CN104454328B - 马达柱塞组件及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
马达柱塞组件，包括柱塞与柱塞环，其中，柱塞一端设置有工艺阻尼孔，另一端设置有工艺圆角，并在工艺阻尼孔下端设置有油道阻尼孔，油道阻尼孔与柱塞油道连通，而工艺阻尼孔的外围设置有柱塞承压球面，柱塞承压球面下方设置有工艺防护外圆，工艺防护外圆与柱塞装压球面连接；工艺圆角外围设置有防护倒角，在防护倒角上方设置有柱塞回转球面，柱塞环安装在柱塞回转球面一侧的柱塞环安装槽内。本发明具备耐磨、耐腐蚀及耐冲击特性，且加工精度高，在与马达主动轴球窝配合驱动时不易发生运动干涉；柱塞组件之间按照既定装配间隙与尺寸装配，不仅降低液压马达运行的噪音，而且保证各个组件的传动性能，降低日常维护费用，有效延长柱塞组件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及液压系统执行元器件技术领域，尤其涉及一种马达柱塞组件及其加工方法。
背景技术
斜轴柱塞液压马达工作中，当液压油经配油盘进入缸体内柱塞底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子与缸体存在偏心距，在柱塞与定子接触时，定子对柱塞有反作用力，而反作用力对缸体产生转矩，使缸体旋转将液压系统的液压能转化为机械能。柱塞在能量转换过程中，不仅需承受液压油带来的荷载，同时要满足马达主动轴组件与缸体安装需要，这对柱塞的耐压、耐腐蚀、耐冲击特性及加工工艺提出了更高的要求，且要求柱塞与马达主动轴球窝配合驱动时不能发生运动干涉；在进行马达柱塞组件装配过程中，各个组件之间的装配间隙与尺寸也是同等的重要，装配间隙过大，在液压马达运行时产生的噪声大，不仅造成环境污染，而且也影响各个组件之间的传动性能；装备间隙过小，直接导致液压马达内部组件损坏，易出现故障。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种马达柱塞组件及其加工方法，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
马达柱塞组件，包括柱塞与柱塞环，其中，柱塞一端设置有工艺阻尼孔，另一端设置有工艺圆角，并在工艺阻尼孔下端设置有用于油路缓冲的油道阻尼孔，油道阻尼孔与柱塞油道连通，而工艺阻尼孔的外围设置有用于和马达主动轴球窝配合驱动的柱塞承压球面，柱塞承压球面下方设置有工艺防护外圆，工艺防护外圆与柱塞装压球面连接；工艺圆角外围设置有防护倒角，其为柱塞与缸体接触端的倒角，防止柱塞在驱动过程中产生干涉，以及作为后续安装柱塞环时的导向，在防护倒角上方设置有柱塞回转球面，柱塞装入缸体后在将液压能转化为机械能时围绕柱塞回转球面中心做回转运动，柱塞环安装在柱塞回转球面一侧的柱塞环安装槽内。
在本发明中，工艺阻尼孔内倾角为60°，在加工过程中，柱塞一端是工艺圆角的线接触定位，另一端是工艺阻尼孔的面接触定位，采用双顶针磨床加工不用外加其他拨动装置，确保一次性完成所有磨削面的加工，高效便捷，同时提高了加工的精度。
在本发明中，柱塞承压球面为部分球面，用于和马达主动轴的球窝配合驱动，具有较高的尺寸公差及形状公差精度要求，尺寸精度为-0.007mm～-0.02mm，形状精度为0.0035mm，表面粗糙度为0.4μm。
在本发明中，柱塞装压球面为部分球面，作为柱塞承压球面部分装入马达主轴球窝后压盘定位用，表面粗糙度为0.4μm。
在本发明中，柱塞上还设置有工艺圆弧、过渡锥面及防护锥面，且防护锥面与工艺圆弧连接，工艺圆弧与过渡锥面连接，在柱塞与马达主动轴球窝配合驱动起防护作用，防止柱塞在驱动过程中发生运动干涉。
在本发明中，柱塞环上设置有柱塞环缺口，便于柱塞环套装入柱塞环安装槽内。
在本发明中，柱塞环的外围设置为部分球面，且球面的中心位置与柱塞环的宽度位置中心不在同一条线上，便于嵌入柱塞环安装槽内。
在本发明中，柱塞回转球面的表面粗糙度为0.4μm。
马达柱塞组件加工方法，具体步骤如下：
1)选取基体材料，基体材料选用调质磨光棒料，采用双动力主轴自动车床加工，得柱塞柱体，并在双动力主轴自动车床内安装有生产动态抽检检测仪，检测关键尺寸，以保证批量生产的加工精度，有效控制报废率；
2)对步骤1)中获得的柱塞柱体表面进行气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于850HV0.2，渗层深度0.35～0.5mm；
3)将步骤2)中进行气体氮化处理完毕的柱塞柱体，研磨工艺阻尼孔及工艺圆角的定位基准；
4)待步骤3)中研磨工艺阻尼孔及工艺圆角的定位基准完毕后，采用双顶针一次性磨削加工完成其他各成形面；
5)待步骤4)中其他各成形面磨削完毕后，研磨柱塞承压球面，研磨后硬度不低于700HV0.2，渗层深度不低于0.2mm；
6)对步骤5)中研磨柱塞承压球面完毕的柱塞柱体采用热能方式去除毛刺；
7)对步骤6)中去除毛刺完毕的柱塞柱体进行抽样检测，抽检率不低于5％，样品检测为全检；
8)将检测合格的柱塞环套装于柱塞上组成柱塞组件，并对组成柱塞组件进行收缩处理；
9)对步骤8)中收缩处理完毕的柱塞组件进行清洗防蚀去磁处理；
10)对步骤9)中进行清洗防蚀去磁处理完毕的柱塞组件外观检测合格后，封装入库。
在本发明中，步骤8)中对组成柱塞组件进行收缩处理，其轴向间隙0.04mm～0.07mm，径向窜动量不低于0.5mm。
有益效果：本发明具备耐磨、耐腐蚀及耐冲击特性，且加工精度高，能够满足马达主动轴组件与缸体安装需要，柱塞在与马达主动轴球窝配合驱动时不易发生运动干涉；柱塞组件之间按照既定装配间隙与尺寸装配，不仅降低液压马达运行时产生的噪音，而且可保证各个组件的传动性能，降低日常维护费用，有效延长柱塞组件的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的装配示意图。
图2为本发明的较佳实施例中的柱塞剖视图。
图3为图2中X处剖视图。
图4为图2中Y处剖视图。
图5为图2中Z处剖视图。
图6为本发明的较佳实施例中的柱塞环主视图。
图7为图6中U处剖视图。
图8为本发明的较佳实施例中的柱塞环右视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～图8的马达柱塞组件，包括柱塞1、柱塞承压球面1-1、柱塞装压球面1-2、柱塞油道1-3、防护倒角1-4、工艺圆角1-5、柱塞回转球面1-6、柱塞环安装槽1-7、工艺防护外圆1-8、油道阻尼孔1-9、工艺阻尼孔1-10、工艺圆弧1-11、过渡锥面1-12、防护锥面1-13、柱塞环2、柱塞环缺口2-1及柱塞环外球面2-2。
在本实施例中，柱塞1设置的柱塞承压球面1-1为部分球面，用于和马达主动轴的球窝配合驱动，具有较高的尺寸公差及形状公差精度要求，柱塞装压球面1-2也为部分球面，作为柱塞承压球面1-1部分装入马达主轴球窝后压盘定位用，柱塞油道1-3用于将柱塞缸体这端的压力油输送到柱塞承压球面1-1端，且设置有油道阻尼孔1-9进行油路缓冲，防护倒角1-4为柱塞与缸体接触端的倒角，防止柱塞1在驱动过程中产生干涉，以及作为后续安装柱塞环2时的导向，工艺圆角1-5为精加工磨削时的顶针定位，另一端定位采用60°的工艺阻尼孔1-10定位，一端是工艺圆角1-5的线接触定位，一端是工艺阻尼孔1-10的面接触定位，采用双顶针磨床加工不用外加其他拨动装置，确保一次性完成所有磨削面的加工，柱塞回转球面1-6同样为部分球面，柱塞1装入缸体后在将液压能转化为机械能时围绕此球面中心做回转运动，柱塞环安装槽1-7为安装柱塞环2的槽，工艺防护外圆1-8为在机加工过程中副轴抓取的工艺外圆，另外，柱塞1上还设置有工艺圆弧1-11、过渡锥面1-12及防护锥面1-13，起防护作用，防止柱塞1在驱动过程中发生运动干涉；柱塞环2上设置有柱塞环缺口2-1，便于套装入柱塞环安装槽1-7，柱塞环2的外围设置为部分球面，球面的中心位置与柱塞环2的宽度位置中心不在一条线上，且距离左边的距离为D，距离右边的距离为C，柱塞环2的宽度为D+C。
在本实施例中，该柱塞组件需具备耐磨、耐腐蚀及耐冲击等特性，且根据实际使用需要，部分结构需要较高的加工精度，柱塞承压球面1-1的尺寸精度要求为-0.007mm～-0.02mm，形状精度为0.0035mm；柱塞承压球面1-1、柱塞装压球面1-2及柱塞回转球面1-6的表面粗糙度为0.4μm，其余结构表面为机加工要求IT6级精度要求。
在本实施例中，马达柱塞组件加工方法，具体步骤如下：
1)选取基体材料，基体材料选用调质磨光棒料，采用双动力主轴自动车床加工，得柱塞柱体，并在双动力主轴自动车床内安装有生产动态抽检检测仪，检测关键尺寸，以保证批量生产的加工精度，有效控制报废率；
2)对步骤1)中获得的柱塞柱体表面进行气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于850HV0.2，渗层深度0.4～0.5mm；
3)将步骤2)中进行气体氮化处理完毕的柱塞柱体，研磨工艺阻尼孔1-10及工艺圆角1-5的定位基准；
4)待步骤3)中研磨工艺阻尼孔1-10及工艺圆角1-5的定位基准完毕后，采用双顶针一次性磨削加工完成其他各成形面；
5)待步骤4)中其他各成形面磨削完毕后，研磨柱塞承压球面1-1，研磨后硬度不低于700HV0.2，渗层深度不低于0.2mm；
6)对步骤5)中研磨柱塞承压球面1-1完毕的柱塞柱体采用热能方式去除毛刺；
7)对步骤6)中去除毛刺完毕的柱塞柱体进行抽样检测，抽检率不低于5％，样品检测为全检；
8)将检测合格的柱塞环2套装于柱塞1上组成柱塞组件，对组成柱塞组件进行收缩处理；
9)对步骤8)中收缩处理完毕的柱塞组件进行清洗防蚀去磁处理；
10)对步骤9)中进行清洗防蚀去磁处理完毕的柱塞组件外观检测合格后，封装入库。
在本实施例中，步骤8)中对组成柱塞组件进行收缩处理，其轴向间隙0.04mm～0.07mm，径向窜动量不低于0.5mm。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.马达柱塞组件加工方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)选取基体材料，基体材料选用调质磨光棒料，采用双动力主轴自动车床加工，得柱塞柱体，并在双动力主轴自动车床内安装有生产动态抽检检测仪；
2)对步骤1)中获得的柱塞柱体表面进行气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于850HV0.2，渗层深度0.35～0.5mm；
3)将步骤2)中进行气体氮化处理完毕的柱塞柱体，研磨工艺阻尼孔及工艺圆角的定位基准；
4)待步骤3)中研磨工艺阻尼孔及工艺圆角的定位基准完毕后，采用双顶针一次性磨削加工完成其他各成形面；
5)待步骤4)中其他各成形面磨削完毕后，研磨柱塞承压球面，研磨后硬度不低于700HV0.2，渗层深度不低于0.2mm；且柱塞承压球面为部分球面，尺寸精度为-0.007mm～-0.02mm，形状精度为0.0035mm，表面粗糙度为0.4μm；
6)对步骤5)中研磨柱塞承压球面完毕的柱塞柱体采用热能方式去除毛刺；
7)对步骤6)中去除毛刺完毕的柱塞柱体进行抽样检测，抽检率不低于5％，样品检测为全检；
8)将检测合格的柱塞环套装于柱塞上组成柱塞组件，并对组成柱塞组件进行收缩处理；
9)对步骤8)中收缩处理完毕的柱塞组件进行清洗防蚀去磁处理。
2.根据权利要求1所述的马达柱塞组件加工方法，其特征在于，步骤8)中对组成柱塞组件进行收缩处理，其轴向间隙0.04mm～0.07mm，径向窜动量不低于0.5mm。
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