剛性鏜鉸刀在雙聯葉片泵前配油盤加工中的應用

■ 江陰中等專業學校 （江蘇 214400）

朱達新

圖 1

圖 3

圖 2

D5/3雙聯葉片泵是一款壓力高、噪聲低、壽命長且體積小的多用途葉片泵，（見圖1、圖2）。D5/3雙聯葉片泵主要由泵體、配油盤、轉子、定子、葉片及底蓋等零件組成。其主泵排量為5mL/r，副泵排量為3mL/r，壓力可達到20MPa，其特點是排量小、壓力高。在產品的加工及裝配過程中，經常會遇到由于前配油盤（見圖3）內孔尺寸、表面粗糙度及形位公差達不到設計要求而影響產品質量的問題，對此有必要對雙聯葉片泵的前配油盤加工工藝進行改進，以達到產品設計要求，解決用戶在使用過程中出現的葉片、轉子與前配油盤咬傷、咬死等問題。

1. 前配油盤傳統加工工藝

（1） 原加工工藝。一般采用車加工→鉆孔→銑槽→平磨→內磨→外磨這樣傳統的加工工藝。前配油盤在平磨后磨削內孔，內孔的尺寸公差及形位公差很難達到圖樣設計要求，嚴重影響了后道工序的加工質量。

前配油盤在內孔磨削加工后，套在錐度心軸上，在外圓磨出外圓及兩平面。由于內孔尺寸大小不一，外磨心軸錐度偏大，以至于兩平面與內孔的垂直度很難保證，在后期裝配及調試中，就會出現質量問題。

（2）加工質量問題分析。主泵轉子轉不動的原因：在裝配調試過程中發現底蓋上4個M6的內六角圓柱頭螺栓不能全部壓緊，如果全部壓緊則主泵轉子就轉不動，如果不壓緊則調試時壓力上不去，達不到設計要求。經過拆解分析發現前配油盤平面與內孔垂直度超差以及前配油盤平面與臺階面平行度超差，從而導致主泵轉子與前配油盤的內孔傾斜，間隙被消除，導致主泵轉子轉不動。

主泵轉子與前配油盤內孔咬死的原因：在調試時經常出現主泵轉子與前配油盤內孔咬死，經過檢查發現也是前配油盤平面與內孔垂直度超差以及前配油盤平面與臺階面平行度超差，前配油盤內孔表面粗糙度達不到要求，從而主泵轉子與前配油盤內孔咬死。

2. 改進后的前配油盤加工工藝

（1） 改進后加工工藝。具體工藝過程為：車加工→鉆孔→銑槽→粗鉸→精鉸→外磨→平磨。由于前配油盤內孔的尺寸公差及表面質量在內孔磨削中很難得到保證，在查閱了大量資料后，決定采用剛性鏜鉸刀在立式鉆床上加工內孔，因為剛性鏜鉸刀具有內冷卻孔，一個切削齒和三個導向塊，具有鏜削、鉸削和冷擠壓工藝的共同特點，并且加工精度高，表面質量好，切削余量較大和切削速度高，能修正孔位誤差。經過多次試加工，證明了剛性鏜鉸刀能很好地保證內孔尺寸公差及表面粗糙度。在車削加工時內孔留有0.20～0.25mm加工余量（用鉸刀配合控制），并在基準面上留有一個0.15mm左右的臺階，以便于后道工序的外磨加工。

剛性鏜鉸刀利用專用夾頭固定在立式鉆床主軸上，前配油盤通過定位夾具裝夾，保證基準面與立式鉆床主軸基本垂直。先通過粗鉸，使前配油盤內孔尺寸達到剛性鏜鉸刀的加工余量要求，預留0.08～0.10m m精鉸余量，然后再用剛性鏜鉸刀進行精鉸加工。前配油盤通過精鉸加工后內孔尺寸公差一般能控制在0.005mm以內，內孔表面粗糙度值Ra=0.2μm，而且內孔通過剛性鏜鉸刀的擠壓，更加耐用，很好地提高了零件的質量。

（2）錐度心軸上的磨削加工。通過剛性鏜鉸刀加工的前配油盤內孔尺寸控制在0.005mm以內，所以后道工序外磨的錐度心軸的錐度就可以做得很小，一般長度為250m m的心軸錐度控制在0.015mm左右，通過心軸與前配油盤長度之比，可以得到前配油盤內孔與基準面的垂直度應該可以控制在0.003mm左右，基準面與另一臺階面的平行度也可以控制在0.003mm左右，完全能夠達到圖樣設計要求。由于在車加工時基準面已經留有0.15m m的臺階，這時前配油盤套在錐度心軸上磨削外圓，同時把基準面0.15mm臺階面磨出，再掉頭磨出另一臺階面，磨基準面0.15m m臺階面是為了后道工序平磨得到一個磨削基準，通過這個磨削基準面磨另一平面，最后磨出基準面，這樣就能很好地保證前配油盤的形位公差。

3. 兩種加工方法的比較

傳統的加工工藝前配油盤內孔的尺寸公差一般只能控制在0.025mm左右，內孔的垂直度也只能控制在0.02mm左右，內孔的圓度根據機床的精度只能控制在0.015mm左右，內孔表面粗糙度值只能達到Ra=0.8μm左右，基準面與內孔的垂直度、基準面與臺階面的平行度達不到圖樣要求。

通過改進工藝后，前配油盤內孔尺寸公差可以控制在0.005mm以內，內孔的圓度可以控制在0.003mm以內，內孔表面粗糙度值能達到Ra=0.2μm，外磨后基準面與內孔的垂直度控制在0.003mm以內，基準面與臺階面的平行度也能控制在0.003mm以內。而且一把剛性鏜鉸刀的使用壽命很長，即使在使用后期鉸刀磨損，尺寸有所減小，但是通過后期的選配，也完全可以達到使用要求。

4. 結語

通過工藝改進后，基本解決了以前經常出現的主泵轉子轉不動以及前配油盤咬死等現象，產品成品率得到了很大的提高。利用剛性鏜鉸刀加工內孔能得到很好的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度，且加工方便，容易掌握，很值得推廣使用。

[1] 王公安.車工工藝學 [M]. 北京：中國勞動出版社，2005.

[2] 丑幸榮.機夾剛性鏜鉸刀的設計與使用[J]. 制造技術與機床，2006（10）：30-32.