數(shù)控加工下的汽車水泵制造研究

李凱 楊峻嶺 楊大麗

摘 要：汽車水泵作為一個(gè)循環(huán)的動(dòng)力裝置，是汽車流水線中的不可或缺的一環(huán)。與傳統(tǒng)加工相比，數(shù)控加工具有高精度、高效率、高柔性及自動(dòng)化等多重特點(diǎn)，能在很大程度上提升產(chǎn)品的質(zhì)量，因此如何將兩者進(jìn)行充分融合是本文研究的聚焦點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；汽車水泵；問(wèn)題；制造

伴隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造商已得到廣泛的運(yùn)用。與傳統(tǒng)加工相比，數(shù)控加工具有高精度、高效率、高柔性及自動(dòng)化等多重特點(diǎn)，能在很大程度上提升產(chǎn)品的質(zhì)量及大幅度的改善勞動(dòng)強(qiáng)度，因此受重視程度與日俱增。汽車水泵作為批量定制產(chǎn)品，與其他產(chǎn)品具有明顯的差異性，如何切實(shí)有效的利用數(shù)控技術(shù)，將水泵加工融入其中，最大程度發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，是函待解決的重要課題。

1 水泵加工的流程分析

汽車水泵作為一個(gè)將冷卻液在水箱到發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行循環(huán)的動(dòng)力裝置，為冷卻液提供壓力，從而起到正常輸送液體的功效。汽車水泵的技術(shù)參數(shù)由軸功率、流量、效率、揚(yáng)程等，對(duì)加工精度及質(zhì)量提出了近乎嚴(yán)格的要求。汽車水泵作為大批量的產(chǎn)品，考慮到柔性制造及智能化制造的特點(diǎn)，數(shù)控加工應(yīng)用的比例日趨提升。圖1為機(jī)加工數(shù)控機(jī)床的工作流程。

2 數(shù)控加工中水泵制造的問(wèn)題探析

2.1 加工零件的確認(rèn)選取

（1）加工復(fù)雜度

汽車水泵如何在機(jī)加工的所涉及的加工環(huán)節(jié)較少，且加工的環(huán)節(jié)也很少，機(jī)動(dòng)時(shí)間在整個(gè)過(guò)程中的占比較少，因此在數(shù)控上體現(xiàn)不出快速換刀、便捷走刀的特點(diǎn)。因此，在機(jī)械加工工序的選擇時(shí)，應(yīng)將汽車水泵中復(fù)雜加工工序放置在數(shù)控機(jī)床上展開，對(duì)較為簡(jiǎn)單的工序放置在普通環(huán)節(jié)上加工。同時(shí)，對(duì)于汽車水泵中要求精度較高的軸向尺寸，采用數(shù)控加工獲得的產(chǎn)品的成功率及效率呈現(xiàn)明顯的優(yōu)勢(shì)。

（2）加工余量的考慮

根據(jù)機(jī)加工行業(yè)的成本分析，粗車加工一般放置在普通機(jī)床上展開，除特殊材質(zhì)外。然而，汽車水泵使用的是普通材質(zhì)，無(wú)論進(jìn)行精車還是粗車，在數(shù)控加工上均可以實(shí)現(xiàn)，但是在機(jī)械加工過(guò)程中，切削力容易受到材料硬點(diǎn)的影響，產(chǎn)生加工余量的驟升。汽車水泵的加工慣常采用鑄造，但是目前國(guó)內(nèi)加工鑄造一般采用傳統(tǒng)的砂型展開，質(zhì)量難以得到十足保障。因此在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，需要嚴(yán)格考慮刀具的使用特點(diǎn)，防止由于刀具使用不當(dāng)導(dǎo)致數(shù)控加工效率降低。

（3）安裝定位的考慮

目前在數(shù)控機(jī)床的加工中，對(duì)于零件的夾緊及定位的動(dòng)作要求迅速，它在很大程度上影響機(jī)床的效率及加工質(zhì)量。汽車水泵組件中關(guān)于液體輸送經(jīng)過(guò)的零件，加工中務(wù)必保障滿足流道的設(shè)計(jì)原則，這是汽車水泵加工的關(guān)鍵所在。然而流道的精確定位是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工序，因此不適合直接將其放置在數(shù)控機(jī)床上開展加工操作。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，一般在普通機(jī)床上，采用自定心的三爪卡盤來(lái)進(jìn)行反復(fù)的定位加緊，來(lái)確保正確的流道；或者采用加工工裝來(lái)確保一致性的原則，這樣可大大提升數(shù)控在水泵加工中的工作效率。

2.2 工藝細(xì)節(jié)的把控

汽車水泵在從普通機(jī)床轉(zhuǎn)至數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中，需要嚴(yán)格調(diào)整工藝規(guī)程。如在進(jìn)行汽車水泵中動(dòng)力軸加工時(shí)，對(duì)中心孔加工的加工深度沒(méi)有提出過(guò)于嚴(yán)格的需求。然而如何采用數(shù)控機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工，則需要對(duì)中心孔的加工深度進(jìn)行明確的規(guī)定，這樣才可以最大程度的保障軸向尺寸的加工處理精度。汽車水泵作為一個(gè)系統(tǒng)加工工程，工藝的調(diào)試應(yīng)保障基準(zhǔn)，無(wú)論在哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，最終需要將端面設(shè)置為定位基準(zhǔn)，從而確保產(chǎn)品在各個(gè)加工細(xì)節(jié)上的精確把控。

2.3 數(shù)控加工與成組技術(shù)相融合

目前汽車水泵的加工大多為規(guī)模較小的加工模式，給現(xiàn)行的加工生產(chǎn)帶來(lái)了實(shí)踐難度。成組技術(shù)是將規(guī)模小衍變?yōu)榇笠?guī)模的生產(chǎn)模式，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的生產(chǎn)批量。如汽車水泵中的軸承端蓋，幾乎在所有汽車水泵中都有所存在，形狀基本相同，重點(diǎn)區(qū)別在于尺寸不同，如何利用模塊化成組技術(shù)將汽車水泵進(jìn)行集中，是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。汽車水泵在數(shù)控加工領(lǐng)域，僅需要進(jìn)行程序的變更便可以實(shí)現(xiàn)刀具的進(jìn)給，完成尺寸量的增減，因此可以大幅節(jié)省時(shí)間，充分展現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的加工效率。以此看來(lái)，將軸承泵蓋、軸承泵軸、泵體等編排的科學(xué)合理，有的放矢充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)，成組技術(shù)是發(fā)展的潮流趨勢(shì)，體現(xiàn)出高效低成本的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)。

2.4 后續(xù)環(huán)節(jié)的關(guān)注

針對(duì)于汽車水泵加工而言，高質(zhì)量的加工程序可使工藝路線最短，空行程和換刀次數(shù)最少，在一次裝夾中完成最多的加工表面。要充分利用機(jī)床控制系統(tǒng)功能，盡可能地采用指令并行、多點(diǎn)換刀等方式，增加切削時(shí)間，縮短輔助時(shí)間。因此，在后續(xù)過(guò)程中，科學(xué)縝密的數(shù)控編程設(shè)計(jì)思維是需要充分考慮汽車水泵自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)展開。

零件加工完成后，一般還需對(duì)表面進(jìn)行去毛刺和修整。過(guò)去通常是采用手工或半手工的方法進(jìn)行，而數(shù)控設(shè)備功能拓展后，這項(xiàng)工作亦可由數(shù)控設(shè)備來(lái)承擔(dān)。由計(jì)算機(jī)將圖形進(jìn)行輸入并進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，對(duì)刀和試走刀，然后進(jìn)行正式作業(yè)，因此在很大程度可以提升汽車水泵的整體加工質(zhì)量，把控加工精度。

3 結(jié)論

數(shù)控技術(shù)是“中國(guó)制造2025”發(fā)展的重要加工技術(shù)，智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高精度、開放化是目前加工制造的發(fā)展趨勢(shì)。汽車水泵作為汽車生產(chǎn)線中的不可或缺的一環(huán)，未來(lái)的水泵加工將有數(shù)控機(jī)床設(shè)備來(lái)承載，伴隨著科技的不斷提升及制造業(yè)整體科研實(shí)力的日益增強(qiáng)，數(shù)控技術(shù)在汽車水泵中將呈現(xiàn)出高效的加工效率、經(jīng)濟(jì)化的制造成本、人性化的制造理念，數(shù)控技術(shù)的融合運(yùn)用將呈現(xiàn)規(guī)?；膬?yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙煜.數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].硅谷，2014，（8）：138.

（作者單位：西峽縣內(nèi)燃機(jī)進(jìn)排氣管有限責(zé)任公司）