TC64高壓泵體加工工藝設計及技巧分析

王寶劍

（南通柴油機股份有限公司技術中心，南通 226014）

TC64高壓泵體加工工藝設計及技巧分析

王寶劍

（南通柴油機股份有限公司技術中心，南通 226014）

通過介紹一種經濟有效的高壓泵體加工工藝流程，闡述關鍵工藝技術的要點，并分別介紹高壓泵體柱塞孔、凸輪軸孔、高壓泵體下油箱等加工技巧及工藝應用狀況等。

TC64高壓泵體 工藝 加工

TC64柴油機是通柴公司最新設計并投產的戰略性產品，該產品采用電控單體泵技術。高壓泵結構緊湊，其設計要求高，高壓泵體的主體材料為HT250，高壓泵體的加工質量直接影響柴油機整機性能。

1 加工工藝設計原則

首臺高壓泵體是按照“先進性、適用性、可靠性、安全性、經濟合理性”的工藝原則在五面體數控機床（TH42200-400/H）試制，首臺高壓泵體的試制過程體現了加工工序集中的理念，個別工序有超差現象。綜合上述考慮，在設計新加工工藝時側重考慮兩點：第一，提高高壓泵體加工質量；第二，提高高壓泵體產能。

2 高壓泵體加工部件加工工藝流程及重點工藝分析

2.1 高壓泵體加工工藝流程

OP10 銑削 粗精銑泵體頂面及底面，各留0.5mm余量；

OP20 磨削 粗磨泵體頂面及底面，各留0.2mm余量；

OP30 鏜削 粗鏜、鉸削8X?50H8至?45H9；

OP40 磨削 精磨泵體頂面及底面，達圖樣最終尺寸；

OP50 數控加工 以高壓泵體頂面及兩端?45H9孔定位加工泵體底面各孔系；

OP60 數控加工 以高壓泵體底面及?8.5H8定位加工泵體頂面各孔系；

OP70 數控加工 以高壓泵體底面及?8.5H8定位加工泵體四周面和孔系；

OP80 鉆削 鉆3X?12長油孔（通孔）；

OP90 鉆削 鉆泵體兩側面及兩端面螺紋底孔及光孔；

OP100 攻絲 攻泵體兩側面及兩端面螺紋孔；

OP110 鉆削 在泵體底面鉆5X?5斜油孔（與?12長油孔鉆通）。

2.2 高壓泵體下油箱加工工藝流程

OP10 數控加工 粗精銑下油箱結合面并加工結合面各孔系；

OP20 磨削 下油箱結合面與加強筋互為基準，精磨下油箱結合面達尺寸；

OP30 銑削 銑削2X?100H8內側端面；

2.3 高壓泵體組合體加工工藝流程

OP10 數控加工 以高壓泵體頂面及?52H8定位半精加工凸輪軸孔和卡環槽；

OP20 數控加工 精鏜5X?77H6凸輪軸孔；

OP30 數控加工 精鏜2X?100H8軸承孔；

OP40 鉗加工 拆卸高壓泵體加工部件各零件；

OP50 清洗 清洗高壓泵體各零件；

OP60 鉗加工 裝配高壓泵體加工部件各零件。

2.4 定位基準的選擇和分析

高壓泵體由結合面、柱塞孔、軸承孔、油孔、連接孔等構成。考慮到高壓泵體結構比較特殊和選擇基準要以保證加工精度和裝夾方便為出發點，將采取一面兩銷的定位方式。具體定位流程如下：第一步，半精加工高壓泵體頂面和結合面后以高壓泵體頂面和頂面兩端的柱塞孔?45H9來定位加工高壓泵體結合面各孔系；第二步，以高壓泵體結合面和連接孔?8.5H8定位精加工高壓泵體頂面各孔系；第三步，以高壓泵體頂面和兩端柱塞孔?52H8定位加工四周面及各孔系。

2.5 高壓泵體清洗

高壓泵體清洗將采用超聲波清洗機清洗，考慮到高壓泵體結構特點和外形尺寸比較大的特點，清洗機采用了五個工位和料框的形式。對清洗溫度及相關溶劑的濃度有適當要求。如：清洗液溫度控制在45～55℃，粗洗槽清洗劑濃度為5%～10%，超聲波槽清洗劑濃度為3%～5%，防銹槽防銹劑濃度為10%，允許適當調整。具體清洗工藝流程是：上線清洗→粗洗→超聲波清洗→水洗1→水洗2→防銹洗→下線清洗。

3 加工難點調整及加工技巧分析

3.1 高壓泵體柱塞孔加工

首臺高壓泵體樣機在裝配單體泵時發現，單體泵不能自由裝入高壓泵體?50H8柱塞孔內，經查檢驗數據發現?50H8和?52H8柱塞孔尺寸，同軸度等均滿足圖樣，經對比粗糙度樣塊發現柱塞孔內壁比較粗糙。基于上述問題，現對高壓泵體柱塞孔加工進行改進，將該工序加工機床由五面體改進為立式加工中心，同時對加工參數等進行優化，孔加工工步分別為粗鏜?47.3、半精鏜?49.6、精鏜?50H8，精加工切削參數選擇S600r/min、F40mm/min，改進后的柱塞孔滿足圖樣要求。

?50H8柱塞孔中間有一段?52環槽，加工該環槽時選用?45mm厚5mm的鋸片銑刀，采用螺旋下刀的方式進行加工，銑削加工程序如下（數控系統為：SINUMERIK 840D）：注釋說明

L1.SPF 子程序名

G90G00Z-64 快速走刀至環槽中心上部

G01G91X3.5F60 X方向工進

G02I-3.5 順時針圓周銑（清根）

G02Z-41I-3.5J0TURN=40F200 螺旋下刀銑削

G02I-3.5 順時針圓周銑（清根）

G01X-3.5 工進至環槽中心

G00G90Z100 退刀至工件頂面

M17 返回主程序柱塞孔?52H8與?50H8采用20°倒角過渡連接，因連接角度和加工空間比較特殊，現采取自制倒角刀，倒角刀外圓直徑設計為?52f7，采用柱塞孔?50H8定位手動倒角，倒角刀角度為20°，刀片材料為YG6。手動倒角時需先在倒角刀的刀片及外圓上均勻涂抹煤油，手動切削加工時通過控制刀具深度來控制20°倒角深度。

3.2 凸輪軸孔加工

3.3 高壓泵體下油箱平面度的保證

高壓泵體下油箱平面度要求為0.15，對于總長達728mm壁厚為6mm的薄壁殼體加工難度較大。在首臺樣品試制時，安排在加工中心分層銑削、精銑來完成。因零件結構的特殊性，夾緊力、切削力等對結合面平面度影響很大且不易控制。現采取如下改進措施：第一，下油箱在加工中心銑削平面時留1mm加工余量；第二，將高壓泵體下油箱反扣在磨床工作平臺上將下油箱兩根加強筋磨出即可；第三，將高壓泵體下油箱平放在平面磨床工作平臺上磨下油箱結合面，參考尺寸14。按照此方法加工出下油箱結合面經檢驗滿足圖樣要求。按照此方法需注意下油箱在平面磨床磨削時每次進刀量取選用范圍的下限，最終磨削完成時需清光火花，這樣更有利于提高下油箱結合面的平面度。

3.4 高壓泵體下油箱主軸承孔端面的加工

高壓泵體下油箱2X?100H8內側端面與凸輪軸保持架干涉，根據產品三維圖樣顯示，凸輪軸保持架端面與?100H8主軸承孔端面距離為理論距離為1.5mm，此外，高壓泵體?100H8主軸承孔的深度為20mm，會影響下油箱?100H8軸向的進一步加工，現采取在臥式銑床采用下油箱端面及底部筋平面進行定位，利用?100后4mm的鋸片銑刀進行銑削，確保?100H8內側端面（飛邊輪廓）低于?100H8圓周，并確保主軸承20mm寬度。經試裝配，下油箱與凸輪軸保持架干涉問題消失。

4 結語

按照加工工藝制造的高壓泵體通過海克斯康三坐標測量符合圖樣要求。此加工工藝使用設備少，投資成本小，短時間內能制造出合格產品。為同行業提供比較好的方法和思路，同時為通柴公司高壓泵體產能提供有力保障。

[1]王寶劍.TC64氣缸蓋試制工藝設計及技巧分析[J].河南科技，2014，（23）.

Design and Technical Analysis of TC64 High Pressure Pump Body

WANG Baojian
(Nantong d iesel engine L imited by Shar e Ltd Technology Center, Nantong 226014)

Through the introduction of a kind of economic and effective high-pressure pump body machining process, expound the key technology points respectively, and the high pressure pump cylinder hole, cam shaft hole, the high-pressure pump body tank and other processing techniques and technology application status.

TC64 hi gh pressure pump body, technology, processing