CN101716743A - 柱塞球磨展成法加工工艺及其研磨、抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柱塞球磨展成法加工工艺及其研磨、抛光机，用于高压轴向柱塞泵中柱塞球面的加工。其加工工艺是利用研磨套与加工工件呈相对展成运动，两者之间保持确定的速比关系加工球面，其中，研磨套具有精确的内孔；磨套和柱塞的瞬心线相互作纯滚动，展成柱塞的研磨球面，研磨花纹为正交网纹，当研磨球面上出现凸状花纹时，研磨套内孔的下半周研磨时受力过重，这时研磨套的中心高于工件中心；当出现凹状花纹，则只是研磨套内孔的上半周研磨时受力过重，这时研磨套轴线低于工件中心。用本发明方法可以分辨出不等高的精度为3～5μm。本发明所述的研磨、抛光机加工的球面圆度达2μm之内，与滑靴具有贴合球面大，回转灵活，不易拉靴等优点。

Description

柱塞球磨展成法加工工艺及其研磨、抛光机

技术领域

本发明涉及一种柱塞球磨展成法加工工艺及其研磨、抛光机，具体涉及一种柱塞球磨展成法加工工艺，以及针对该加工工艺的研磨、抛光机，用于高压轴向柱塞泵中柱塞球面的加工。

背景技术

由于柱塞泵中柱塞球面的加工要求采用高精度研磨，才能使球面在加工完成之后，能与滑靴产生尽可能大的球面贴合，使柱塞端部能在滑靴中灵活回转。

按球面成形原理要求，需要使研磨工具(研磨套)与工件(柱塞球面)的轴线保持严格等高，以保证球面的圆度。在研磨时，可根据研磨花纹的形状来判断研磨工具与工件两中心的等高误差。

如果在被研磨球面上出现凸状花纹时，说明研磨套内孔的下半周研磨时受力过重，这时研磨套的中心高于工件中心；如果出现凹状花纹，则只是研磨套内孔的上半周研磨时受力过重，这时研磨套轴线低于工件中心；当花纹为正交网纹时，说明两轴中心近似等高。

但是，采用现有设备加工过程中，都难以调整研磨工具与工件间的轴线高度，因此研磨形成的球面与实际的贴合程度不高，影响整套柱塞泵系统的使用情况。

发明内容

本发明目的在于提供一种柱塞球磨展成法加工工艺，利用柱塞球面展成研磨原理，根据研磨球面出现的花纹情况调整研磨套轴线与柱塞球面轴线等高，以提高对球面的研磨质量。

本发明目的在于提供一种针对上述工艺的柱塞球磨展成法研磨、抛光机。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：

利用研磨套与加工工件呈相对展成运动，两者之间保持确定的速比关系，加工球面，其中，精修研磨套内孔，通过修整可以得到一个精确的内孔；磨套和柱塞的瞬心线相互作纯滚动，展成柱塞的研磨球面，研磨花纹为正交网纹，当研磨球面上出现凸状花纹时，研磨套内孔的下半周研磨时受力过重，这时研磨套的中心高于工件中心；当出现凹状花纹，则只是研磨套内孔的上半周研磨时受力过重，这时研磨套轴线低于工件中心。根据正交花纹的深浅情况，可以分辨出不等高的精度为3～5um。

一种柱塞球磨展成法研磨、抛光机，由电机驱动柱塞和研磨套转动，由第一电机、第二电机分别驱动柱塞和研磨套转动，由研磨套对柱塞的球面进行加工，其中，

所述的第一电机与转速箱连接，转速箱内设有装夹套，柱塞套在装夹套内，柱塞球面露出于装夹套及转速箱之外，柱塞端部的球面露出于装夹套及转速箱之外的距离由装夹套装柱塞的孔的深度控制，以此可以加工不同型号的柱塞球头直径，第一电机经转速箱驱动装夹套转动，带动柱塞在装夹套内自由旋转；

所述的第二电机由一摆动支架机构支撑，通过一具有弹簧预紧机构的伸缩套与研磨套轴连接，通过调节摆动支架机构，使研磨套与柱塞球面轴线保持等高，研磨套的内孔与柱塞的球面形成相对展成运动。

在上述方案基础上，所述的摆动支架机构包括安装在底板上的一个前支撑件和一锥度调节件，前支撑件固定在第二电机的基座前端，锥度调节件支撑在基座的中部且可前后移动，基座的后端电机二侧分别设有一个后支撑件，其中，第二电机以前支撑件为支点，通过锥度调节件调整电机轴在垂直方向的倾斜角度，并由后支撑件调节支撑高度和限定水平摆动幅度。

在上述方案基础上，所述的锥度调节件由导向座、锥度滑块以及支撑滑杆构成，支撑滑杆固定在基座底部，锥度滑块设在导向座的滑槽内且由调节螺钉及锁紧螺母调节前后移动，锥度滑块的上表面为斜面，斜面顶推支撑滑杆，对第二电机轴角度微调，根据锥度滑块角度不同，可作任意微量角度调节。

在上述方案的基础上，所述的前支撑件由向心球轴承和枢设在向心球轴承上部的关节构成，第二电机的前端绕向心球轴承作微量圆周径向对中调整，并绕关节调整轴垂直方向的倾斜角度。

在上述方案的基础上，所述的向心球轴承为具有微量圆周径向摇摆对中功能的双列向心球轴承。

在上述方案的基础上，所述的后支撑件由摇摆幅度限位支撑杆、转角关节和锁紧螺母构成，锁紧螺母与摇摆幅度限位支撑杆螺纹连接且位置上下可调，锁紧螺母在转角关节上下各设一个并将转角关节定位，转角关节与基座后端枢设连接以支撑基座。

在上述方案的基础上，所述转角关节的移动范围由摇摆幅度限位支撑杆的螺纹高度限定，当加工不同型号柱塞球头直径时，可采取不同角度受力支撑的摇摆幅度限位。

在上述方案的基础上，所述的具有弹簧预紧机构的伸缩套对被柱塞球面施加研磨预紧力，伸缩套套装在第二电机的电机轴上，且其内设有弹簧，伸缩套前后伸缩，带动前端的研磨套与柱塞的球面接触(加工状态)或脱离(装卸柱塞状态)。采用具有弹簧的伸缩套的另一个作用是，方便被加工件安装及整个机构刚启动时作旋风式的相对展成运动时，起到一个柔性缓冲作用力，并对被加工件球面施加研磨预紧力。

在上述方案的基础上，所述的研磨套的基体采用生铁材料，抛光材料采用羊毛毡和绿油对柱塞球面进行抛光。根据不同规格，可以研磨、抛光各种柱塞球头尺寸，以此严格控制柱塞球面圆度和光洁度。采用本发明机构加工后，其球面圆度达到2um之内，抛光后光洁度可达Ra0.2左右。

本发明还可采用电气控制和定时系统，根据不同加工件情况，随时控制电机运转及设置研磨抛光时间等。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单、操作简便，可根据研磨花纹的形状来判断研磨工具(研磨套)与工件(球面)两中心的等高误差，从而调整研磨套轴线的高度，使研磨套与球面轴线保持严格等高，形成高精度的展成研磨，研磨、抛光效果好，球面圆度达到2um之内，与滑靴压模后，该滑靴、柱塞副具有贴合球面大，回转灵活，不易拉靴等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2第二电机由一摆动支架机构支撑的结构示意图。

附图中标号说明

1-第一电机        2-转速箱

3-装夹套

4-柱塞               41-球面

5-第二电机           51-电机轴                52-基座

6-锥度调节件         61-锥度滑块              611-斜面

62-支撑滑杆          63-导向座                631-滑槽

64-调节螺钉          65-锁紧螺母

7-前支撑件           71-双列向心球轴承        72-关节

8-后支撑件           81-摇摆幅度限位支撑杆

82、83-锁紧螺母      84-转角关节

9-研磨套             91-内孔

10-底板

11-伸缩套            111-弹簧

具体实施方式

由图1为本发明的结构示意图和图2第二电机由一摆动支架机构支撑的结构示意图所示，

一种柱塞球磨展成法研磨、抛光机，由电机驱动柱塞和研磨套转动，由第一电机1、第二电机5分别驱动柱塞4和研磨套9转动，由研磨套9对柱塞4的球面41进行加工，其中，

所述的第一电机1与转速箱2连接，转速箱2内设有装夹套3，柱塞4套在装夹套3内，柱塞4的球面41露出于装夹套3及转速箱2之外，第一电机1经转速箱2驱动装夹套3转动，带动柱塞4在装夹套3内自由旋转，所述的装夹套3为尼龙件；

所述的第二电机5由一摆动支架机构支撑，通过一具有弹簧预紧机构的伸缩套11与研磨套9轴连接，通过调节摆动支架机构，使研磨套9与柱塞球面41轴线保持等高，研磨套9的内孔91与柱塞4的球面41形成相对展成运动，所述的研磨套9的基体采用生铁材料，抛光材料采用羊毛毡和绿油。

所述的摆动支架机构包括安装在底板10上的一个前支撑件7和一锥度调节件6，前支撑件7固定在第二电机5的基座52前端，锥度调节件6支撑在基座52的中部且可前后移动，基座52的后端二侧分别设有一个后支撑件8，其中，第二电机5以前支撑件7为支点，通过锥度调节件6调整电机轴51在垂直方向的倾斜角度，并由后支撑件8调节支撑高度和限定水平摆动幅度。

所述的锥度调节件6由导向座63、锥度滑块61以及支撑滑杆62构成，支撑滑杆62固定在基座52底部，锥度滑块61设在导向座63的滑槽631内且由调节螺钉64及锁紧螺母65调节前后移动，锥度滑块61的上表面为斜面611，斜面611顶推支撑滑杆62并将基座51及第二电机5抬起或放低，实现对第二电机5轴角度微调。

所述的前支撑件7由双列向心球轴承71和枢设在双列向心球轴承上部的关节72构成，第二电机5的前端绕双列向心球轴承作微量圆周径向对中调整，并绕关节72调整电机轴51垂直方向的倾斜角度。

所述的后支撑件8由摇摆幅度限位支撑杆81、转角关节84和锁紧螺母82、83构成，锁紧螺母82、83与摇摆幅度限位支撑杆81螺纹连接且位置上下可调，锁紧螺母82、83在转角关节84上下各设一个并将转角关节84定位，转角关节84与基座52后端枢设连接以支撑基座52。所述转角关节84的移动范围由摇摆幅度限位支撑杆81的螺纹高度限定。

所述的具有弹簧预紧机构的伸缩套11对被加工柱塞球面施加研磨预紧力，伸缩套11套装在第二电机5的电机轴51上，且其内设有弹簧111，伸缩套11前后伸缩，带动前端的研磨套9与柱塞4的球面41接触或脱离。

根据球面41的花纹调整第二电机5的电机轴51角度和高度，使研磨套9与柱塞球面41两轴中心等高或近似等高，研磨套9的内孔91与柱塞4的球面41形成旋风式相对展成运动。并对被加工件球面41施加研磨预紧力。

具体的，伸缩套11主要控制启动时的缓冲，经双列向心球轴承71自动调整定位中心点；锥度调节件6可控制电机基座52的垂直倾角，保证研磨套与工件轴线等高，并可控制研磨套9轴线相对于球面41中心的受力角度。前支撑件7的关节72可根据基座52的倾角作相应调整，而后支撑件8的转角关节84同样可根据基座52后端的高度进行上下调节并具有水平自动调整功能。

Claims (10)

1.一种柱塞球磨展成法加工工艺，利用研磨套与加工工件呈相对展成运动，两者之间保持确定的速比关系加工球面，其特征在于：精修研磨套内孔，调整研磨套与柱塞球面轴线保持等高，磨套和柱塞的瞬心线相互作纯滚动，展成柱塞的研磨球面，研磨花纹为正交网纹，当研磨球面上出现凸状花纹时，研磨套内孔的下半周研磨时受力过重，研磨套的中心高于工件中心；当出现凹状花纹，研磨套内孔的上半周研磨时受力过重，研磨套轴线低于工件中心。

2.针对权利要求1所述工艺制备的一种柱塞球磨展成法研磨、抛光机，由电机驱动柱塞和研磨套转动，其特征在于：由第一电机、第二电机分别驱动柱塞和研磨套转动，由研磨套对柱塞的球面进行加工，其中，

所述的第一电机与转速箱连接，转速箱内设有装夹套，柱塞套在装夹套内，柱塞球面露出于装夹套及转速箱之外，第一电机经转速箱驱动装夹套转动，带动柱塞在装夹套内自由旋转；

所述的第二电机由一摆动支架机构支撑，通过一具有弹簧预紧机构的伸缩套与研磨套轴连接，通过调节摆动支架机构，使研磨套与柱塞球面轴线保持等高，研磨套的内孔与柱塞的球面形成相对展成运动。

3.根据权利要求2所述的柱塞球磨展成法研磨、抛光机，其特征在于：所述的摆动支架机构包括安装在底板上的一个前支撑件和一锥度调节件，前支撑件固定在第二电机的基座前端，锥度调节件支撑在基座的中部且可前后移动，基座的后端二侧分别设有一个后支撑件，其中，第二电机以前支撑件为支点，通过锥度调节件调整电机轴在垂直方向的倾斜角度，并由后支撑件调节支撑高度和限定水平摆动幅度。

4.根据权利要求3所述的柱塞球磨展成法研磨、抛光机，其特征在于：所述的锥度调节件由导向座、锥度滑块以及支撑滑杆构成，支撑滑杆固定在基座底部，锥度滑块设在导向座的滑槽内且由调节螺钉及锁紧螺母调节前后移动，锥度滑块的上表面为斜面，斜面顶推支撑滑杆，对第二电机轴角度微调。

5.根据权利要求3所述的柱塞球磨展成法研磨、抛光机，其特征在于：所述的前支撑件由向心球轴承和枢设在向心球轴承上部的关节构成，第二电机的前端绕向心球轴承作微量圆周径向对中调整，并绕关节支点调整轴垂直方向的倾斜角度。

6.根据权利要求5所述的柱塞球磨展成法研磨、抛光机，其特征在于：所述的向心球轴承为双列向心球轴承。

7.根据权利要求3所述的柱塞球磨展成法研磨、抛光机，其特征在于：所述的后支撑件由摇摆幅度限位支撑杆、转角关节和锁紧螺母构成，锁紧螺母与摇摆幅度限位支撑杆螺纹连接且位置上下可调，锁紧螺母在转角关节上下各设一个并将转角关节定位，转角关节与基座后端枢设连接以支撑基座。

8.根据权利要求7所述的柱塞球磨展成法研磨、抛光机，其特征在于：所述转角关节的移动范围由摇摆幅度限位支撑杆的螺纹高度限定。

9.根据权利要求1所述的柱塞球磨展成法研磨、抛光机，其特征在于：所述的具有弹簧预紧机构的伸缩套对被柱塞球面施加研磨预紧力，伸缩套套装在第二电机的电机轴上，且其内设有弹簧，伸缩套前后伸缩，带动前端的研磨套与柱塞的球面接触或脱离。

10.根据权利要求1所述的柱塞球磨展成法研磨、抛光机，其特征在于：所述的研磨套的基体采用生铁材料，抛光材料采用羊毛毡和绿油。

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