數控加工下的汽車水泵制造研究

李凱 楊峻嶺 楊大麗

摘 要：汽車水泵作為一個循環的動力裝置，是汽車流水線中的不可或缺的一環。與傳統加工相比，數控加工具有高精度、高效率、高柔性及自動化等多重特點，能在很大程度上提升產品的質量，因此如何將兩者進行充分融合是本文研究的聚焦點。

關鍵詞：數控加工；汽車水泵；問題；制造

伴隨著科技的不斷發展，數控技術在機械制造商已得到廣泛的運用。與傳統加工相比，數控加工具有高精度、高效率、高柔性及自動化等多重特點，能在很大程度上提升產品的質量及大幅度的改善勞動強度，因此受重視程度與日俱增。汽車水泵作為批量定制產品，與其他產品具有明顯的差異性，如何切實有效的利用數控技術，將水泵加工融入其中，最大程度發揮技術的優勢，是函待解決的重要課題。

1 水泵加工的流程分析

汽車水泵作為一個將冷卻液在水箱到發動機之間進行循環的動力裝置，為冷卻液提供壓力，從而起到正常輸送液體的功效。汽車水泵的技術參數由軸功率、流量、效率、揚程等，對加工精度及質量提出了近乎嚴格的要求。汽車水泵作為大批量的產品，考慮到柔性制造及智能化制造的特點，數控加工應用的比例日趨提升。圖1為機加工數控機床的工作流程。

2 數控加工中水泵制造的問題探析

2.1 加工零件的確認選取

（1）加工復雜度

汽車水泵如何在機加工的所涉及的加工環節較少，且加工的環節也很少，機動時間在整個過程中的占比較少，因此在數控上體現不出快速換刀、便捷走刀的特點。因此，在機械加工工序的選擇時，應將汽車水泵中復雜加工工序放置在數控機床上展開，對較為簡單的工序放置在普通環節上加工。同時，對于汽車水泵中要求精度較高的軸向尺寸，采用數控加工獲得的產品的成功率及效率呈現明顯的優勢。

（2）加工余量的考慮

根據機加工行業的成本分析，粗車加工一般放置在普通機床上展開，除特殊材質外。然而，汽車水泵使用的是普通材質，無論進行精車還是粗車，在數控加工上均可以實現，但是在機械加工過程中，切削力容易受到材料硬點的影響，產生加工余量的驟升。汽車水泵的加工慣常采用鑄造，但是目前國內加工鑄造一般采用傳統的砂型展開，質量難以得到十足保障。因此在進行數控機床加工時，需要嚴格考慮刀具的使用特點，防止由于刀具使用不當導致數控加工效率降低。

（3）安裝定位的考慮

目前在數控機床的加工中，對于零件的夾緊及定位的動作要求迅速，它在很大程度上影響機床的效率及加工質量。汽車水泵組件中關于液體輸送經過的零件，加工中務必保障滿足流道的設計原則，這是汽車水泵加工的關鍵所在。然而流道的精確定位是一項較為復雜的工序，因此不適合直接將其放置在數控機床上開展加工操作。根據經驗分析，一般在普通機床上，采用自定心的三爪卡盤來進行反復的定位加緊，來確保正確的流道；或者采用加工工裝來確保一致性的原則，這樣可大大提升數控在水泵加工中的工作效率。

2.2 工藝細節的把控

汽車水泵在從普通機床轉至數控機床的加工過程中，需要嚴格調整工藝規程。如在進行汽車水泵中動力軸加工時，對中心孔加工的加工深度沒有提出過于嚴格的需求。然而如何采用數控機床來進行加工，則需要對中心孔的加工深度進行明確的規定，這樣才可以最大程度的保障軸向尺寸的加工處理精度。汽車水泵作為一個系統加工工程，工藝的調試應保障基準，無論在哪一個環節出現問題，最終需要將端面設置為定位基準，從而確保產品在各個加工細節上的精確把控。

2.3 數控加工與成組技術相融合

目前汽車水泵的加工大多為規模較小的加工模式，給現行的加工生產帶來了實踐難度。成組技術是將規模小衍變為大規模的生產模式，從而達到經濟性的生產批量。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，重點區別在于尺寸不同，如何利用模塊化成組技術將汽車水泵進行集中，是一個關鍵的問題。汽車水泵在數控加工領域，僅需要進行程序的變更便可以實現刀具的進給，完成尺寸量的增減，因此可以大幅節省時間，充分展現數控機床的加工效率。以此看來，將軸承泵蓋、軸承泵軸、泵體等編排的科學合理，有的放矢充分發揮數控加工的優勢，成組技術是發展的潮流趨勢，體現出高效低成本的運行優勢。

2.4 后續環節的關注

針對于汽車水泵加工而言，高質量的加工程序可使工藝路線最短，空行程和換刀次數最少，在一次裝夾中完成最多的加工表面。要充分利用機床控制系統功能，盡可能地采用指令并行、多點換刀等方式，增加切削時間，縮短輔助時間。因此，在后續過程中，科學縝密的數控編程設計思維是需要充分考慮汽車水泵自身的結構特點展開。

零件加工完成后，一般還需對表面進行去毛刺和修整。過去通常是采用手工或半手工的方法進行，而數控設備功能拓展后，這項工作亦可由數控設備來承擔。由計算機將圖形進行輸入并進行編程設計，對刀和試走刀，然后進行正式作業，因此在很大程度可以提升汽車水泵的整體加工質量，把控加工精度。

3 結論

數控技術是“中國制造2025”發展的重要加工技術，智能化、網絡化、高精度、開放化是目前加工制造的發展趨勢。汽車水泵作為汽車生產線中的不可或缺的一環，未來的水泵加工將有數控機床設備來承載，伴隨著科技的不斷提升及制造業整體科研實力的日益增強，數控技術在汽車水泵中將呈現出高效的加工效率、經濟化的制造成本、人性化的制造理念，數控技術的融合運用將呈現規模化的優勢。

參考文獻

[1]趙煜.數控技術在機械加工技術中的應用研究[J].硅谷，2014，（8）：138.

（作者單位：西峽縣內燃機進排氣管有限責任公司）