資源描述：
《快速成形技術在模型泵制造中的應用.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、通用機械制造伽Gw』l如，ll的咖w石家莊工業(yè)泵廠有限公司(河北050100)吳保華【摘要】介紹了利用快速成形技術進行模型泵制造的技術原理、實施步驟及效果。【關鍵詞l快速成形模型泵計算機輔助制造三維建模一，前言石家莊工業(yè)泵廠有限公司是工業(yè)泵專業(yè)生產(chǎn)廠家，主導產(chǎn)品是渣漿泵和脫硫泵。隨著市場的不斷壯大，泵產(chǎn)品型譜陸續(xù)擴充，因此經(jīng)常進行新產(chǎn)品水力模型的設計與試驗。因受到試驗條件的限制及考慮試驗的經(jīng)濟性，當真機的尺寸過大時，通常根據(jù)相似理論把實型泵的參數(shù)縮小，換算為模型泵的參數(shù)進行模型設計和試驗。模型泵通常制造一臺，用于泵的性能試驗，其主要零部件制造過程一般采用
2、手工制作木模，然后鑄造毛坯，再進行機加工。采用該方法效率低，尺寸精度差，影響水力模型的試驗準確度及新產(chǎn)品投放市場的進度。為提高泵產(chǎn)品研發(fā)制造技術水平及產(chǎn)品對市場需求的響應能力，采用了計算機輔助制造快速成形技術進行模型泵的設計及制造。二．技術原理計算機輔助制造技術的內(nèi)容可以歸納為現(xiàn)代設計技術、現(xiàn)代成形和改性技術、現(xiàn)代加工技術、制造系統(tǒng)和管理技術4個方面，快速成形技術是近年來發(fā)展起來的計算機輔助制造技術之一。設計的零件是一個三維空間實體，它可由在某個坐標方向上的若干個“面”疊加而成，因此，利用離散／堆集成形概念，可以將一個三維實體分解為若干二維實體制造出來，
3、再經(jīng)堆積面構成三維實體，這就是快速成形(零件)制造的基本技術原理，其具體制造方法很多，有固化立體造型、分層實體制造、選擇燒結、熔融沉積成形、噴射印刷成形和滴粒印制成形等。采用的是固化立體造型又稱立體印刷，如圖1所示。液槽中盛有紫外固化液態(tài)樹脂砂混合物，開始成形時，工作臺臺面在液面下一層厚高度，聚焦的紫外激光束在液面上按該層圖形進行掃描，被照射的地方就被固化，未照射的地方仍然是液態(tài)樹脂砂混合物。然后升降臺帶動工作臺下降一個層厚高度，第二層上布滿了液態(tài)樹脂砂混合物，再按第二層圖形進行掃描，新固化的一層被牢固地粘在前一層上。如此重復，直至砂型成形完畢。圖1固化
4、立體造型1．成形零件2．紫外激光器3．環(huán)氧光敏掃}脂砂4謐面5．升降臺：Ⅲ伸期黑勰{972叭4年第8期mvw．e研x．com■-GMMnnuj，ncmre三、實施步驟下面以某型號脫硫泵葉輪為例介紹設計制造實施步驟。(1)確定泵的總體結構形式根據(jù)提供的流量、揚程、轉速、裝置汽蝕余量以及效率等數(shù)據(jù)和要求確定泵的總體結構形式。利用公式進行計算，并通過分析比較后確定泵的進、出口直徑。(2)確定葉輪主要幾何參數(shù)泵的總體結構形式確定后，根據(jù)公式計算得出中葉輪進口直徑、葉輪輪轂直徑、葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉片數(shù)以及葉片包角等尺寸參數(shù)。(3)繪制葉輪軸面投影圖及葉
5、片繪型根據(jù)確定的葉輪各部尺寸，繪制葉輪軸面投影圖，并利用方格網(wǎng)保角變換法進行葉片繪型。(4)葉輪零件及鑄造用砂型、型芯三維建模利用三維造型軟件，根據(jù)設計尺寸進行葉輪零件的三維建模，生成實體，并轉化成鑄造用砂型、型芯三維實體，如圖2、圖3所示。(5)利用快速成形機制作砂型、型芯利用快速E圖2砂型三維實體成形機，根據(jù)提供的砂型、型芯三維實體制作砂型、型芯。(6)鑄造毛坯及機加工將制成的砂型、芯合箱澆鑄，清鏟后得到葉輪鑄造毛坯，并經(jīng)機加工后制成葉輪成品。圖3型芯三維實體四．結語利用快速成形技術制造的葉輪零件比采用手工制?？晒?jié)約成本近30％，制成的葉輪表面粗糙度
6、度及尺寸精度均可提高一個精度等級以上，完全可保證水力模型的試驗準確度。GM(收稿日期：2014／05，15)(上接第96頁)2．設計思路最初設計方案時考慮的是鈦材吸、排氣圓盤與非鈦材的葉輪接觸，經(jīng)過再三論證，鈦材液環(huán)式真空壓縮機的使用工況都一一被推翻。最終定為在葉輪每個葉片端面加工出燕尾槽，在燕尾槽中鑲嵌加工成型PTFE材質(zhì)的非金屬條，非金屬條端面凸出葉輪本體端面微量高度。在裝配時，通過凸出微量高度非金屬條與鈦材吸、排氣圓盤接觸，來解決鈦材與鈦材直接接觸易咬合的問題。3．具體實施首先，葉輪葉片形狀不均勻。因為葉輪采用手工石墨型，每一個葉片寬度不十分均勻，
7、同時又因為每一個葉片又是彎曲的，就給加工燕尾槽造成了困難。最終，經(jīng)過多次反復試驗找到了一個可行的方法：計算機打印出l：l的葉輪端面圖，在線切割機線切割葉片形狀，做成6mm厚不銹鋼模板，用于制作石墨型，做出了完全滿足需要的均勻葉輪葉片。G棚疊用棚■Ⅵ眥e研x．com2014年第8期其次，燕尾槽的加工以及刀具和編程問題。經(jīng)過多次試驗和調(diào)試，最終在數(shù)控加工中心通過專門設計定制的刀具，根據(jù)葉片形狀分群編程銑削加工，加工出了理想燕尾槽，達到批量生產(chǎn)。第三，出于對PTFE材質(zhì)的非金屬條鑲嵌以及配合松緊的考量，最合適的辦法非金屬條尺寸比燕尾槽小O．1mm，從圓面鑲嵌，
8、達到理想效果。最后，經(jīng)過了對裝配整機多次試驗調(diào)配達到了相當滿意的效果，吸排氣量提
