CN104526276A - 摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法及加工装置，该方法包括以下步骤：1)将含有内球面的待配对零件放入支撑块顶部；2)将含有外球面且外球面尺寸已知的标准球的外球面用绸布擦拭干净，将红色印泥或普鲁士蓝均匀地涂在标准球的外球面上，标准球在导柱的引导下逐渐与含有内球面的待配对零件的内球面相贴合；3)取出标准球，检查含有内球面的待配对零件与标准球的贴合是否满足球面密合度100％的要求；4)根据步骤3)所确定得到的含有外球面待配对零件的外球面尺寸采用车削加工或磨削加工的方法完成含有外球面待配对零件的加工。该配对加工方法可靠、简便易行。

Description

摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法及装置

技术领域

本发明属于机械制造领域，涉及一种球面摩擦副组件中两球面零件精密配对的加工方法及装置，尤其涉及一种大球径窄弧长球面摩擦副组件中两球面零件精密配对的加工方法及装置。

背景技术

在机械制造领域中，类似柱塞泵产品中的保持架组件是一对球面摩擦副，两球面零件的配合精度较高。一般情况下内球面零件是保持架，材料为结构钢，外球面零件是球碗，材料为铜合金，两个零件需一一精密配对加工。目前，球面配对加工及测量方法是两球面分别车削加工、磨削加工后，再将这两个零件的球面放在一起配对研磨加工，然后在球碗零件的外球面上薄薄均匀地涂抹一层红色印泥，再将涂有红色印泥球碗零件外球面与保持架零件的内球面贴合，并围绕球心转动，最后检查两球面的着色率。若着色率不满足设计要求，则两零件再次对研加工，然后着色检查，只到合格为止。

在柱塞泵产品中一些球面配合的摩擦副组件球面配合精度要求较高，但由于球面既没有顶面或过球心的弧面，又属于大球径窄弧长球面(球径弧长比为8)，球径尺寸和轮廓度计量不准确，不能分别加工球面来保证球面密合度100％的要求，只能采取对研加工后着色检查的方法。但是柱塞泵产品中绝大多数的球面摩擦副零组件都有一个零件是铜合金零件，研磨的方法虽然能够满足尺寸的要求，但研磨时研磨膏会渗入铜合金零件表面，对产品的寿命影响较大，故较大功率的柱塞泵产品铜合金的球碗零件不允许采用研磨的方法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种配对加工技术可靠、配对方法简便易行的球面摩擦副组件中两球面零件精密配对的加工方法及装置。

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法，其特殊之处在于：所述方法包括以下步骤：

1)将含有内球面的待配对零件放入支撑块顶部；

2)将含有外球面且外球面尺寸已知的标准球的外球面用绸布擦拭干净，将红色印泥或普鲁士蓝均匀地涂在标准球的外球面上，标准球在导柱的引导下逐渐与含有内球面的待配对零件的内球面相贴合；

3)取出标准球，检查含有内球面的待配对零件与标准球的贴合是否满足球面密合度100％的要求；若是，则步骤2)中所使用的标准球的外球面尺寸即为与含有内球面的待配对零件相配对的含有外球面待配对零件的外球面尺寸；若否，则更换标准球，重复步骤2)-步骤3)，直至找到与含有内球面的待配对零件相配对的含有外球面待配对零件的外球面尺寸；

4)根据步骤3)所确定得到的含有外球面待配对零件的外球面尺寸采用车削加工或磨削加工的方法完成含有外球面待配对零件的加工。

上述步骤3)与步骤4)之间还包括对步骤3)所确定得到的含有外球面待配对零件的外球面尺寸进行复查的步骤；所述复查的步骤具体实现方式是：

更换一个比步骤2)所采用标准球大一个尺寸的标准球重复步骤2)-步骤3)，若本次操作后，含有内球面的待配对零件与标准球的贴合率检查不合格，则认为步骤2)所选取的标准球的外球面尺寸是正确的。

本发明所提供的方法是将球面摩擦副组件含内球面零件的内球面按设计图纸的要求采用磨削或车削的方法加工完成，然后通过一种特殊的装置精确确定出相配对零件的外球面尺寸，再将该零件的外球面尺寸按确定后的尺寸要求采用车削加工或磨削的方法完成加工，最终完成球面摩擦副组件中球面零件的精密配对，随后球面摩擦副组件必需成对保存。

同时，本发明还提供了一种用于如上所述的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置，其特殊之处在于：所述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置包括本体、导柱、支撑块以及含有外球面且外球面尺寸已知的标准球；所述导柱安装在本体上；所述支撑块整体为柱形结构，所述支撑块底部以间隙配合方式的套装于导柱外部，所述支撑块底部与本体之间设置有多个弹簧；含有内球面的待配对零件设置于支撑块顶部；所述标准球设置于导柱顶部并可沿导柱的轴向在导柱上自如滑动；所述标准球与含有内球面的待配对零件相贴合。

上述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括设置在标准球顶部用于压紧标准球的压块；所述压块上设置有与防转销相适配的孔；所述防转销伸入压块上的孔中。

上述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括设置在压块顶部的用于调整标准球与导柱相对位置的手柄；所述手柄通过压块带动标准球在导柱上沿导柱的轴向自如滑动。

上述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括套装在导柱外部并处于支撑块和标准球之间的弹簧座；所述弹簧座与支撑块之间设置有弹簧；所述标准球止靠于弹簧座上。

上述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括压板；所述压板用于含有内球面的待配对零件固定在支撑块顶部。

上述导柱与本体通过螺钉固定。

本发明的优点是：

本发明中采取将柱塞泵产品中摩擦副组件配对零件中的钢制零件保持架的内球面按设计图纸的要求加工完成，将保持架内球面用绸布擦拭干净，然后将保持架放入专用的测量装置的支撑块2的上表面，支撑块2固定保持架的中心，然后用压板4压紧，压板4通过紧固螺钉8与支撑块相固定。随后使用一系列分组的高精度标准球1来确定球碗的外球面直径，根据标准球1确定的外球面直径加工含有外球面的球碗。经过生产现场多批次生产的验证，大球径窄弧长球面零组件高精度配对加工技术可靠，测量方法简便，零组件加工过程质量稳定，满足了产品的性能要求。经装车使用，成台产品的寿命有大幅度提高。本发明提供的方法不再采用成对研磨的方法，通过采用专门的工艺方法和一种专用的测量装置来保证零组件高精度配合的要求，提高产品的寿命。

附图说明

图1是本发明所提供加工装置的结构示意图；

其中：

1-标准球；2-支撑块；3-弹簧座；4-压板；5-压块；6-导柱；7-手柄；8-紧固螺钉；9-防转销；10-高度可调螺钉；11-弹簧；12-本体。

具体实施方式

本发明提供了一种摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法及装置，两个配对的球面零件不再采用成对研磨的方法，通过采用专门的工艺方法和一种专用的测量装置来保证零组件高精度配合的要求，提高产品的寿命。

该加工方法是将球面摩擦副组件含内球面零件的内球面按设计图纸的要求采用磨削或车削的方法加工完成，然后通过一种特殊的装置精确确定出相配对零件的外球面尺寸，再将该零件的外球面尺寸按确定后的尺寸要求采用车削加工或磨削的方法完成加工，最终完成球面摩擦副组件中球面零件的精密配对，随后球面摩擦副组件必需成对保存。具体而言，本发明所提供摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法包括以下步骤：

1)将含有内球面的待配对零件放入支撑块顶部；

2)将含有外球面且外球面尺寸已知的标准球的外球面用绸布擦拭干净，将红色印泥(或普鲁士蓝)均匀地涂在标准球的外球面上，标准球在导柱的引导下逐渐与含有内球面的待配对零件的内球面相贴合；

3)取出标准球，检查含有内球面的待配对零件与标准球的贴合是否满足球面密合度100％的要求；若是，则步骤2)中所使用的标准球的外球面尺寸即为与含有内球面的待配对零件相配对的含有外球面待配对零件的外球面尺寸；若否，则更换标准球，重复步骤2)-步骤3)，直至找到与含有内球面的待配对零件相配对的含有外球面待配对零件的外球面尺寸；

4)根据步骤3)所确定得到的含有外球面待配对零件的外球面尺寸采用车削加工或磨削加工的方法完成含有外球面待配对零件的加工。

步骤3)与步骤4)之间还包括对步骤3)所确定得到的含有外球面待配对零件的外球面尺寸进行复查的步骤；复查的步骤具体实现方式是：

更换一个比步骤2)所采用标准球大一个尺寸的标准球重复步骤2)-步骤3)，若本次操作后，含有内球面的待配对零件与标准球的贴合率检查不合格，则认为步骤2)所选取的标准球的外球面尺寸是正确的。

同时，本发明还提供了一种摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置，大球径窄弧长球面零件的配对加工装置包括本体、导柱、支撑块以及含有外球面且外球面尺寸已知的标准球；导柱设置在本体上；支撑块整体为柱形结构，其底部以间隙配合方式套装于导柱外部，底面用数个弹簧作为支撑；含有内球面的待配对零件设置于支撑块顶部；标准球设置于导柱顶部并可沿导柱的轴向在导柱上自如滑动；标准球与含有内球面的待配对零件相贴合。

摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括设置在标准球顶部用于压紧标准球的压块；压块上设置有与防转销相适配的孔；防转销伸入压块上的孔中。

摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括设置在压块顶部的用于调整标准球与导柱相对位置的手柄；手柄通过压块带动标准球在导柱上沿导柱的轴向自如滑动。

摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括套装在导柱外部并处于支撑块和标准球之间的弹簧座；弹簧座与支撑块之间设置有弹簧；标准球止靠于弹簧座上。

摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括压板；压板用于含有内球面的待配对零件固定在支撑块顶部。

导柱与本体通过高度可调螺钉固定。

本发明中采取将配对零件中的钢制零件保持架的内球面按设计图纸的要求加工完成，将保持架内球面用绸布擦拭干净，然后将保持架放入专用的测量装置(见附图1)的支撑块2的上表面，支撑块2固定保持架的中心，然后用压板4压紧，压板4通过紧固螺钉8与支撑块相固定。随后使用一系列分组的高精度标准球1来确定球碗的外球面直径，根据标准球1确定的外球面直径加工含有外球面的球碗。

将标准球1外球面用绸布擦拭干净，将红色印泥均匀地涂在标准球1外球面上，标准球1在导柱6的引导下放入专用测量装置中，压块5由防转销9和导柱6定位压住标准球1，旋转手柄7将标准球1沿导柱6向下移动，使标准球1外球面与保持架零件的内球面进行贴合。

松开手柄7，弹簧座3在弹簧力的作用下将标准球1顶起，拿掉手柄7、压块5，取出标准球1，检查保持架零件与标准球1的贴合是否满足要求，若满足要求，则标准球1的外球面直径即为球碗应加工的外球面尺寸。若不满足要求，则换另一组标准球1重复上述的操作过程。

复查已确定的标准球1外球面直径的正确性：用一个大一组尺寸的标准1按上述操作步骤进行贴合率检查，若此次两球面的贴合率检查不合格，即认为已确定的标准球1外球面直径是正确的。

按照标准球1确定的球面直径采用车削加工或磨削加工的方法完成球碗外球面的加工，这样就完成了大球径窄弧长球面摩擦副组件中球面零件的精密配对加工及测量。

本发明中的测量装置通过螺钉10将导柱6固定在本体12上，支撑块2使用弹簧11在底面支撑，这样在旋转手柄7压紧球碗零件时有一个缓冲，不至于因压紧力过大，影响球面贴合率检查的正确性。标准球1的外球面尺寸进行分组，根据零件的尺寸公差和保持架组件贴合率要求确定每组间隔尺寸和分组数量，并标印实际尺寸。弹簧座3通过导柱6在弹簧力的作用下顶起球碗零件，随后检查两球面的贴合率。

Claims (8)

1.一种摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)将含有内球面的待配对零件放入支撑块顶部；

2)将含有外球面且外球面尺寸已知的标准球的外球面用绸布擦拭干净，将红色印泥或普鲁士蓝均匀地涂在标准球的外球面上，标准球在导柱的引导下逐渐与含有内球面的待配对零件的内球面相贴合；

3)取出标准球，检查含有内球面的待配对零件与标准球的贴合是否满足球面密合度100％的要求；若是，则步骤2)中所使用的标准球的外球面尺寸即为与含有内球面的待配对零件相配对的含有外球面待配对零件的外球面尺寸；若否，则更换标准球，重复步骤2)-步骤3)，直至找到与含有内球面的待配对零件相配对的含有外球面待配对零件的外球面尺寸；

4)根据步骤3)所确定得到的含有外球面待配对零件的外球面尺寸采用车削加工或磨削加工的方法完成含有外球面待配对零件的加工。

2.根据权利要求1所述的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法，其特征在于：所述步骤3)与步骤4)之间还包括对步骤3)所确定得到的含有外球面待配对零件的外球面尺寸进行复查的步骤；所述复查的步骤具体实现方式是：

更换一个比步骤2)所采用标准球大一个尺寸的标准球重复步骤2)-步骤3)，若本次操作后，含有内球面的待配对零件与标准球的贴合率检查不合格，则认为步骤2)所选取的标准球的外球面尺寸是正确的。

3.一种用于权利要求1或2所述的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工方法的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置，其特征在于：所述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置包括本体、导柱、支撑块以及含有外球面且外球面尺寸已知的标准球；所述导柱安装在本体上；所述支撑块整体为柱形结构，所述支撑块底部以间隙配合方式的套装于导柱外部，所述支撑块底部与本体之间设置有多个弹簧；含有内球面的待配对零件设置于支撑块顶部；所述标准球设置于导柱顶部并可沿导柱的轴向在导柱上自如滑动；所述标准球与含有内球面的待配对零件相贴合。

4.根据权利要求3所述的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置，其特征在于：所述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括设置在标准球顶部用于压紧标准球的压块；所述压块上设置有与防转销相适配的孔；所述防转销伸入压块上的孔中。

5.根据权利要求4所述的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置，其特征在于：所述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括设置在压块顶部的用于调整标准球与导柱相对位置的手柄；所述手柄通过压块带动标准球在导柱上沿导柱的轴向自如滑动。

6.根据权利要求5所述的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置，其特征在于：所述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括套装在导柱外部并处于支撑块和标准球之间的弹簧座；所述弹簧座与支撑块之间设置有弹簧；所述标准球止靠于弹簧座上。

7.根据权利要求6所述的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置，其特征在于：所述摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置还包括压板；所述压板用于含有内球面的待配对零件固定在支撑块顶部。

8.根据权利要求7所述的摩擦副组件中球面零件精密配对的加工装置，其特征在于：所述导柱与本体通过螺钉固定。