汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泵殼體加工工藝優(yōu)化

馬殿雷 李興濤

【摘 要】機(jī)油泵在汽車的整個(gè)柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，被看作是柴油機(jī)中潤(rùn)滑系統(tǒng)的心臟，直接的影響著柴油機(jī)的整體性能，特別是對(duì)柴油機(jī)的技能效果與使用的壽命起著決定性的作用。同時(shí)對(duì)機(jī)油泵的殼體加工又是直接影響著機(jī)油泵制造的生產(chǎn)效率，通過采取有效的手段對(duì)機(jī)油泵的殼體加工進(jìn)行優(yōu)化處理，不僅可以大大的縮短該工藝的加工時(shí)間，而且可以有效的提高機(jī)油泵的制造效率，為制造企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；機(jī)油泵的殼體；加工工藝

機(jī)油泵在汽車的整個(gè)柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，被看作是柴油機(jī)中潤(rùn)滑系統(tǒng)的心臟，直接的影響著柴油機(jī)的整體性能，特別是對(duì)柴油機(jī)的技能效果與使用的壽命起著決定性的作用。同時(shí)對(duì)機(jī)油泵的殼體加工又是直接影響著機(jī)油泵制造的生產(chǎn)效率，通過采取有效的手段對(duì)機(jī)油泵的殼體加工進(jìn)行優(yōu)化處理，不僅可以大大的縮短該工藝的加工時(shí)間，而且可以有效的提高機(jī)油泵的制造效率，為制造企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

1.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中機(jī)油泵的工作原理

在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)中，其機(jī)油泵的主要作用就是幫助潤(rùn)滑油有效的建立起壓力，從而將其輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)中各個(gè)需要壓力潤(rùn)滑的部位。它被分為了輪子式機(jī)油泵與齒輪式機(jī)油泵兩種，而齒輪式的機(jī)油泵由于其有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工便捷、工作可靠，其使用的壽命較長(zhǎng)，泵油的壓力較高等特點(diǎn)，因此，得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，機(jī)油泵主要由傳動(dòng)齒輪、泵體、內(nèi)、外轉(zhuǎn)子以及主動(dòng)軸、泵蓋與限壓閥幾部分組成，其工作的原理就是：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過凸輪軸中的驅(qū)動(dòng)齒輪有效的帶動(dòng)機(jī)油泵上的傳動(dòng)齒輪，并使其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而充分的帶動(dòng)從動(dòng)齒輪進(jìn)行反方向的旋轉(zhuǎn)[1]。這樣一來，進(jìn)油腔就形成了低壓轉(zhuǎn)而產(chǎn)生壓吸力，從而將油底殼內(nèi)的機(jī)油吸入到油腔內(nèi)。同時(shí)，由于主、從齒輪始終都到不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，機(jī)油便會(huì)源源不斷的被輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)中需要潤(rùn)滑的各個(gè)部位。

2 TU5JP4機(jī)油泵殼體結(jié)構(gòu)與工藝分析

2.1 機(jī)油泵殼體結(jié)構(gòu)分析

TU5JP4機(jī)油泵殼體材料為鋁合金，拉伸強(qiáng)度為240～310 MPa，硬度為80～110 HBS，是機(jī)油泵主從動(dòng)齒輪安裝的載體，其毛坯通過壓鑄而成，主要加工部位為主從動(dòng)軸孔、主從動(dòng)齒輪室、泵蓋安裝平面、安裝螺紋孔等。

2.2 機(jī)油泵殼體加工工藝分析

機(jī)油泵殼體主要部位加工采用數(shù)控加工中心進(jìn)行加工，其主要加工工序?yàn)殂姲惭b平面、擴(kuò)M6螺紋底孔、攻M6螺紋、擴(kuò)主從動(dòng)軸孔、擴(kuò)齒輪室孔、鏜主從動(dòng)軸孔及齒輪室孔、擴(kuò)限壓閥孔、精鏜限壓閥孔等。經(jīng)過測(cè)量，銑安裝平面、擴(kuò)M6螺紋底孔、攻M6螺紋、擴(kuò)主從動(dòng)軸孔、鏜主從動(dòng)軸孔及齒輪室孔加工工序占整個(gè)殼體加工時(shí)間為74%這些工序也是影響殼體加工時(shí)間的主要工序，殼體的單件加工總時(shí)間為597s，減少以上工序加工時(shí)間就可以減少殼體總的加工時(shí)間。

由于殼體加工采用的是數(shù)控加工中心，在數(shù)控加工中，正確合理地選擇切削參數(shù)對(duì)確保產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本起著十分重要的作用。近年來，隨著數(shù)控技術(shù)的普遍應(yīng)用以及各種先進(jìn)制造技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)輔助時(shí)間大大降低，相應(yīng)地，切削時(shí)間所占的比重就大大提高。因此縮短切削加工時(shí)間，對(duì)提高生產(chǎn)率起著重要的作用。所以在確定好加工工件、機(jī)床以及在保證刀具耐用度的前提下，影響生產(chǎn)效率的主要因素為切削速度、進(jìn)給量等，對(duì)于機(jī)油泵殼體加工中，影響殼體加工時(shí)間的主要工序采用的切削參數(shù)，都是使用了多年的工藝參數(shù)。由表中可以看到銑安裝平面、擴(kuò)M6螺紋底孔、擴(kuò)主從動(dòng)軸孔工序中切削速度較低；而攻M6螺紋工序由于底孔位置有偏差，攻絲速度過快會(huì)導(dǎo)致絲錐折斷和螺紋過大，不能采用較高的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給；鏜主從動(dòng)軸孔及齒輪室孔工序切削速度已經(jīng)達(dá)到398 m/min，并且該工序采用的Mapal導(dǎo)條式復(fù)合鉸刀，切削參數(shù)已被刀具廠家設(shè)定為最佳，無法更改。所以只能從提高銑安裝平面、擴(kuò)M6螺紋底孔、擴(kuò)主從動(dòng)軸孔工序的切削參數(shù)來提高生產(chǎn)效率。

3機(jī)油泵的殼體的加工工藝的優(yōu)化

本文選用的是東風(fēng)標(biāo)致307中型號(hào)為TU5JP4的機(jī)油泵為具體的論述的對(duì)象，下面對(duì)其進(jìn)行具體的分析。

3.1加工工藝的分析

對(duì)于機(jī)油泵的殼體，其主要部位的加工主要采用的是數(shù)控加工中心實(shí)施有效加工，而其主要的加工的工序則包括了銑安裝平面，擴(kuò)大M6螺紋底孔、齒輪室孔以及限壓閥孔、主從動(dòng)軸孔，精鏜限壓閥孔等部分，同時(shí)對(duì)這些部分的加工也是整個(gè)機(jī)油泵殼體加工的主要工序，需要大量的時(shí)間對(duì)其進(jìn)行加工，因此，只有有效的縮短了這幾部分的加工時(shí)間，就能從整體上縮短殼體的加工時(shí)間[2]。同時(shí)，在上述敘述中，我們已經(jīng)知道對(duì)機(jī)油泵殼體的加工豬主要是應(yīng)用數(shù)控加工中心實(shí)施的，因此，在數(shù)控加工的過程中，其切削參數(shù)的選擇時(shí)確保整個(gè)加工工藝品質(zhì)的關(guān)鍵，不僅可以提高加工件的生產(chǎn)效率，而且可以有效地減低企業(yè)的生產(chǎn)成本，為企業(yè)獲得高利潤(rùn)奠定基礎(chǔ)。下面主要對(duì)銑安裝平面以及擴(kuò)大M6螺紋底孔兩方面的加工優(yōu)化來提高殼體加工的效率。

3.2加工工藝優(yōu)化的方案

首先，對(duì)銑安裝平面的加工優(yōu)化。由于在機(jī)油泵的殼體加工工藝中，這環(huán)節(jié)屬于最后的加工工序，因此，原先采用的是Mapal公司的鋁合金銑刀。同時(shí)，由于該機(jī)油泵的殼體的材料為鋁合金，因此一般多選用硬質(zhì)的合金、PCD等形式的加工材料，而PCD刀具由于其在晶粒的尺寸上與其它的刀具有所不同，且可以充分的實(shí)現(xiàn)高速、高穩(wěn)定性與高精度的加工，因此，若是進(jìn)行大量的產(chǎn)品生產(chǎn)，一般推薦選用PCD刀具進(jìn)行實(shí)際的加工。在實(shí)際的加工工藝優(yōu)化中，將刀片的數(shù)量增加至8片，并按照PCD刀具的參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整，將其轉(zhuǎn)速提至3500r/min，而起刀具的切削速度則提為1374m/min，進(jìn)給量同樣提至1000mm/min。

其次，對(duì)擴(kuò)大M6螺紋底孔的加工優(yōu)化。由于機(jī)油泵殼體的毛坯為鋁合金的壓鑄件，一般有6個(gè)螺紋低孔，而其鑄出的底孔則為Φ4的通孔，以防止縮孔與氣孔的出現(xiàn)。二在加工過程中，由于鑄孔在位置上偏差較大，若是采用硬質(zhì)的合金鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔，極易出現(xiàn)折斷等情況。因此，在對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，就可將Φ4通孔換成Φ3的鑄造淺盲孔，這樣既不會(huì)增加氣孔，又利于鉆孔。同時(shí)，還可對(duì)鉆頭的切削條件進(jìn)行改善，使用整體硬質(zhì)的合金鉆頭進(jìn)行底孔的加工，采用型號(hào)為液壓刀柄，并將其進(jìn)給量提為800m/min，切削的速度提為47m/min。

通過上述的優(yōu)化措施，不僅大大的減少了在加工過程中鉆頭折斷的情況，而且有效的減少了總部件的加工時(shí)間，提高了殼體加工的生產(chǎn)效率。

4結(jié)束語

綜上所述，在實(shí)際的工藝加工過程中，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的機(jī)油泵殼體的加工需要采取有效的措施對(duì)其加工的工藝實(shí)施優(yōu)化處理，從而有效的縮短各個(gè)部件加工的時(shí)間，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，也為企業(yè)進(jìn)行其它鋁合金殼體的加工提供更多的優(yōu)化空間。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：長(zhǎng)城汽車股份有限公司）