数控加工下的汽车水泵制造研究

李凯 杨峻岭 杨大丽

摘 要：汽车水泵作为一个循环的动力装置，是汽车流水线中的不可或缺的一环。与传统加工相比，数控加工具有高精度、高效率、高柔性及自动化等多重特点，能在很大程度上提升产品的质量，因此如何将两者进行充分融合是本文研究的聚焦点。

关键词：数控加工；汽车水泵；问题；制造

伴随着科技的不断发展，数控技术在机械制造商已得到广泛的运用。与传统加工相比，数控加工具有高精度、高效率、高柔性及自动化等多重特点，能在很大程度上提升产品的质量及大幅度的改善劳动强度，因此受重视程度与日俱增。汽车水泵作为批量定制产品，与其他产品具有明显的差异性，如何切实有效的利用数控技术，将水泵加工融入其中，最大程度发挥技术的优势，是函待解决的重要课题。

1 水泵加工的流程分析

汽车水泵作为一个将冷却液在水箱到发动机之间进行循环的动力装置，为冷却液提供压力，从而起到正常输送液体的功效。汽车水泵的技术参数由轴功率、流量、效率、扬程等，对加工精度及质量提出了近乎严格的要求。汽车水泵作为大批量的产品，考虑到柔性制造及智能化制造的特点，数控加工应用的比例日趋提升。图1为机加工数控机床的工作流程。

2 数控加工中水泵制造的问题探析

2.1 加工零件的确认选取

（1）加工复杂度

汽车水泵如何在机加工的所涉及的加工环节较少，且加工的环节也很少，机动时间在整个过程中的占比较少，因此在数控上体现不出快速换刀、便捷走刀的特点。因此，在机械加工工序的选择时，应将汽车水泵中复杂加工工序放置在数控机床上展开，对较为简单的工序放置在普通环节上加工。同时，对于汽车水泵中要求精度较高的轴向尺寸，采用数控加工获得的产品的成功率及效率呈现明显的优势。

（2）加工余量的考虑

根据机加工行业的成本分析，粗车加工一般放置在普通机床上展开，除特殊材质外。然而，汽车水泵使用的是普通材质，无论进行精车还是粗车，在数控加工上均可以实现，但是在机械加工过程中，切削力容易受到材料硬点的影响，产生加工余量的骤升。汽车水泵的加工惯常采用铸造，但是目前国内加工铸造一般采用传统的砂型展开，质量难以得到十足保障。因此在进行数控机床加工时，需要严格考虑刀具的使用特点，防止由于刀具使用不当导致数控加工效率降低。

（3）安装定位的考虑

目前在数控机床的加工中，对于零件的夹紧及定位的动作要求迅速，它在很大程度上影响机床的效率及加工质量。汽车水泵组件中关于液体输送经过的零件，加工中务必保障满足流道的设计原则，这是汽车水泵加工的关键所在。然而流道的精确定位是一项较为复杂的工序，因此不适合直接将其放置在数控机床上开展加工操作。根据经验分析，一般在普通机床上，采用自定心的三爪卡盘来进行反复的定位加紧，来确保正确的流道；或者采用加工工装来确保一致性的原则，这样可大大提升数控在水泵加工中的工作效率。

2.2 工艺细节的把控

汽车水泵在从普通机床转至数控机床的加工过程中，需要严格调整工艺规程。如在进行汽车水泵中动力轴加工时，对中心孔加工的加工深度没有提出过于严格的需求。然而如何采用数控机床来进行加工，则需要对中心孔的加工深度进行明确的规定，这样才可以最大程度的保障轴向尺寸的加工处理精度。汽车水泵作为一个系统加工工程，工艺的调试应保障基准，无论在哪一个环节出现问题，最终需要将端面设置为定位基准，从而确保产品在各个加工细节上的精确把控。

2.3 数控加工与成组技术相融合

目前汽车水泵的加工大多为规模较小的加工模式，给现行的加工生产带来了实践难度。成组技术是将规模小衍变为大规模的生产模式，从而达到经济性的生产批量。如汽车水泵中的轴承端盖，几乎在所有汽车水泵中都有所存在，形状基本相同，重点区别在于尺寸不同，如何利用模块化成组技术将汽车水泵进行集中，是一个关键的问题。汽车水泵在数控加工领域，仅需要进行程序的变更便可以实现刀具的进给，完成尺寸量的增减，因此可以大幅节省时间，充分展现数控机床的加工效率。以此看来，将轴承泵盖、轴承泵轴、泵体等编排的科学合理，有的放矢充分发挥数控加工的优势，成组技术是发展的潮流趋势，体现出高效低成本的运行优势。

2.4 后续环节的关注

针对于汽车水泵加工而言，高质量的加工程序可使工艺路线最短，空行程和换刀次数最少，在一次装夹中完成最多的加工表面。要充分利用机床控制系统功能，尽可能地采用指令并行、多點换刀等方式，增加切削时间，缩短辅助时间。因此，在后续过程中，科学缜密的数控编程设计思维是需要充分考虑汽车水泵自身的结构特点展开。

零件加工完成后，一般还需对表面进行去毛刺和修整。过去通常是采用手工或半手工的方法进行，而数控设备功能拓展后，这项工作亦可由数控设备来承担。由计算机将图形进行输入并进行编程设计，对刀和试走刀，然后进行正式作业，因此在很大程度可以提升汽车水泵的整体加工质量，把控加工精度。

3 结论

数控技术是“中国制造2025”发展的重要加工技术，智能化、网络化、高精度、开放化是目前加工制造的发展趋势。汽车水泵作为汽车生产线中的不可或缺的一环，未来的水泵加工将有数控机床设备来承载，伴随着科技的不断提升及制造业整体科研实力的日益增强，数控技术在汽车水泵中将呈现出高效的加工效率、经济化的制造成本、人性化的制造理念，数控技术的融合运用将呈现规模化的优势。

参考文献

[1]赵煜.数控技术在机械加工技术中的应用研究[J].硅谷，2014，（8）：138.

（作者单位：西峡县内燃机进排气管有限责任公司）