提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泵殼體加工效率的工藝方法研究

黃新良

摘要：當(dāng)下發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泵需求量巨大，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高機(jī)油泵加工效率有助于提高經(jīng)濟(jì)效益，而殼體是機(jī)油泵生產(chǎn)制造中最耗時(shí)的部件，改進(jìn)殼體加工工藝，更是能夠大幅提高機(jī)油泵生產(chǎn)效率?，F(xiàn)階段殼體加工工藝分為了銑安裝面、擴(kuò)M6螺紋底孔、攻M6螺紋、擴(kuò)主從動(dòng)軸孔以及鏜主從動(dòng)軸及齒輪室孔五個(gè)工序，現(xiàn)針對(duì)銑安裝面、擴(kuò)主從動(dòng)軸孔兩個(gè)工序進(jìn)行改進(jìn)，通過統(tǒng)計(jì)實(shí)際加工時(shí)間，得到改進(jìn)后的生產(chǎn)工藝能夠顯著降低加工時(shí)間，有助于提高殼體加工效率。

關(guān)鍵詞：汽車;發(fā)動(dòng)機(jī);機(jī)油泵;殼體;加工效率

中圖分類號(hào)：TH162? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）08-0042-02

0? 引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國汽車保有量逐年上升，發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車三大核心部件之一，與汽車行駛的安全性、穩(wěn)定性有著重要的關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)中包含了各式各樣的組件，機(jī)油泵就是其中非常重要的一個(gè)，機(jī)油泵影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能，優(yōu)秀的機(jī)油泵還有助于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命、降低發(fā)動(dòng)機(jī)的能源消耗。在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泵生產(chǎn)加工過程中，殼體有著較大的加工難度，由于殼體加工較為復(fù)雜，相比較于其他部件加工周期較長，不利于提高機(jī)油泵的生產(chǎn)效率，而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的需求量往往較大，解決發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造中的薄弱點(diǎn)十分重要，有助于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)效率與品質(zhì)。本文以某品牌汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為例，該發(fā)動(dòng)機(jī)使用的機(jī)油泵為齒輪式機(jī)油泵，擁有工作效率高、功率損耗低以及穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，每月的總產(chǎn)量超過了3萬臺(tái)，總體生產(chǎn)規(guī)模龐大，因此提高機(jī)油泵殼體加工精度，改善其工藝加工方法，進(jìn)一步提高機(jī)油泵殼體加工效率對(duì)于提高機(jī)油泵生產(chǎn)速度與企業(yè)生產(chǎn)效益有著重要作用。

1? 機(jī)油泵構(gòu)造與工作原理分析

本文研究的機(jī)油泵是通過外嚙合形式組成的機(jī)油泵，涵蓋的關(guān)鍵組件有殼體、主動(dòng)與被動(dòng)軸、主動(dòng)與被動(dòng)齒輪、泵蓋等[1]，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。機(jī)油泵在工作過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力會(huì)通過傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)機(jī)油泵的鏈輪，鏈輪通過主動(dòng)軸將力傳遞到主動(dòng)齒輪上，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)從動(dòng)齒輪向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，將進(jìn)油腔中的機(jī)油通過主從動(dòng)齒輪縫隙、齒輪與殼體壁縫隙送出油腔。在這種情況下，進(jìn)油腔部位會(huì)產(chǎn)生局部低壓而出現(xiàn)一定的吸力，在該力的作用下會(huì)促使油底殼部位的機(jī)油進(jìn)入到油腔。在主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪不斷選擇的狀況下，油腔內(nèi)的機(jī)油會(huì)持續(xù)不斷地進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)需要潤滑的機(jī)構(gòu)處[2]。

2? 殼體結(jié)構(gòu)與工藝現(xiàn)狀

2.1 殼體結(jié)構(gòu)

本文研究的機(jī)油泵殼體材料為AS9U3鋁合金材質(zhì)，該材料硬度為85-115HBS，主要用于主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的安裝，零部件毛坯件為壓鑄件，后續(xù)需要進(jìn)行的加工的部位有主從動(dòng)軸安裝孔、主從動(dòng)齒輪安裝腔體、泵蓋安裝配合面、螺栓安裝孔等[3]，如圖2所示。

2.2 加工工藝現(xiàn)狀分析

當(dāng)下機(jī)油泵殼體加工是通過數(shù)控加工中心完成的，在加工過程中，設(shè)置科學(xué)合理的加工參數(shù)、加工順序?qū)τ谔岣邭んw加工品質(zhì)、加工速度有著重要影響。隨著現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，各個(gè)加工工序的輔助時(shí)間逐步降低，切削加工時(shí)間所占的時(shí)長越來越多，當(dāng)下要想進(jìn)一步提高殼體加工效率，還應(yīng)當(dāng)縮減切削加工時(shí)間。要增加切削加工速度，則需通過加大進(jìn)給量、切削速度等來實(shí)現(xiàn)，然而加工效率的提升必須要在保證殼體加工精度、不出現(xiàn)刀具異常磨損的基礎(chǔ)上[4]，如表1所示為目前殼體加工工藝情況。

3? 機(jī)油泵殼體工藝改進(jìn)

3.1 銑安裝面工序改進(jìn)

在進(jìn)行殼體表面銑削加工時(shí)，采用的刀具是德國瑪帕公司生產(chǎn)的鋁合金面銑刀，一次性可以裝夾刀片8片，該刀片價(jià)格昂貴，每個(gè)刀片單價(jià)達(dá)到了兩千以上，為了避免在調(diào)試過程中對(duì)刀片產(chǎn)生較大的破壞，只安裝4片刀片[5]。在進(jìn)行鋁材質(zhì)殼體加工時(shí)，使用的刀片材料為硬質(zhì)合金、金屬陶瓷以及PCD等，由于金屬陶瓷的脆性高、受力性能不好，不適合應(yīng)用到粗加工中，一般只用在精加工工序。另外兩種刀具材質(zhì)力學(xué)性能相似，通常進(jìn)行粗加工時(shí)采用硬質(zhì)合金，PDC材質(zhì)刀具能夠滿足高速切削加工需求，并具有良好的穩(wěn)定性。為了提高安裝面的加工的效率，保持試驗(yàn)參數(shù)不變，安裝8個(gè)刀片，轉(zhuǎn)速升高到3800r/min，進(jìn)給量調(diào)整到950mm/min。

3.2 擴(kuò)主從動(dòng)軸孔工序改進(jìn)

該部分加工環(huán)節(jié)主要為粗加工，按照?qǐng)D紙尺寸進(jìn)行加工并預(yù)留出一定的精加工余量，使用的刀具是長度為85mm直徑為11.7mm的鉸銑刀，受到刀具加工精度影響，本身擁有0.02mm跳動(dòng)，再加上裝夾誤差，累積跳動(dòng)達(dá)到了0.06mm[6]。由于刀具跳動(dòng)幅度過高，當(dāng)?shù)毒咴谶M(jìn)行高速切削時(shí)，會(huì)產(chǎn)生呼嘯聲，并影響到加工精度，無法進(jìn)一步提高加工參數(shù)，縮減加工時(shí)間。為了解決這樣的問題，使用液壓刀柄，該刀具的裝夾主要依靠內(nèi)部的液壓油施加均勻夾持力，因此擁有良好的裝夾回轉(zhuǎn)精度，保證了多刃刀具每個(gè)刀刃都能夠均衡運(yùn)用，在加工過程中能夠降低刀具所受的橫向力，有效避免斷刀問題的產(chǎn)生[7]。通過液壓刀具的應(yīng)用，刀具累積跳動(dòng)誤差可以控制在0.004mm內(nèi)，夾持力矩能夠達(dá)到100Nm以上，可以將該工序的進(jìn)給量設(shè)置為1100r/min，切削速度設(shè)置為105m/min，顯著提高切削加工效率。

3.3 工藝改進(jìn)結(jié)果

對(duì)機(jī)油泵殼體各個(gè)加工工序進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，記下每個(gè)加工工序的實(shí)際使用時(shí)間，與正常加工時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，即可以得到機(jī)油泵殼體加工工藝改進(jìn)效果，如表2所示為工藝改進(jìn)前后的加工時(shí)間對(duì)比。

從表2中可以看出，通過對(duì)銑安裝平面、擴(kuò)主從軸孔工序進(jìn)行優(yōu)化，其加工時(shí)間得到了明顯的縮減，在銑安裝平面工序可以節(jié)省工時(shí)33s，擴(kuò)主從動(dòng)軸孔工序節(jié)省工時(shí)66s，總共縮減加工時(shí)間99s，此外還額外節(jié)省出兩個(gè)數(shù)控加工中心的工作時(shí)間，可以為其他類型的機(jī)油泵產(chǎn)品加工提供更多的設(shè)備與時(shí)間。

4? 結(jié)語

綜上所述，機(jī)油泵是為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)提供潤滑油的關(guān)鍵部位，通過主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，使進(jìn)油腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而產(chǎn)生吸力，持續(xù)不斷的將機(jī)油送入到發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部位，對(duì)保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。在本文當(dāng)中筆者結(jié)合自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)機(jī)油泵殼體加工工序進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)踐證明能夠有效提高殼體加工效率，該方法也能夠?yàn)橄嗨乒ぜに嚫倪M(jìn)提供幫助。

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