川崎BZ740油泵修復(fù)工藝設(shè)計

高中偉，王冬波

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

引言

油壓機作為鍛壓設(shè)備的一種特殊類型，因易于得到較大公稱壓力及工作行程，被廣泛應(yīng)用在汽車駕駛室生產(chǎn)的第一道拉延工序，這種設(shè)備故障的出現(xiàn)和設(shè)備使用時間是息息相關(guān)的，一般故障為泄露引起的油量不足，重大故障就是泵的損壞。

DP800/500T雙動油壓機為我公司1976年從日本川崎油工公司購進的重點設(shè)備，目前已運行了四十余年。2021年2月7日維修人員在日常巡檢時發(fā)現(xiàn)機床頂部異響，經(jīng)查內(nèi)滑塊用左旋泵BZ740油泵主軸軸頭發(fā)生研損，經(jīng)實測外徑尺寸為Ф63 mm，標準尺寸為Ф65 mm，而且鍵槽發(fā)生滾鍵損傷，軸頭研損極不規(guī)則，且與其配合聯(lián)軸器內(nèi)孔出現(xiàn)磨損。如圖1所示：

圖1 BZ740油泵主軸損傷現(xiàn)場實拍圖

現(xiàn)狀檢查：針對軸頭外圓未磨損的部位檢查跳動0.01 mm，軸向竄動0.005 mm，確定軸旋轉(zhuǎn)精度良好，只是軸端安裝聯(lián)軸器處外圓發(fā)生了磨損，磨損原因初步分析為聯(lián)軸器內(nèi)孔與軸端外圓裝配時存在間隙且間隙過大，在轉(zhuǎn)動中發(fā)生松動摩擦，引起軸端外圓與鍵槽滾鍵損壞。

一般傳統(tǒng)的油泵主軸修復(fù)工藝為：拆卸油泵主軸、清洗、去毛刺、磁力探傷、堆焊軸頭（非磨損部位纏繞石棉保護，焊前預(yù)熱，焊后回火[1]）、修中心孔、精車外圓、鉗工劃鍵槽線、銑鍵槽、去毛刺、精磨外圓、去毛刺、清洗、待裝配。

根據(jù)此次油泵主軸軸端的磨損情況確定修理方案為：軸端焊補→修車外圓→修磨外圓→銑鍵槽→配作法蘭聯(lián)軸器。

油泵聯(lián)軸器法蘭、精車、內(nèi)孔與油泵主軸外圓Ф65 mm配車，間隙0.01 mm。但是根據(jù)使用單位設(shè)備使用現(xiàn)狀，工期緊，任務(wù)急。決定不拆卸油泵主軸，現(xiàn)場堆焊，堆焊后委托我公司某分廠進行軸端外圓的加工。

堆焊后主軸外圓中心找正，找正后加工時主軸固定，加工的難點如下：

堆焊后油泵主軸能夠轉(zhuǎn)動，因為油泵軸承為滾動軸承，對此根據(jù)我公司某廠的設(shè)備及工藝裝備，選擇機加工工藝作為最終修復(fù)方案。

油泵軸伸修復(fù)的技術(shù)要求為：（1）焊接后油泵主軸軸端要求加工后同油泵軸承同軸度保證0.02 mm，表面粗糙度Ra1.6，尺寸精度Ф64.50-0.02。（2）軸伸修復(fù)后重新開鍵槽，按照18 mm鍵寬標準進行鍵槽加工，鍵槽長度70 mm，并配做平鍵。（3）按軸伸修復(fù)后的尺寸配做聯(lián)軸器，符合重載工況約1170 Nm配合技術(shù)規(guī)范。

1 BZ740油泵主軸外圓的車鏜工藝設(shè)計

由于油泵主軸不拆卸，且油泵主軸能自由轉(zhuǎn)動，針對工件的特點及技術(shù)要求選擇設(shè)備及機加工工藝。

1.1 銑外圓

與油泵主軸中心等高等寬處安裝一機械分度頭，油泵軸伸軸頭中心一個M16螺紋孔固定一圓棒、分度頭三爪夾緊圓棒，轉(zhuǎn)動分度頭，分度頭帶動油泵主軸旋轉(zhuǎn)，形成一真圓，且工藝基準與裝配基準統(tǒng)一。分度頭與油泵安放于數(shù)控龍門銑工作臺，固定油泵與分度頭，數(shù)控龍門銑銑頭端部安裝一立銑刀，端齒銑削外圓，銑削時工件由分度頭帶動旋轉(zhuǎn)，形成進給運動，銑頭旋轉(zhuǎn)形成主運動進行切削，且油泵與分度頭隨工作臺縱向往復(fù)運動進行油泵主軸軸向切削，形成整個油泵主軸外圓的加工，橫梁或者主軸套筒進給形成深度進給。

但經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研，要使分度頭與油泵主軸等高，需做調(diào)整墊鐵，且數(shù)控龍門銑加工任務(wù)繁重，方案只得放棄。

1.2 萬能鏜頭車外圓

設(shè)備選用TX619A/1臥式鏜床。

設(shè)計制作專用V形壓板和工藝延長假軸：

專用V形壓板由兩塊中部帶V字槽外形尺寸為（400× 68.5×25） mm，金屬壓塊組成，使用時油泵主軸靠上、下壓塊兩個V形槽配合固定并通過4個M10內(nèi)六方螺栓預(yù)緊，保證加工時主軸不轉(zhuǎn)動，如圖2、3所示。

圖2 專用V型壓板結(jié)構(gòu)圖

圖3 專用V型壓板現(xiàn)場應(yīng)用圖例

工藝延長假軸是指軸端一側(cè)帶M16外螺紋桿的工藝用延長短軸，軸徑與油泵主軸軸徑相同，粗糙度為1.6，使用時將假軸M16螺桿部旋入油泵軸端M16螺孔內(nèi)，保證同軸度在0.02 mm以內(nèi)，作為加工泵軸過程中外圓拉表找正測量用，如圖4所示。

圖4 工藝延長假軸結(jié)構(gòu)圖

V形壓板夾持油泵軸頸外圓，工藝假軸與油泵主軸通過M16找正鏜桿與油泵主軸同軸度小于0.03 mm。運用刀能鏜頭，車削油泵主軸軸伸外圓。為了彌補油泵主軸軸承間隙的誤差，采取誤差補償方法，使修鏜后油泵主軸軸伸外圓相對于油泵軸承的同軸度達到0.03 mm。

1.3 平旋盤車外圓

設(shè)備選用TX619A/1臥式鏜床。

油泵安裝于工作臺，V形壓板夾持油泵軸頭Ф65 mm處外圓（油泵主軸軸伸靠近前端軸承處未磨損部位，有23 mm寬，V形壓板、V形槽與壓板端面垂直度小于0.02 mm）；裝上夾緊壓板后，找正壓板端面與工作臺模向平行度小于0.05 mm；檢查壓板端面與工作臺縱向平行度0.05 mm。安裝油泵時油泵支座底平面擦拭干凈，底座不允許墊支，以使與油泵實際工作情況相一致，如圖5所示。

圖5 BZ740油泵現(xiàn)場維修加工圖例

以平旋盤旋轉(zhuǎn)中心為基準，找正與油泵中心同軸度小于0.03 mm。車削油泵軸端工藝頭外圓見光，松開壓板，旋轉(zhuǎn)油泵軸，檢查工藝頭圓跳動0.20 mm，且粗糙度表面大于Ra6.3，特別粗糙。經(jīng)過分析，可能是平旋盤切削用量選擇不合適，n≤200 r/min，于是選用萬能鏜頭車外圓，使鏜頭轉(zhuǎn)速n=200 r/min，但車削后，工件軸端外圓與油泵軸承同軸度依舊為0.20 mm。

經(jīng)過測量，發(fā)現(xiàn)鏜桿與油泵同軸度小于0.03 mm后，切削后測量油泵主軸跳動為0.20 mm，再檢查油泵主軸與鏜桿同軸度為0.15 mm，初步懷疑可能是主軸箱溜車，即主軸箱上下夾緊不可靠。于是人為找正時根據(jù)油泵主軸的跳動偏心，使鏜桿與油泵主軸偏心為0.15 mm；車削試件外圓后，外圓相對于油泵主軸軸承跳動0.03 mm，于是，車削油泵主軸軸端外圓至尺寸Ф650-0.03，檢查油泵軸端外圓跳動0.03 mm。至此，油泵軸端外圓加工完畢。

接下來，利用鏜床工作臺回轉(zhuǎn)功能，將油泵軸伸與鏜床主軸垂直放置，重新加工鍵槽，精銑鍵槽至180-0.018要求尺寸。

2 油泵相關(guān)安裝件的加工設(shè)計

2.1 導(dǎo)向平鍵與鍵槽的配合

根據(jù)加工完成的油泵軸端鍵槽尺寸配作導(dǎo)向平鍵，鍵和鍵槽的形位公差、配合及尺寸標注按照（GB/T 1095—2003，GB/T1096—2003）執(zhí)行[2]，安裝形式采用緊密配合，以防止運行中發(fā)生二次滾鍵損傷。

2.2 聯(lián)軸器軸孔與軸伸的配合

根據(jù)油泵軸伸外圓實際加工尺寸配作聯(lián)軸器，聯(lián)軸器中心孔與主軸外圓配合公差采用過渡配合Ф64.5H7/k6[3]，如圖6所示。安裝過程中保證軸孔配作合適，不宜過緊也不宜過松，過緊不容易拆卸，過松容易造成傳動中滾鍵，損傷內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

圖6 油泵聯(lián)軸器加工結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)束語

通過這次對川崎油工BZ740進口油泵主軸損壞故障的自主攻關(guān)修復(fù)，探索到油泵主軸不拆卸整體車鏜工藝方案，減小了由于反復(fù)人為拆裝對油泵整體精度的影響，解決了此類油泵損壞只能單靠返回原廠維修的技術(shù)瓶頸，降低了進口高價值備件的維護成本，為同類油泵故障自主維修提供借鑒意義。