搜索 | 注册
现代机床杂志 2024 第一期

订阅电话:010-80335298
泗水县圣德机械有限公司 常州钜瑞工具有限公司 常州市创荣工具制造有限公司 东莞市浩联刀具有限公司 昆山腾振精密机械有限公司 镇江市正大工具有限公司 山东欧诺威数控刀具有限公司 乐高精密工具(东莞)有限公司 广东双利刀具有限公司 广东领业科技有限公司 奈博万精密工具(江西)有限翁事 G-TOP 锐思锋精密机械技术(上海)有限公司 洛阳瑞格刀具车 重庆兴旺工具制造有限公司 常州恒鼎工具制造有限公司
首页 » 技术前沿 » 低振动低噪声泵体加工工艺分析

低振动低噪声泵体加工工艺分析

舰船尤其是潜艇的振动和噪声问题是影响其水下隐蔽性的关键因素,而隐蔽性又是舰船生命力和战斗力的核心之一。舰船尤其是潜艇航行时,其水下辐射噪声主要由机械噪声、螺旋桨噪声与水动力噪声组成。当潜艇在低速静音航行时,机械噪声主要由安装在舰船上的一系列动力及辅机设备工作时产生,机电设备的振动通过弹性安装结构、管路流体以及空气噪声传递到水交界的艇体结构,艇体表面振动产生辐射形成水下噪声。因此,直接降低机械设备的振动噪声,控制振动噪声产生的源头,是降低由设备机械噪声而引起的舰船水下辐射噪声的直接有效方法。

 

均衡泵是舰船操纵控制系统中的关键动力设备,主要用于浮力调整、应急疏水、消防和蓄电池组冷却供水等。随着潜艇隐身性要求的日益提高,低振动低噪声均衡泵研究已迫在眉睫。

 

1.       泵体结构

 

泵体是过流的主要零件,如图1所示,里面安装导叶、叶轮,外面接电动机、进出口管路(见图2),是低振动低噪声泵的骨架,故必须严格保证泵体加工尺艇体结构,艇体表面振动产生辐射形成水下噪声。因此,直接降低机械设备的振动噪声,控制振动噪声产生的源头,是降低由设备机械噪声而引起的舰船水下辐射噪声的直接有效方法。

 

1 低振动低噪声泵装配示意图

2 泵体立体图(1.下法兰 2.入口法兰 3.泵脚4.上法兰 5.出口法兰)

1.       原加工工艺路线对泵体变形的影响

 

原加工工艺路线: 铸造成型,并去应力处理。②立体划线各加工面。③卡上法兰,粗加工下法兰端面及内孔,各面各留1mm加工余量。④调头,卡下法兰找正,粗加工上法兰端面及内孔,各面各留1mm加工余量。⑤镗床加工泵脚面到位。⑥铣床加工入口法兰面、出口法兰面,两面各留1mm加工余量。⑦划钻各面孔。⑧水压检验泵体。⑨精加工上法兰及内腔各面各孔。⑩精加工下法兰及内腔各面各孔。精加工入口法兰面、出口法兰面。

 

加工完成后,在三坐标测量机上对泵体整体进行测量,以关键的第一装配面——上法兰的端面和内孔作为测量基准,其中仅有一个重要指标合格,其余均超差,尤其是下法兰指标严重超差。

 

2.       原因分析

 

1)对下法兰内孔进行测量,分析超差位置。由实测值分析,椭圆最大处为泵脚中间位置,测量值为+0.13mm,椭圆最小处为最大处垂直位置,测量值为-0.06mm,变形最小处为出口法兰位置, 测量值为+0.035mm

 

原因分析:从测量值直观上分析,直径变大的地方是泵脚中心直径处,泵脚相当于大筋板,直径变小最大处是没有大筋板的地方,直径变化最小的地方是出口法兰处,出口法兰是铸件厚大处。

 

2)对超差最大的下法兰内孔椭圆进行分析。从下法兰内孔实测尺寸和位置分析,初步判断产生变形的原因是加工残余应力的作用。残余应力对构件变形的影响主要包括两个方面:一是零件抵抗动静载荷的变形能力;二是载荷卸载后变形的恢复能力。在切削加工的过程中,随着被切削材料的去除,切削层中的残余应力被逐渐释放,零件自身的刚度也发生了变化,原始的自平衡状态破坏,零件只有通过变形来达到新的平衡状态,这是残余应力对切削加工变形影响的基本原理。不同切削参数产生的残余应力对加工变形会产生影响,切削深度越大,残余应力引起的变形量变化越慢;进给量越大,残余应力导致的变形越大。

 

从下法兰的内孔变形位置,结合残余应力的特点, 在厚大部位变形较小,稍薄壁处变形较大。通过以上分析,泵体的入口法兰、出口法兰、泵脚不是对称布置,导致在加工中有残余应力,是产生变形的主要原因。

 

3.       改进后的加工工艺路线

 

通过以上原因分析, 对加工工艺进行改进,一是增加主孔的粗加工次数,减小每次切削深度和进给量,使加工变形多次释放,减小残余应力引起的变形;二是增加加工应力释放时间,粗加工完放置时间加长,充分释放粗加工产生的残余应力,减小最终加工对主孔的变形影响。

 

最终形成加工工艺为: 1.铸造成型,并去应力处理。2.立体划线各加工面。3.卡上法兰,粗加工下法兰端面及内孔,粗加工时减小每次的切削深度和进给量,各面各留2mm加工余量。4.调头,卡下法兰找正,粗加工上法兰端面及内孔,各面各留2mm加工余量。5.镗床加工泵脚面,留2mm加工量。6.铣床加工入口法兰面、出口法兰面,两面各留2mm加工余量。7.划钻各面孔,注意深度。8.水压检验泵体。9.放置24h,释放加工应力。10.加工下法兰及内腔各面各孔,加工各面各留1mm加工余量,1mm加工余量分2次切削,进一步减小切削深度和进给量。11.做胎具,将下法兰上到胎具上,加工上法兰及内腔各面各孔,各面各留1mm加工余量,按10mm的切削孔深度和进给量加工。12.精加工入口法兰面、出口法兰面,2mm加工余量分3次切削,减小切削深度和进给量。13.再次放置24h14.精加工下法兰及内腔各面各孔,1mm加工余量分2次切削。15.上胎具,精加工上法兰及内腔各面各孔,1mm加工余量分2次切削。

 

加工完毕后, 在三坐标测量机上进行测量,实测值均能达到图样要求的指标。将泵体组装在整机上,在转子上对下法兰内孔止口打表,跳动在0.02mm以内,完全达到技术要求。对整机振动指标进行检测,测量值如表1所示,低频、高频均能达到技术指标要求。

 

1 整机振动测量值

1.       结语

通过对均衡泵泵体原始加工工艺路线进行分析,确定问题产生的主要原因,进一步优化泵体加工路线,使得泵体最终加工后符合图样要求,从而满足整机装配要求,达到了整机减振降噪的目标。

 


来源:合肥通用机械研究院 报道: 丁强民 文宏刚
产业热点 政策解读 展会报道
  1. 从春晚“空翻”到车间“干活”:人形机器人爆发前夕,机床行业如何牵手未来智造
  2. 高性能、绿色化、智能化
  3. 岁月焕新 梦启丙午 |《现代机床》杂志给大家拜年啦!
  4. igus推出新型工程塑料滚珠轴承,为无尘室带来更高安全性
  5. 环保合规:igus推出27种无PTFE且经过PFAS检测的新材料
  6. 现已批量生产:igus推出新型耐用滑板轮、滑轮及滚轮适配器
  7. igus凭借移动式岸电插座(iMSPO)系统荣获“年度海事创新者”奖
  8. 新能源汽车电动机高精密制造技术研究与应用
  9. 航空发动机典型零件智能加工的现状与思考
  10. 6.2%!权威解读前三季度规上工业增长
  1. 2025航空工业低空领域十大事件
  2. 开局之年首次集体学习,为何聚焦这件大事?
  3. 2025年度机床工具行业经济运行报告
  4. 2025年前三季度工具进出口海关数据分析
  5. 从EMO2025看全球机床技术发展趋势
  6. 从CIMT2025看工业机器人技术发展及未来展望
  7. 五轴加工技术与装备的发展现状及展望
  8. 人形机器人市场迎来爆发 超精密机床成核心赛道
  9. 2025年一季度机床工具行业经济运行情况
  10. CCMT2024刀具展品述评
  1. 聚焦网红重庆,制造重镇!第26届立嘉国际智能装备展览会,5月28-31日启幕
  2. 2026河北国际机床展览会
  3. 2026中部(郑州)装备制造业博览会
  4. 成都国际工业博览会邀请函
  5. 2025(第十一届)航空材料与制造工艺国际论坛
江苏开璇智能科技有限公司
宁波市凯博数控机械有限公司
三共机械销售(上海)有限公司
上海结发电气科技有限公司
长春禹衡光学有限公司
营口林晖密封技术有限公司
太仓志霖液压机械有限公司
汉伯格精密机械(无锡)有限公司
东莞市盛鸣鸿精密机械有限公司
台中精密機械有限公司
正代(廣東)機械科技有限公司
惠州市德瑞科机械有限公司
安微力成智能装备股份有限公司
江苏德湾数控机床科技有限公司
常州钜瑞工具有限公司
广州台茂精密机械有限公司
宁波市凯博数控机械有限公司
上海精霸数控机床有限公司
关于我们| 营销服务| 人才招聘| 网站地图| 友情链接
京ICP备14047549号-1 Copyright©2001-2014 mmtol.com.

用户登录