泵体100工件在机床用手动四爪单动卡盘200上的位置进行调整，使X6泵体100工件需加工的偏心部分的轴线与机床工作台300的机床主轴旋转轴线相重合，并使X6泵体100工件的中心与加工旋转中心一致。通过安装机床用手动四爪单动卡盘200这个辅助工作台，在偏心找正时可直接手动机床工作台300，找圆后用压板将X6泵体100工件固定，有效减少平面找正次数，省时省力，平均每次找正时间1小时左右。单件加工累计节省时间42小时左右，大大的节省了时间。

打表找正后，利用机床对X6泵体100工件车端面101和内孔102。由于采用辅助工作台装夹的方式，工件装夹的稳定性得到很大提高，切削速度明显提升，刀具切削参数能达到理想状态，加工周期缩短，刀具成本降低；并且，由于装夹的工件稳定性好，可减少工件在加工过程中所产生的振动，使工件表面质量和形位公差也能得到有效的控制。

再分五段拆分走刀法加工泵体R60mm圆弧103。由于流道最小回转直径只有刀杆直径可窜动量只有而泵体弧底只有R60mm圆弧，如果直接加工R60mm圆弧103，程序结束时刀杆已经跟工件产生撞击，同时由于刀杆伸长量过长，刀具末端由于切削力产生振动，无法保证加工精度。因此，将泵体100的R60mm圆弧103拆分成径向方向走到40mm处和径向方向走到20mm处两个程序段，两程序段相接加工出整体R60mm圆弧103。并且，在加工泵体R60mm圆弧103时，将R60mm圆弧103分为五段圆弧分别进行加工,从而有效保证了加工精度。加工时，使用内冷式刀杆，采用五段拆分走刀法分别加工五段圆弧，以保证工件加工尺寸。采用五段拆分走刀法分别加工五段圆弧的方法如下：

先加工第1偏心圆，其步骤包括：加工第一偏心工装，然后将第一偏心工装所述内孔102，打表找正，夹紧零件，然后再卸除第一偏心工装；安装内冷式刀杆并采用130x130x500和60度尖刀，内冷式刀杆的出水口与刀尖在同一水平线上，可以有效冷却刀尖。以X6泵体端面101对刀确定轴向距离，以工艺块对刀确定径向距离，将刀具调整到X6泵体的内孔102中，为了防止机床旋转时，刀具与X6泵体100工件产生干涩，以及确定余量，手动旋转机床工作台300，寻找第一偏心圆的最高点；从第一偏心圆的最高点斜线走刀分多次车削加工槽底圆，换93度左偏刀以端面槽底对刀，加工第一偏心圆的上圆弧；将刀具调整到圆弧起点位置，分多次加工将第一偏心圆的加工余量车掉，换93度右偏刀，加工第一偏心圆的下圆弧。其中，以工艺块对刀是在装夹X6泵体100工件前，在机床工作台300对称位置安装2个工艺块，测出一个工艺块的直径尺寸，作为基准参数，对刀反数值加工，即通过工艺块对刀，确定直径数值，输入机床，反方向调整到工件内壁，准备加工，测量时按其打表反数，用百分表调整到工艺块内壁处，确定数值，反方向调整到工件所测量的部位。采用工艺块对刀方式，能够减少工装的安装次数，提高测量的精确度。

加工完第一偏心圆后，再按照与加工第1偏心圆相同的方法，分别加工第2-5偏心圆。

采用五段拆分走刀法加工R60mm圆弧103的具体过程如下：

对于X6泵体100，其泵中流体流道的圆弧103只有60mm，且处于X6泵体100的偏心位置，因此，X6泵体100工件的回转直径小，再加上X6泵体100工件与刀杆之间的允许窜动量只有52.9mm，不能直接加工R60mm圆弧103，为了在加工时能有足够的窜动量，将R60mm圆弧103进行拆分。

首先选用120X70X420的内冷式刀杆，93度左偏刀，刀具伸出40mm，以工艺块对刀确定径向距离，将刀具调整到X6泵体的内孔102中，手动旋转机床工作台300，检查刀杆是否与X6泵体100工件发生干涉，计算加工余量径向进刀方式加工小平面。加工前刀杆与X6泵体100工件间隙正方向41mm，负方向11.9mm，加工后刀杆与X6泵体100工件间隙正方向15mm，负方向37.9mm，刀具在伸出40mm进行加工时未与X6泵体100工件发生干涉。

然后加工槽底剖面处,为保证刀具安装强度及可窜动量,选用内冷式的120x100x420刀杆和60度尖刀，刀具伸出60mm加工槽底圆。加工前刀杆与X6泵体100工件间隙正方向30.7mm，负方向24.2mm，加工后刀杆与X6泵体100工件间隙正方向4.7mm，负方向48.2mm，刀具在伸出60mm进行加工时未与X6泵体100工件发生干涩，如果加工时刀具伸出长度小于55.3mm，刀杆前端会与X6泵体100工件产生干涉，如果加工时刀具伸出84.2，刀杆后端会与X6泵体100工件产生干涉。

选用120x100X420的内冷式刀杆和93左度偏刀，刀具伸出40mm，径向上刀轴向走刀，由径向395.6mm为起点，轴向从443.6mm加工到15.28mm，将圆弧中间多余余量去掉，为下部加工提供空间。

刀具刀杆不变，确定加工余量，由轴向上刀，逆时针走刀加工R60mm圆弧103的下半圆弧。加工前刀杆与X6泵体100工件间隙正方向45.2mm，负方向7.7mm，加工后刀杆与X6泵体100工件间隙正方向5.2mm，负方向47.7mm。刀具在伸出40mm时未与X6泵体100工件发生干涉，如果刀具伸出长度小于34.8mm，刀杆前端会与X6泵体100工件产生干涉，如果刀具伸出47.7mm，刀杆后端会与X6泵体100工件产生干涉，为保证加工程序余量的控制，刀具伸出长度控制为40mm整数数值。

刀具伸出60mm为保证刀具安装强度，加工程序余量的控制及可窜动量,确定加工余量，刀具安全高度。

加工R60mm圆弧103槽底剖面处,为了保证刀具安装强度及对加工程序余量和刀杆可窜动量的控制,选用120x100x420的内冷式刀杆和93左度偏刀，刀具伸出60mm，由径向上刀，顺时针走刀将R60mm圆弧103上半部车出。加工前刀杆与X6泵体100工件间隙正方向30.7mm，负方向24.2mm，加工后刀杆与X6泵体100工件间隙正方向4.7mm，负方向48.2mm。刀具在伸出60mm时未与X6泵体100工件发生干涉，如果刀具伸出长度小于55.3mm，刀杆前端会与X6泵体100工件产生干涉，如果刀具伸出84.2mm，刀杆后端会与X6泵体100工件产生干涉。

经过上述步骤的加工，能够完成X6泵体100的R60mm圆弧103加工的完整性。

将X6泵体100的R60mm圆弧103分为五段圆弧，采用五段拆分走刀法分别加工R60mm圆弧103的五段圆弧，可保证工件的加工尺寸，提供工件的加工效率，可节省60％的加工时间。

并且，加工X6泵体100的过程中采用内冷式刀杆进行加工，内冷刀杆的出水口与刀尖在一水平线上，可以有效冷却刀尖，加工时大部分热量由铁屑带走，防止了加工时产生的热变形，并且内冷状态，使冷却效果明显提升，使刀片前刀面正常磨损，避免刀片前刀面不必要的磨损，使加工的工件质量明显提高。

当然，在采用五段拆分走刀方法加工X6泵体100的R60mm圆弧103时，由于X6泵体100使用的材料是06Cr18Ni11Ti的奥氏体不锈钢，该材料在高温下耐腐蚀性能非常好，但加工性能较差，主要表现为切削力大、切削温度高、加工硬化严重。主要因为材料朔性大、延伸性高，切削加工过程中很容易发生塑性变形，晶格严重扭曲、晶粒纤维化热扩散系数小，切削加工硬化严重。由于加工切削性能差，不合理的切削参数将导致加工精度下降，加工质量得不到保证，刀具也更易磨损，最终是生产效率降低，生产成本增加。为了解决这个问题，在加工时选择了合适的刀具及合理的切削参数。

经过大量的试验，刀片形状尖刀选用三角形60°及90°偏刀用的菱形刀片有利于加工。选用三角形60°刀片可在切入工件表面时可利用三角形60°刀片的两个刀刃同时进行切削加工，三角形60°刀片在切入工件时既能保证刀尖的强度又能保证切削力相对较小，这样刀杆所受的径向力小，刀杆径向变形最小。当三角形60°刀片将工件内孔表面切出宽槽后，再使用90°左偏刀和90°右偏刀对两个圆弧进行切削，使用90°左偏刀和90°右偏刀进行切削圆弧可以保证径向力小。

采用五段拆分走刀方法加工泵体圆弧主要是要求圆弧的形状精度，对粗糙度要求在Ra6.3以下即可，车加工后还要进行钳工修磨五段圆弧。因此根据切削用量与粗糙度经验关系图选择加工泵体圆弧切削用量的参数。由于泵体加工所用的机床夹盘大，机床转速受到限制，且待加工的工件孔小而影响切削速度。在用五段拆分走刀法加工五段圆弧时，控制五段圆弧孔的粗糙度在Ra6.3以下，控制机床转数为30转/分，根据泵体的五段圆弧半径范围R240-R270，将切削速度控制在45-55米/分，背吃刀量选择2mm，粗加工选择0.38-0.40mm，精加工选择0.28mm。

在泵体100的R60mm圆弧103加工完毕后，翻转X6泵体100工件以内孔102和端面101为基准打表找正，加工X6泵体100工件小端面105和进水口104内孔；

最后，从侧面加工X6泵体100工件的出水口106，至出水口106与X6泵体R60mm圆弧103贯通。

本发明提供的X6泵体加工方法，通过对加工流程中工件装卡找正、测量对刀、加工泵体圆弧方法的优化改进以及对加工用刀杆的改进，达到了提高加工质量和加工效率的目的，同时节约了大量的加工时间，刀具的使用量也明显降低，降低了泵体加工的成本。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。