CN101644258B - 一种叶片泵转子槽的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶片泵转子槽的加工方法，首先进行毛坯热处理，之后进行精磨端面定位面，接着对转子装夹并且槽口磨削，最后刷光去毛刺。利用上述方法加工叶片泵转子槽，磨槽一次成型，减少了多次装夹造成的累积误差，产品品质提升一个精度级别；加工过程中没有热处理变形的影响，最大可能的去除不可控因素；避免了传统磨削量不均和磨削烧伤的问题，得到非常好的表面粗糙度。

Description

一种叶片泵转子槽的加工方法

技术领域

本发明涉及一种汽车转向叶片泵转子的加工方法，特别是一种叶片泵转子槽的加工方法。

背景技术

转子零件是转向叶片泵的核心零件之一。如图1所示，叶片泵工作时，密封泵壳体内充满液压油液，转子1在定子2圈内高速转动，带动安装在槽内的叶片3往复滑动，造成区域容积变化从而引起压力的变更。所以转子槽的精度直接影响到整泵的性能，如最小流量，噪音等。

原有转子槽加工都是基于“以槽磨槽”的概念，首先进行预铣削槽，接着进行热处理，之后对槽口进行粗磨、精磨，最后抛光去毛刺。

在上述的加工过程中，热处理的变形和多次装夹的定位差异会导致加工的精度低下，槽的平行度和槽宽精度只能控制在0.01mm精度；并且预加工的不受控容易导致磨伤或槽的表面粗糙度不良。在加工过程中需要进行热处理，导致加工流程复杂并且现有技术对转子的加工是一个一个进行的，不能同时加工，在批量生产时，生产效率低下。

总之上述方法加工出的转子槽质量不易控制，并且工序复杂、效率低下，需要多次加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速、高效、稳定的叶片泵转子槽加工方法，能够满足大批量生产的需要。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种叶片泵转子槽的加工方法，包括以下步骤：

步骤1：毛坯热处理；

步骤2：精磨端面定位面，使用双端面磨床进行端面精磨；

步骤3：利用装夹装置对转子进行装夹；

步骤4：槽口磨削，利用槽磨床对装夹好的转子的磨槽进行一次磨削成型；

步骤5：刷光去毛刺：去除加工中毛刺，完成磨槽工序加工。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)磨槽一次成型，减少了多次装夹造成的累积误差，产品品质提升一个精度级别；(2)加工过程中没有热处理变形的影响，最大可能的去除不可控因素；(3)避免了传统磨削量不均和磨削烧伤的问题，得到非常好的表面粗糙度；(4)可同时对多个转子进行加工，在批量生产时，提高了生产效率。

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

附图说明

图1是本发明的转子工作状态示意图。

图2是本发明的叶片泵转子槽的加工方法流程图。

图3是本发明的叶片泵转子槽的加工方法中装夹示意图。

具体实施方式

结合图2，本发明的一种叶片泵转子槽的加工方法，包括以下步骤：

步骤1、毛坯热处理；在毛坯预加工和热处理过程中，需要热处理后的毛坯的花键底径尺寸稳定。考虑到热处理的变形量，故在毛坯的预加工时需进行工艺试验，留有热处理的变形量，在热处理后得到合理的花键底径配合。使用真空淬火工艺，减少热处理过程中的变形。使得芯棒与毛坯件有合适配合。

步骤2、精磨端面定位面，使用双端面磨床进行端面精磨，为提高生产效率，可采多件装夹方式；为提高转子槽垂直度质量，先进行端面精磨，消除误差累积。此过程使用双端面磨床，端面加工的平面度和平行度都控制在0.005mm内。

步骤3、利用装夹装置对转子进行装夹；对转子进行装夹时采用两套装夹装置进行装夹，每套装夹装置包括一个两端为反顶锥的芯棒7，每套装夹装置装夹转子的数量为4～8个；在进行装夹时，首先将芯棒7从转子6花键中穿过，然后使用螺母5压紧转子，机床上的顶针顶住芯棒后完成装夹；在机床上设置两套装夹装置，同时装夹两根芯棒，每根芯棒上装夹4～8个零件，即每次机床可以加工8～16个零件。使得转子槽的加工效率大大增加，每台机床每10分钟可完成8～16件转子的槽加工。

步骤4、槽口磨削，利用槽磨床对磨槽进行一次磨削成型；进行槽口磨削时，机床主轴选用4000转/每分钟以上转速，7.5KW以上功率电机，机床拥有强力磨削能力；芯棒旋转轴转盘精度每转动360°误差0.1°以上，以确保转子槽的对称度要求；砂轮选用高硬度的陶瓷结合剂的立方氮化硼(CBN)砂轮，CBN材料砂轮具有非常优秀的磨削性能，能够满足苛刻的磨削条件，且尺寸稳定，磨削后的转子成品槽的平行度控制在0.005mm范围以内，控制精度主要在于机床与砂轮的配合；在磨削过程中使用水基磨削液，磨削过程中，砂轮深埋在转子零件内，且需要将没有预开槽的毛坯直接磨削成型，磨削条件非常苛刻。使用冷却更优秀的水基磨削液，最大程度消除磨削热，避免了磨削烧伤，且得到非常好的表面的粗糙度。虽然一定程度上影响了CBN砂轮寿命，但避免磨削热的同时可以大大提高走刀速度，提高了效率。

步骤5、刷光去毛刺：去除加工中毛刺，完成磨槽工序加工。

结合图3，在进行装夹时，芯棒从转子花键孔中穿过，每根芯棒装夹五件转子6，使用螺母5压紧转子。芯棒7的两端均为反顶锥，机床上的顶针顶住后完成装夹。在进行槽口磨削时，砂轮4按从右向左进行磨削加工槽。每加工完一道槽后，芯棒旋转一个角度，砂轮回到原位，继续加工。循环往复直至所有槽全部加工完成。

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：

实施例：

用于汽车行业的转向泵用转子，材料GCr15，经过工艺试验后，得到预加工花键内孔φ9.23+0.01，使用真空淬火炉进行热处理，保证热处理后底径φ9.3+0.015。经热处理后的毛坯使用芯棒装夹，芯棒分φ9.3+0.01和φ9.3-0.01两级挑选使用。

在装夹前，将转子毛坯的两端面进行磨削加工，平行度要求0.005mm以下。按图3所示的装夹方式进行装夹，将5件转子装在芯棒上，使用螺母压紧，芯棒的两端均为反顶针用液压缸带动顶针固定芯棒。

该产品加工选用陶瓷结合剂的立方氮化硼砂轮，粒度80，浓度200，外径φ300。主轴转速5000转/分钟，砂轮进刀速度100mm/分钟，走刀速度200mm/分钟。采用含硫极压抗磨剂的水基磨削液。

此转子槽共10个槽，36°均布，故每加工一个槽后，转盘转动36°，砂轮退刀后回原点，开始第二槽加工，之后不断循环，至10槽全部加工出。

最后将芯棒转至下一工位，进行刷光去毛刺，完成后松开螺母取下零件，完成磨槽工序。

Claims (3)

1.一种叶片泵转子槽的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：毛坯热处理；

步骤2：精磨端面定位面，使用双端面磨床进行端面精磨；

步骤3：利用装夹装置对转子进行装夹；

步骤4：槽口磨削，利用槽磨床对装夹好的转子的磨槽进行一次磨削成型；

步骤5：刷光去毛刺，即去除加工中毛刺，完成磨槽工序加工。

2.根据权利要求1所述的叶片泵转子槽的加工方法，其特征在于，步骤2进行端面精磨时，端面加工的平面度和平行度都控制在0.005mm内。

3.根据权利要求1所述的叶片泵转子槽的加工方法，其特征在于，步骤3对转子进行装夹时采用两套装夹装置进行装夹，每套装夹装置包括一个两端为反顶锥的芯棒(7)，每套装夹装置装夹转子的数量为4～8个；在进行装夹时，首先将芯棒(7)从转子(6)的花键中穿过，然后使用螺母(5)压紧转子，机床上的顶针顶住芯棒后完成装夹。

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