提高轉向泵定子加工效率的方法

摘 要：要提高轉向泵定子加工效率，定子曲線加工部分是關鍵。通過對仿型銑床的改造，將原來的四序定子曲線內表面曲面加工改為三序，縮短了加工鏈，提高了加工效率。

關鍵詞：定子內曲線；仿型銑床改造；加工效率

引言：葉片泵具有運轉平穩、沖擊脈動小、噪聲較低等優點而廣泛用于各種汽車動力轉向系統中。我廠生產的動力轉向泵是雙作用葉片泵，它主要由泵體、配油盤（側板、壓力板）、定子、轉子、葉片等組成，其中定子作為葉片泵的關鍵零件，其內表面曲線形狀直接決定了葉片泵的性能和工作壽命，定子曲線的加工質量是整泵噪聲性能要求的關鍵。而定子的加工效率，也是制約整個生產流程的關鍵。

一、提高定子加工效率方法的探討

要提高轉向泵定子加工效率，定子曲線加工部分是關鍵。定子加工工序為：車→粗磨平面→鏜銷孔→仿形車定子曲線曲面→仿型銑定子曲線曲面→熱處理→粗磨定子曲線內表面→精磨定子曲線內表面。熱處理序不算在內，定子曲線曲面加工還需要4序，占了定子加工工藝中的大部分時間。因此如何提高定子曲線曲面加工效率成為提高轉向泵定子加工效率的關鍵。各工序中，粗磨采用的是用標準定子仿凸輪板之后再修磨，因仿形誤差、砂輪直徑的影響，使曲線對銷孔的形位誤差較大。因此要達到精度，需加大給精磨的留量。（精磨留量單邊留0.3——0.35mm）而精磨內表面時，每圈進給0.015mm，這樣每個定子共需精磨20圈以上，從時間上算，精磨定子內表面每圈需要4s時間，這樣完成一個定子內表面的精磨序需要1.5min以上。時間上耗時較長，極大地影響了定子的加工效率。同時在仿型銑序工序中，以壓力傳感器仿形加工，傳感器處常出故障。而熱處理后，粗磨序的仿形誤差又大，因此綜合以上因素的分析，決定將仿型銑改造：將液壓傳動、電器傳感，改為絲杠傳動，計算機數字控制。這樣可以加強熱處理前銑削定子曲線內曲面的精度，從而可以取消粗磨定子曲線內表面序，將原來的四序定子曲線內表面曲面加工改為三序，縮短了加工鏈，提高了加工效率。

二、改造仿形銑床

2.1方案選擇

做出了改造仿型銑床的決定后，如何具體去實施，選用何種方案是擺在我們面前首先要解決的問題。首先，查找相關資料，大家分析討論決定：第一步將原液壓缸部分拆解，然后研究固定方案如下：機身上，托載刀具的滑枕及工作臺基座上各有兩處可供絲母定位聯接，其中托載刀具的滑枕部分因有主軸頭架，所以絲杠驅動電機只能放在頭架對側，而絲母位置根據刀具相對機床的移動范圍，決定選在靠頭架一側：見示意圖一

而工作臺基座上則根據絲桿長度、工作位置及設備空間位置決定電機及絲母均放在工作臺左側。見示意圖二

2.2實際測量

要想按照選定的方案去布置機身，接下來要做的是測量實際空間可利用的位置，具體包括：滑枕及機床臺的定位空間；工作臺絲母定位中心高；兩軸絲母座與床身聯接螺釘孔位置。（測量時要利用原液壓缸連接處的螺釘孔進行測量）

2.3結構設計

根據工作時軸承所能承受載荷情況：既有徑向載荷同時又承受軸向載荷，而轉速又不太高，支撐剛度要求又較大，為此采用成對的向心推力軸承組合結構。同時考慮經濟性，按絲杠軸徑大小選定軸承位36206（30）及36205（25）單列向心推力球軸承。再進行滾動軸承組合結構設計。因軸的支點跨距較大，且工作臺較重，溫升相對較高，所以選用一端固定，一端游動支撐。又因軸向載荷較大，所以采用固定端用一對反裝的向心推力軸承來承受雙向載荷。由絲杠結構決定內圈鎖緊為軸端圓螺母。為提高加工工藝性能，決定軸承外圈采用端蓋做軸向固定，然后選擇滾動軸承的配合：根據銑削的工作狀態，安裝一對向心推力軸承外殼孔時，公差帶選擇62N6 （用于球軸承輪轂軸向不移動）游動端采用J 6（軸向能移動）為了消除軸承中游隙，提高軸承回轉精度，增加軸承組合結構的剛性，減少振動及噪聲，采用在軸承間加入不等厚的套筒來控制預緊力。滾動軸承的潤滑因兩軸的運動速度相對較低，所以選用脂潤滑。滾動軸承的密封，同樣因速度低，采用氈圈密封。

2.4加工注意事項

為使測量、加工基準與裝配基準一致，在加工電機孔與軸承孔時，為保證他們的同軸度，在加工中心用加長鏜刀一次鏜出。

2.5安裝注意事項

安裝時，將雙、單托架以絲杠通過絲母后找正，再將各螺釘緊住。

三、設備調試

整個改造過程包括測繪、設計、加工，安裝，接著又設計夾具，并按說明書編寫程序。程序輸入后需要進行設備調試。由于是兩軸數控，所以通過兩軸位移調整找到雙銷孔中心，將定子曲線形狀、位置調整到與標準定子對照留量均勻即可，并保證一致性、穩定性。

四、結論

仿形銑改裝完成，設備調試好以后，對定子曲線曲面進行加工，我們對加工后的工件進行了三坐標檢測，與原來采用粗磨定子曲線內表面加工工序之后的定子檢測結果相比效果明顯改善。最后，考慮到在精磨定子曲線內表面時，屬于二次定位裝卡，所以保守地將單邊留量定位0.15mm。這樣一個定子精磨下來僅用10圈，共計40s，節省1分鐘左右時間，大大提高了加工效率，為批量生產創造了更好的發展前景。

參考文獻：

[1]王斌，徐艷新，數控銑床改造設計[J].科技風，2010，（05）.

[2]唐秀紅，莫足琴.油線銑床數控化改造設計研究[J].電子制作，2013，（9）.

作者簡介：周玉芳（1973-），遼寧阜新人，阜新市高等專科學校機械系講師；白龍（1969-），遼寧阜新人，阜新液壓件廠工程師。