液壓泵精密配油盤生產(chǎn)制造工藝的研究

朱 軍

（臨安東方滑動軸承有限公司）

1 前言

目前液壓工業(yè)在國內(nèi)發(fā)展迅猛，經(jīng)歷了五十年的發(fā)展，從無到有，已成為機械、設備不可缺少的基礎工業(yè)，但是起步較晚，發(fā)展緩慢，我們與國外相比還有一定差距，特別國外先進液壓泵進入中國市場后，國內(nèi)的液壓泵急需更新?lián)Q代。根據(jù)液壓泵工作原理，液壓元件是以油液為流體的工作介質，油泵內(nèi)各元件相對摩擦副的配合表面質量，加工精度和粗糙度要求比較嚴格，而且元件表面形狀也很復雜，往往生產(chǎn)液壓元件的一般產(chǎn)品已滿足不了高壓、高效、高精度油泵市場的需要。

2 結構型式改進后配油盤的研發(fā)

高壓雙聯(lián)子母葉片泵VQ系列適用于工程機械，尤其是行走的挖掘機、叉車等設備場合，VQ系列泵它由定子、轉子、葉片和配油盤等主要元件組成，浮動側板 （配油盤）元件在高速運轉情況下，確保不能因為軸向間隙過大而引起的內(nèi)泄露而增大，從而保證了容積效率，其自身的結構型式可以自動補償間隙，調節(jié)壓力平衡，實現(xiàn)高速運轉的性能優(yōu)勢，早期國產(chǎn)液壓泵是靠鑄造端蓋密封。由于長期嚴重磨損后，油泵油壓、功率嚴重降低、工作效率大大降低振動噪音大、壽命短等缺陷凸顯出來。泵體結構元件改進后，增加前后配油盤精密液壓元件，配油盤是控制液體流動方向，安裝在相鄰葉片的側面，它有吸油窗口和壓油窗口，主要是在液壓中起到高、低壓油路分配作用，同時既可起到密封又可起到減摩效果。延長了元件的使用壽命，維修方便，經(jīng)濟性特別明顯。消音效果極好。

3 新材料的選用

3．1 鑄造工藝選用的材料

目前液壓行業(yè)生產(chǎn)配油盤企業(yè)，通常大多采用傳統(tǒng)的鑄造工藝方式生產(chǎn)，這種傳統(tǒng)離心澆注鑄造工藝的缺點是：耗能大，材料浪費嚴重，環(huán)境污染等缺點。液壓元件配油盤較多都是按鑄造工藝選擇合金材料成分：如有QPb7－7－3；ZCuSn10Pb的銅合金及鉛錫青銅牌號等材料，這些材料物理性能、潤滑性能、耐磨性、抗疲勞強度和結合牢度都比較差。已不適合高速、高壓、高溫情況下油泵的使用要求。

3．2 冷沖壓工藝材料的研究與確定

VQ系列葉片泵油泵工作溫度要求一般在80℃至120℃之間，通常使用在比較惡劣的工作環(huán)境，如礦山機械、工程機械等設備，往往在120℃以上高溫狀況下工作。

我們采用JF800C和JF850等雙金屬粉末冶金燒結板材，經(jīng)過多次反復試驗。最高溫度分別達260℃和170℃，抗拉強度大于250N／mm2和200 N／mm2，疲勞強度125MPa，合金表面摩擦系數(shù)小于0．12，具有耐高溫、抗疲勞、柔韌性好等特點，大大提高了抗咬合、抗疲勞性能，應用在泵上的元件使泵的效率更高，使用壽命延長，經(jīng)過多次實驗此材料還適用于冷沖壓生產(chǎn)工藝，并且金相組織呈微顆粒結構見圖 （1）、 （2），在200℃極限溫度下進行摩擦磨損實驗，使用32＃潤滑油，載荷3．5N／mm2，線速度0．4m／s，磨損量是0．01mm，其材料合金的潤滑摩擦效果和機械性能良好。

應用雙金屬粉末冶金燒結的板材，加工量很少，節(jié)約原材料，利于環(huán)保節(jié)能。

另外，還有汽車行業(yè)滑動軸承軸瓦采用多元金屬鍍、涂覆技術來提高表面性能，目前也有在液壓元件側板、配油盤合金表面采用涂覆技術提高元件的表面質量和性能。

圖 （1）×100

圖 （2）×100

4 配油盤結構型式加工工藝研發(fā)

圖 （3）

油泵在工作時產(chǎn)生一個封閉空間，通常叫閉死容積，閉死容積的變化產(chǎn)生油壓沖擊和氣蝕現(xiàn)象，就是困油現(xiàn)象，為了消除困油現(xiàn)象的危害，在配油盤壓油窗前端，按元件自身的結構其合金表面上，要求設計各種三角棱錐型油槽 （眉毛槽）見配油盤元件附圖 （3），其作用是液壓油通過三角棱槽的阻尼作用原理，減緩了流量及壓力脈沖，壓力油平穩(wěn)運動，降低了噪音和震動，按葉片泵配油盤的結構要求，對配油盤元件的眉毛槽、環(huán)形槽及各種通油孔、油窗等諸多加工難度和特點，研究先進的生產(chǎn)工藝方式，促進產(chǎn)能提高，解決液壓泵市場急需，有著十分重要的意義。

5 精密側板、配油盤工藝路線研究

利用現(xiàn)代計算機、CAD、數(shù)控加工中心等先進的加工技術手段。才能制造高質量、高精度元件，讓用戶用到放心的產(chǎn)品。

冷沖壓成型工藝路線研究如下：沖壓落料外形→沖壓定位基準沉孔→合金面壓制各種槽→沖孔→精沖→外形擠壓拉光→平面去毛刺→兩平面加工→電火花穿孔→雙端面加工兩平面→清洗→檢驗→包裝→入庫→交付。

工藝特點：

采用冷沖壓成型工藝，生產(chǎn)的側板、配油盤合金表面形狀較復雜液壓零件，生產(chǎn)效率高，表面密度、原材料的硬度和摩擦性能較大提高和改善，缺點是沖壓模具質量和精度要求特別高，模具壽命比較短，成本大。

加工中心工藝路線研究如下：沖壓落料外形→沖壓定位基準沉孔→數(shù)銑分配油窗、孔→精銑成形→機去毛刺→數(shù)控中心加工各種油槽→兩平面加工→電火花穿孔→精研磨兩平面→超聲波自動清洗→檢驗→包裝→入庫→交付。

工藝特點：

采用數(shù)控銑床和加工中心加工側板、配油盤表面形狀較復雜液壓零件工藝，產(chǎn)品表面和外觀質量有較大提高和改善，沖壓模具使用壽命長，成本投入比較低，缺點是加工工裝、夾具質量和精度要求特別高，生產(chǎn)效率比較低。

6 冷沖壓模具材料的選用與優(yōu)缺點

冷沖壓模具的材料一般選用國內(nèi)生產(chǎn)的硬質合金模具鋼Cr12MoV，經(jīng)過長期試用，經(jīng)常出現(xiàn)崩裂，磨損嚴重，模具質量和精度滿足不了工藝需要。目前我們選用的日本進口SKD11模具鋼，生產(chǎn)制造的沖壓模具，質量和精度比較符合工藝要求，模具壽命延長了五倍之多，但進口模具鋼成本較為昂貴。

7 產(chǎn)品質量控制和保障手段

我們從2002年開發(fā)液壓泵高精密配油盤、側板等產(chǎn)品以來，在生產(chǎn)制造中，與專業(yè)設備廠共同研發(fā)高精密PFG－306AH數(shù)控雙端面磨床和引進進口平面精研磨設備，配置加工中心，數(shù)控銑床、數(shù)控車床等主要專用設備，保證加工質量。

通過實施ISO／TS16949質量管理體系，按體系要求和零件特殊特性配備了重要檢測儀器，三坐標測量儀，影像儀，粗糙度儀，性能試驗臺等重要檢測設備，從而實現(xiàn)了加工工藝檢測質量保證，確保優(yōu)質產(chǎn)品出廠。

幾年來，克服了高精密配油盤表面復雜形狀的平面度、平行度、粗糙度、消音性能等加工技術難題。在材料選用、工裝模具研發(fā)及產(chǎn)品檢測手段等技術加工保障能力都得到了較大進步。液壓元件側板、配油盤品種越來越多的，需求量越來越大，產(chǎn)品質量、精度要求越來越嚴格。

1．《液壓件制造工藝學》錢祥生、徐鴻本主編 機械工業(yè)出版社出版

2．《液壓元件制造工藝學》劉震北 主編 哈爾濱工業(yè)大學出版

3．《內(nèi)燃機滑動軸承》李柱國 主編 上海交通大學出版