商用车驾驶室实现升降翻转的动力来源于手动泵腔内所产生的高压油,而手动泵内孔密封球面的加工质量是决定手动泵能否产生高压油的前提条件。传统的人工操作手扳压力机挤压钢珠法存在生产效率低、产品质量稳定性差及合格率低等问题。为有效解决该方法存在的不足,本文研发出一台专用于J6型手动泵内孔处密封球面的自动化加工设备。综合考虑企业拟定的技术要求和传统加工方法将整机设备细分为六个子机构:自动上料机构、自动送料机构、打钢珠及吸钢珠机构、废料钢珠收集机构、泵体定位夹紧机构及主体框架。首先分别对各子机构进行方案设计,然后利用三维设计软件对各子机构进行详细可行的结构设计,最后根据加工流程将各子机构合理布局在主体框架上,完成整机设备的结构设计。为了在理论层次上验证整机结构设计的合理性,首先使用ADAMS软件对自动送料机构进行运动学仿真,确保其各向运动平稳且不发生干涉,其次使用ANSYSWorkbench软件完成打钢珠及吸钢珠机构和泵体定位夹紧机构的静力学分析,确保所设计结构满足强度及刚度要求,最后使用该软件对主体框架进行模态仿真,确保所设计结构不会与外部激励发生共振。根据企业控制需求,采用气动-电控混合系统实现设备控制系统的设计。气动系统的设计思路为:利用气压传动理论结合各个气动元件的功能设计出气动系统原理图。电控系统的设计思路是:首先根据设备的工艺要求拟定电控系统的设计方案,选择采用上下位主从结构进行控制,即上位机为HMI人机接口,下位机为PLC。其次进行主电路图和PLC外围辅助电路图设计并完成PLC控制程序的编写。最后完成可视化界面的程序设计及编写。通过控制系统设计使得整机设备达到可视化及智能化的生产需求。基于机械结构设计和控制系统设计的结果,完成整机的装配及调试,并对其所加工的产品进行质量检测以完成对该设备的性能评估。实验结果表明,连续加工的50件工件的密封球面最大截圆直径均高于钢珠直径的5/6,表面粗糙度Ra值均不超过0.4μm;基于这两项评估指标基础计算出的设备过程性能指数P_pk值均高于企业规定标准1.67;手动泵内孔密封球面的密封性合格率由83%提高到98%;通过比较自动化设备加工和人工加工的生产效率可知,当加工相同数量的工件时,自动化设备的加工效率较人工加工提高了至少1倍。