汽車發動機機油泵殼體加工工藝優化

馬殿雷 李興濤

【摘 要】機油泵在汽車的整個柴油機的燃油系統中占據著重要的地位，被看作是柴油機中潤滑系統的心臟，直接的影響著柴油機的整體性能，特別是對柴油機的技能效果與使用的壽命起著決定性的作用。同時對機油泵的殼體加工又是直接影響著機油泵制造的生產效率，通過采取有效的手段對機油泵的殼體加工進行優化處理，不僅可以大大的縮短該工藝的加工時間，而且可以有效的提高機油泵的制造效率，為制造企業帶來更多的經濟效益。

【關鍵詞】汽車發動機；機油泵的殼體；加工工藝

機油泵在汽車的整個柴油機的燃油系統中占據著重要的地位，被看作是柴油機中潤滑系統的心臟，直接的影響著柴油機的整體性能，特別是對柴油機的技能效果與使用的壽命起著決定性的作用。同時對機油泵的殼體加工又是直接影響著機油泵制造的生產效率，通過采取有效的手段對機油泵的殼體加工進行優化處理，不僅可以大大的縮短該工藝的加工時間，而且可以有效的提高機油泵的制造效率，為制造企業帶來更多的經濟效益。

1.汽車發動機中機油泵的工作原理

在汽車的發動機中，其機油泵的主要作用就是幫助潤滑油有效的建立起壓力，從而將其輸送到發動機中各個需要壓力潤滑的部位。它被分為了輪子式機油泵與齒輪式機油泵兩種，而齒輪式的機油泵由于其有著結構簡單、加工便捷、工作可靠，其使用的壽命較長，泵油的壓力較高等特點，因此，得到了廣泛的應用。同時，機油泵主要由傳動齒輪、泵體、內、外轉子以及主動軸、泵蓋與限壓閥幾部分組成，其工作的原理就是：當發動機開始運轉時，通過凸輪軸中的驅動齒輪有效的帶動機油泵上的傳動齒輪，并使其進行旋轉，從而充分的帶動從動齒輪進行反方向的旋轉[1]。這樣一來，進油腔就形成了低壓轉而產生壓吸力，從而將油底殼內的機油吸入到油腔內。同時，由于主、從齒輪始終都到不斷地運轉，因此，機油便會源源不斷的被輸送到發動機中需要潤滑的各個部位。

2 TU5JP4機油泵殼體結構與工藝分析

2.1 機油泵殼體結構分析

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

2.2 機油泵殼體加工工藝分析

機油泵殼體主要部位加工采用數控加工中心進行加工，其主要加工工序為銑安裝平面、擴M6螺紋底孔、攻M6螺紋、擴主從動軸孔、擴齒輪室孔、鏜主從動軸孔及齒輪室孔、擴限壓閥孔、精鏜限壓閥孔等。經過測量，銑安裝平面、擴M6螺紋底孔、攻M6螺紋、擴主從動軸孔、鏜主從動軸孔及齒輪室孔加工工序占整個殼體加工時間為74%這些工序也是影響殼體加工時間的主要工序，殼體的單件加工總時間為597s，減少以上工序加工時間就可以減少殼體總的加工時間。

由于殼體加工采用的是數控加工中心，在數控加工中，正確合理地選擇切削參數對確保產品質量、提高生產率、降低生產成本起著十分重要的作用。近年來，隨著數控技術的普遍應用以及各種先進制造技術的迅速發展，生產輔助時間大大降低，相應地，切削時間所占的比重就大大提高。因此縮短切削加工時間，對提高生產率起著重要的作用。所以在確定好加工工件、機床以及在保證刀具耐用度的前提下，影響生產效率的主要因素為切削速度、進給量等，對于機油泵殼體加工中，影響殼體加工時間的主要工序采用的切削參數，都是使用了多年的工藝參數。由表中可以看到銑安裝平面、擴M6螺紋底孔、擴主從動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，攻絲速度過快會導致絲錐折斷和螺紋過大，不能采用較高的轉速和進給；鏜主從動軸孔及齒輪室孔工序切削速度已經達到398 m/min，并且該工序采用的Mapal導條式復合鉸刀，切削參數已被刀具廠家設定為最佳，無法更改。所以只能從提高銑安裝平面、擴M6螺紋底孔、擴主從動軸孔工序的切削參數來提高生產效率。

3機油泵的殼體的加工工藝的優化

本文選用的是東風標致307中型號為TU5JP4的機油泵為具體的論述的對象，下面對其進行具體的分析。

3.1加工工藝的分析

對于機油泵的殼體，其主要部位的加工主要采用的是數控加工中心實施有效加工，而其主要的加工的工序則包括了銑安裝平面，擴大M6螺紋底孔、齒輪室孔以及限壓閥孔、主從動軸孔，精鏜限壓閥孔等部分，同時對這些部分的加工也是整個機油泵殼體加工的主要工序，需要大量的時間對其進行加工，因此，只有有效的縮短了這幾部分的加工時間，就能從整體上縮短殼體的加工時間[2]。同時，在上述敘述中，我們已經知道對機油泵殼體的加工豬主要是應用數控加工中心實施的，因此，在數控加工的過程中，其切削參數的選擇時確保整個加工工藝品質的關鍵，不僅可以提高加工件的生產效率，而且可以有效地減低企業的生產成本，為企業獲得高利潤奠定基礎。下面主要對銑安裝平面以及擴大M6螺紋底孔兩方面的加工優化來提高殼體加工的效率。

3.2加工工藝優化的方案

首先，對銑安裝平面的加工優化。由于在機油泵的殼體加工工藝中，這環節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，由于該機油泵的殼體的材料為鋁合金，因此一般多選用硬質的合金、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，且可以充分的實現高速、高穩定性與高精度的加工，因此，若是進行大量的產品生產，一般推薦選用PCD刀具進行實際的加工。在實際的加工工藝優化中，將刀片的數量增加至8片，并按照PCD刀具的參數進行有效調整，將其轉速提至3500r/min，而起刀具的切削速度則提為1374m/min，進給量同樣提至1000mm/min。

其次，對擴大M6螺紋底孔的加工優化。由于機油泵殼體的毛坯為鋁合金的壓鑄件，一般有6個螺紋低孔，而其鑄出的底孔則為Φ4的通孔，以防止縮孔與氣孔的出現。二在加工過程中，由于鑄孔在位置上偏差較大，若是采用硬質的合金鉆頭進行擴孔，極易出現折斷等情況。因此，在對其進行優化設計時，就可將Φ4通孔換成Φ3的鑄造淺盲孔，這樣既不會增加氣孔，又利于鉆孔。同時，還可對鉆頭的切削條件進行改善，使用整體硬質的合金鉆頭進行底孔的加工，采用型號為液壓刀柄，并將其進給量提為800m/min，切削的速度提為47m/min。

通過上述的優化措施，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間，提高了殼體加工的生產效率。

4結束語

綜上所述，在實際的工藝加工過程中，對汽車發動機中的機油泵殼體的加工需要采取有效的措施對其加工的工藝實施優化處理，從而有效的縮短各個部件加工的時間，提高企業的生產效率，也為企業進行其它鋁合金殼體的加工提供更多的優化空間。

參考文獻：

[1]王琪，黃秀芳，陳杰余.基于工藝優化的機油泵結構改進設計[J].機械設計與制造工程.2009，31（6）：19-22.

[2]周振寶.齒輪泵殼體加工工藝分析[J].機械設計與制造工程.2010，19（116）：112-113.

[3]童寶宏，桂長林，陳華等.發動機機油泵供油特性的神經網絡建模[J].內燃機學報，2009，25（3）：265-270.

[4] 吳軍，鄭小軍.高速銑削工藝優化研究在數控加工中的應用[J].機械設計與制造，2012，7：90-92

（作者單位：長城汽車股份有限公司）