CN105666070A - 转叶式液压舵机的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转叶式液压舵机的加工工艺，包括转子体、缸体、固定叶片、缸体与固定叶片组合、转叶舵机转子体和固定叶片密封槽的加工工序，转子体工序中，转子体采用动叶片与基体分体加工；缸体的工序中，铸造成型的毛坯在数控立车上粗车→精车→气动磨削→砂袋磨→修磨圆角→加工各油口完成加工；转叶舵机固定叶片机及固定叶片与缸体组合工序中，铸造成型的毛坯通过粗车→时效→半精车→线切割→镗钻盖板安装孔→钳→镗钻与缸体第一次安装螺纹孔→固定缸体与固定叶片→缸体与固定叶片组合加工各销孔、螺纹孔→钳→钻液压阀安装孔、镗铣密封槽→固定缸体与固定叶片→精车组装后的固定叶片内孔、并加工螺孔及密封槽→与缸盖配研的工序完成加工。

Description

转叶式液压舵机的加工工艺

技术领域

本发明涉及船舶设备的加工工艺，特别涉及一种转叶式液压舵机的加工工艺。

背景技术

在国家发展海洋资源开发与建设的宏观战略下，国内关于船舶与海洋工程装备的设计与生产单位越来越多，总体水平也越来越高。而在我国该行业实力整体发展的进程中，船舶相关类产品在其中扮演着基础与核心角色。舵机作为船舶关键设备之一，其无可替代的作用十分明显。可以预见，在相当长一段时间，舵机仍然是最主要的船舶转向操控装置。

目前更多的船舶采用往复式舵机作为转舵装置。往复式舵机的技术已经成熟，但其占用空间大和安装不便的缺点也十分明显。现代船舶要求更为绿色化、人性化。这对船舶设备的总体布置提出了更高的要求。在这样的背景下，转叶式舵机无疑具有较大的发展与运用空间。据资料显示，在我国的出口船舶中，转叶式液压舵机已有一定范围的运用。而在对速度要求高、舱容空间较小的军用舰艇上，转叶式舵机的优势更为突出。转叶舵机对密封性能的要求很高，密封不好就会使得跑舵速度增加，转舵速度减小。这种技术瓶颈限制了转叶舵机在对稳定性要求非常严格的军用舰艇上的运用。

影响转叶式液压舵机密封性能的关键因素是密封技术方案和几个关键零件的加工质量。密封技术目前多采用弹簧背压密封和复合动压密封的密封方式。在缺乏专用高精度加工设备的前提下，零件的加工质量则需要靠合理的加工工艺来保证。

中国专利公开号为CN101537569A，授权公告日为2009年9月23日的发明专利公开了一种转叶式液压舵机的加工工艺方法。该发明专利涉及的转叶式液压舵机的加工工艺包括缸体内孔及下端密封面的加工工序；缸体下端密封面上密封槽的加工工序；静叶的外形加工工序；静叶与缸体连接孔的加工工序；缸体、静叶和铜套的组合加工工序；转子体内锥孔的加工工序以及转子体不完整圆弧面的加工工序。

前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，缸体内孔及下端面采用粗车→精车→粗磨→精磨→手工抛光的工序，交界面用碗型砂轮精磨。该种加工方式工序布置较为合理，但需要更换一次磨具。同时手工抛光工作量较大，对功能技能水平要求较高，作业效率相对较低。

前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，静叶的外形加工工序采用粗车→与缸体组合→精车→磨削→线切割的工序，线切割成单件后与缸体装配。该种加工方式是先进行粗加工，在进行精加工然后后在进行线切割成型。线切割之后的固定叶片与缸体安装之后再进行组合加工。这种方式工序过程较为简便，但是精加工之后线切割容易出现因为材料内应力释放导致的变形，使得线切割之前的精加工失去作用，可能会使得最终装配的固定叶片的实际加工质量偏离设计要求，最终影响整机的性能。

前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，转叶舵机与舵杆为锥孔连接，通过锥孔测量工具来测量转子体锥孔长度及端面尺寸，再用测量的数据来磨削加工试验心棒，用心棒来控制锥孔尺寸与舵杆的接触面积。转子体与舵杆的锥面连接稳定，可靠。但如果在舵杆与转叶舵机由不同厂家制造的情况下，舵杆与转子体内锥孔的配合加工有一定困难，舵杆与转子体内孔结合面的接触面积的保证需要耗费更多的人力与设备资源，带来制造成本的增加。涨紧套涨紧连接可以避免这种困难。但该种连接方式需要考虑涨紧后转子体零件的变形，并在设计和加工中进行有效控制。

前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，对于转子体分段圆弧面，先在数控镗铣床上粗铣出不完整弧面，留精铣余量，然后采用O型陶瓷刀片，精铣分段弧面成型。该方法操作方便，工序过程容易实施，工艺安排合理可行。这种加工方法对设备有一定的依赖性，而且从上向下铣削逼近圆弧面的方式会使得成型的分段弧面的圆柱度与表面粗糙度质量受到限制，最终可能影响密封条的寿命和动密封的密封质量。

转子体、固定叶片的横向和竖向密封槽中所安装的密封条将转叶舵机内部分成几个密封的液压腔。这几个密封条的密封性是保证转叶舵机工作性能的关键因素。前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，没有包含对转叶舵机密封性影响较大的转子体和固定叶片横向和竖向动密封槽的加工工序，也没有包含转子体中内嵌液压阀安装孔的加工工序。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能保证零件加工质量和转叶舵机整体性能的转叶式液压舵机主要零件加工工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：提供一种转叶舵机的加工工艺，包括转子体的加工工序、缸体的加工工序、固定叶片的加工工序、缸体与固定叶片的组合加工工序以及转叶舵机转子体以及固定叶片密封槽的加工工序，其特征在于：

所述转子体的加工工序中，转子体采用动叶片与转子体的基体分体加工，将分体加工成形后的动叶片通过结构连接和焊接的方式与基体连接成转子体；

缸体的加工工序中，铸造成型的毛坯通过在数控立车上粗车→精车→气动磨削→砂袋磨磨光→修磨圆角→加工各油口的方式完成加工；

所述转叶舵机固定叶片的加工工序中，铸造成型的毛坯通过粗车→时效→半精车→线切割→镗钻与盖板安装孔→与缸体修刮→镗钻与缸体第一次安装螺纹孔→固定缸体与固定叶片→缸体与固定叶片组合加工各销孔、螺纹孔→拆卸固定叶片→钻梭阀安装孔、镗铣密封槽→固定缸体与固定叶片→精车组装后的固定叶片内孔、并加工螺孔及密封槽→与缸盖配研的工序流程完成加工；

所述转叶舵机缸体与固定叶片的组合加工工序中，将固定叶片和缸体前后进行两次组合加工，第一次组装时，加工固定叶片与缸体连接的螺孔和销孔，以便于固定叶片和缸体的第二次组装；第二次组装时，进行固定叶片安装到位后的内孔分段圆周及上端面的加工，使分段的固定叶片内孔与端面的尺寸精度和形位公差达到设计要求；

所述转子体以及固定叶片密封槽的加工工序中，在转子体的动叶片固定叶片上均加工有密封槽，其中，在动叶片上相对于缸体的一面沿动叶片的竖向加工竖向密封槽，在动叶片的顶面和底面均沿动叶片的横向加工横向密封槽，以使得密封槽呈半框形，在固定叶片上相对于转子体的一面沿固定叶片的竖向加工竖向密封槽，在固定叶片的顶面和底面均沿固定叶片的横向加工横向密封槽，以保证各密封面之间的密封。

进一步的，还包括在转子体的动叶片和固定叶片上内嵌液压阀安装孔的加工工序；转子体上的液压阀安装孔的加工工序在转子体的动叶片与基体连接前加工；固定叶片上的液压阀安装孔在固定叶片与缸体进行组装前加工；加工时，由固定叶片和动叶片的一侧至相对的另一侧方向上镗钻Φ32mm孔和M24螺孔底孔，两孔的同轴度误差在0.02mm以内，并保证孔内柱面和台阶面的表面粗糙度在Ra3.2以内，然后攻M24螺纹，在底孔加工完成后借助攻丝套筒从无螺纹一端向有螺纹一端进行螺纹孔成型加工。

进一步的，在转子体加工工艺中，所述基体采用粗车→精车→外圆磨→砂袋磨→镗铣→钻攻的加工方法，其中，粗车和精车为成型加工，用来保证转子体分段弧面的尺寸公差要求，磨削加工用于保证基体的表面粗糙度和基体圆度、圆柱度公差要求，砂袋磨用于进一步提高零件的表面质量，可以在不改变零件尺寸精度和形位公差的情况下，使得零件表面粗糙度达到Ra0.8~Ra0.4；基体的镗铣加工对象为动叶片与基体的结构连接槽；

动叶片采用粗车→精车→外圆磨→线切割→镗铣的加工方法，其中，车削加工是成型加工，外圆磨削用于保证动叶片外圆的表面质量，线切割成单件后，镗铣加工对象为动叶片与基体的结构连接凸缘。

进一步的，缸体的加工采用立式车床粗车、精车后，在不改变装夹方式的情况下改用气动磨削主轴进行缸体内孔合地面的磨削，而后用砂袋磨的方式磨光内孔，并修磨内孔与端面结合部圆角至R1以内。

进一步的，在固定叶片的加工工序中，先对圆筒形铸件进行粗车和半精车，使得铸件在分体之前的定叶圆筒体内孔半精车至Φ495，外圆精车至Φ650.25mm，然后对其进行时效处理，释放大部分内应力后，再线切割成单件固定叶片，然后再进行与缸体的组装。

进一步的，对缸体、转子体和固定叶片尺寸精度、圆柱度、表面粗糙度要求较高的各柱面和分段柱面，在精加工后均用砂袋磨的方式在确保表面尺寸公差变化非常小的情况下，使得表面粗糙度达到Ra0.8~Ra0.4。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

在进行转子体的加工时，本发明转子体采用分体式加工方式，即先分别加工转叶与基体，在各分体的加工达到要求后通过结构连接和封焊的方式将两者连接成整体。这种加工方式可以有效的避免现有常规性加工设备无法完成转子体分段弧面的车削和磨削加工的弊端，同时也能改善转子体转叶和分段弧面的形状公差和表面质量，提高动密封的密封性能和整机的运行稳定性。

本发明在进行固定叶片的加工时，固定叶片的筒体件在粗车和半精车后进行时效处理，然后用线切割成单件，在与缸体的第二次组装后再进行精车和磨削加工等精加工工序。这可以避免现有技术中不经时效处理，而在精加工后线切割导致的固定叶片变形，进而提高固定叶片与缸体柱面连接的密封质量，同时减小固定叶片与缸体内孔配刮的工作量。

本发明的舵机转子体与舵杆采用涨紧套连接，避免了舵杆与转子体的配合加工带来的加工效率低、加工周期长、检验工序复杂等缺点。

本发明在进行横向和竖向半框型形密封槽的加工时，通过机床自身系统找正和仪表手工找正，确保了横向密封槽和竖向密封槽的良好过渡与对接，并在根部进行了清角处理，保证了各矩形复合材料密封条的密封整体性能良好，减小了转叶舵机在高压下内泄漏发生的可能性。

本发明在进行零件内嵌液压阀安装孔的加工时，先在零件上镗钻光孔和螺孔底孔，并保证形位公差和表面粗糙度；然后借助于攻丝套筒从光孔一端向螺纹孔一端的方向攻丝，以保证攻丝过程不偏心，并确保螺纹孔与光孔的同轴度要求。

本发明的优点还在于在转子体、缸体与固定叶片的精加工后均采用砂袋磨的方式对零件的表面进行了进一步优化处理，在确保表面尺寸公差变化非常小的情况下将零件表面粗糙度提高至Ra0.8~Ra0.4。这可以有效的增强动密封效果，同时减小复合材料密封条与接触面的磨损，提高密封材料的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是转叶式液压舵机总体安装图。

图2是转子体内孔与涨紧套连接图。

图3是转子体动叶与基体键槽连接图。

图4是转子体动叶与基体燕尾槽连接图。

图5是固定叶片与缸体安装布局图。

图6是缸体气动磨削加工示意图。

图7是竖向密封与横向密封槽连接图。

图8是缸体细长孔示意图。

图9是横向密封槽清角示意图。

图10是液压阀安装孔示意图。

图11是攻丝套筒示意图。

缸体-100；固定叶片-101；基体-103；动叶片-104；密封槽105；竖向密封槽-105a；横向密封槽-105b；细长孔-106；底孔-107；涨紧套-20；舵杆-22。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图请参见图1至图11，本实施例以200KNM的转叶式液压舵机作为实施例，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不仅限于此。本发明的转叶式液压舵机的加工工艺，包括转子体的加工工序、缸体的加工工序、固定叶片的加工工序、缸体与固定叶片的组合加工工序以及转叶舵机转子体与固定叶片密封槽的加工工序。

转子体加工：

为改变现有常规设备很难直接满足对转子体零件三个分段弧面的高精度加工要求的状况，本实施方式中，转子体采用分体的型式，即转子体的三个动叶片与转子体基体分体加工，达到要求后再将三个动叶片通过结构连接和焊接的方式与转子体基体连接成整体，以解决精度与形位公差要求较高的分段不完全圆周面无法车削和磨削加工的困难。

基体采用粗车→精车→外圆磨→砂袋磨→镗铣→钻攻的加工方法。其中粗车和精车为成型加工，用来保证转子体分段弧面的尺寸公差要求，磨削加工的目的是保证基体的表面粗糙度和基体圆度、圆柱度公差要求，砂袋磨的目的是进一步提高零件的表面质量。这种工艺方法可以在不改变零件尺寸精度和形位公差的情况下，使得零件表面粗糙度达到Ra0.8~Ra0.4。基体的镗铣加工对象为动叶片与基体的结构连接槽。动叶片在总体上采用粗车→精车→外圆磨→线切割→镗铣的加工方法。其中，车削加工是成型加工，外圆磨削用来保证动叶片外圆的表面质量，并在一定程度上进一步保证定叶的形位公差，线切割成单件后，镗铣的加工对象为动叶片与基体的结构连接凸缘。在进行加工时，为减小线切割后的变形量，应在车削加工后进行时效处理。

转子体加工工序中，加工好的动叶片与基体需进行结构连接和密封连接。两者的结构连接可采用键槽和燕尾槽的方式（见附图3、附图4）。为保证动叶片与基体连接之后的可靠性，两者之间的配合必须为过盈配合。同时为了保证连接的密封性，在两者的接缝处应进行全范围内的密封性焊接。考虑到零件材料的特殊性，在焊接前应进行预热处理，以保证焊接质量，控制焊接变形。

基体与动叶片原材料均采用铸件。基体柱形毛坯用立式车床经过粗车、精车达到Φ500.5mm，留磨削余量；然后通过外圆磨床磨削至Φ500.3mm，达到最后的尺寸公差要求，最后通过砂袋磨抛光，并使得表面粗糙度达到Ra0.5左右；然后用数控铣床镗铣动叶片安装的燕尾槽或矩形槽。动叶片毛坯为筒形铸件，外圆经过粗车、精车后外圆达到Φ500.5mm，留磨削和抛光余量，内孔粗车削至Φ480mm；然后对筒体进行时效处理，释放内应力后进行线切割成带有凸缘的动叶片单件，再加工其上的液压阀安装孔，待后续组合连接。基体与动叶片的组合连接应先进行装配，然后进行密封焊接。因为两者之间为过盈连接，装配时需进行热装，热装好后立即进行各连接缝处的全范围焊接。基体圆柱的直径较大，焊接变形很小，但为了进一步减小可能的焊接变形，可在焊接时进行预热处理。组合成整体的转子体放置一段时间后，即可进行动叶片外圆弧的精车削加工，达到Φ650mm，最后进行各密封槽的加工。

缸体的加工：

筒形毛坯件通过铸造制成。铸造成型的毛坯通过在数控立车上粗车→精车→气动磨削→砂袋磨磨光→修磨圆角→加工各油口的方式完成加工，以达到转叶舵机对缸体零件的尺寸精度和形位公差的要求。缸体内孔车削后应留磨削余量0.1~0.2毫米。磨削加工可采用在车床上安装的电动磨头的方式实现，也可以采用气动磨削主轴进行磨削。利用气动磨削主轴可以产生相对更高的转速，获得更好的磨削质量。磨削加工之后的砂袋磨对于缸体零件具有更大的意义，因为这种方法能使得缸体内孔表面粗糙度接近Ra0.4。这在相当的程度上能减小竖向动密封条的磨损程度。缸体内孔柱面和缸体底面的交界处采用高硬度小型砂轮进行修磨，使得其圆角控制在R1以内。

缸体毛坯件也采用筒形铸件。毛坯铸件外圆车削达到Φ760mm，内孔先经过粗车、精车达到Φ650.8mm；然后在不变换装夹方式的情况下在数控立车上换装气动磨削主轴，对缸体内孔进行高速磨削加工，使得缸体内孔柱面的圆柱度小于0.02mm，最后通过砂袋磨抛光缸体内孔，使得内孔表面粗糙度达到Ra0.04。缸体的磨削加工中需特别注意缸体底面与缸体柱面的直角交界处的圆角应尽可能小，否则会影响密封效果。加工中，采用高硬度小型砂轮进行修磨，最终使得该处圆角加工至R1以下。除此之外，还需进行缸体各油口的加工。由于缸体底部的Φ6孔长度超过了200，为细长孔（见附图8），在普通钻床上钻孔加工较困难，容易断刀；因此该细长孔在数控镗床上采用高强度合金刀具镗钻而成，同时保证孔的表面粗糙度在Ra6.3以内。

固定叶片的加工以及固定叶片与缸体的组合加工：

所述转叶舵机固定叶片的加工工序中，铸造成型的毛坯通过粗车→时效→半精车→线切割→镗钻与盖板安装孔→与缸体配刮配研→镗钻与缸体第一次安装螺纹孔→固定缸体与固定叶片→缸体与固定叶片组合加工各销孔、螺纹孔→拆卸固定叶片→钻液压阀安装孔、镗铣密封槽→固定缸体与固定叶片→精车组装后的固定叶片内孔、并加工螺孔及密封槽等→与缸盖配研的工序流程完成加工。

固定叶片的总体工艺安排与转子体动叶片相似。铸造成型的毛坯先粗车成大致外形，经过时效处理释放大部分（50%以上）应力后外圆精车至Φ650.25mm，内孔半精车至Φ495mm，并留足固定叶片与缸体最终组合后的精车与磨削余量（端面及内孔留精加工余量）。加工过程应保证外圆的粗糙度在Ra3.2以内，同时保证端面与柱面的垂直度公差在0.02mm以内。半精车完成之后，按要求线切割成单片固定叶片，切割成型的固定叶片需镗钻预安装孔，与缸体配刮和与缸体的第一次组装等加工内容。然后在缸体组装好的三个固定叶片上镗钻6组4-M24螺孔底孔并攻丝成。然后拆卸下各固定叶片，进行固定叶片上液压阀安装孔的钻攻和密封槽的铣削加工。

所述转叶舵机缸体与固定叶片的组合加工工序中，将固定叶片和缸体前后进行两次组合加工。第一次组装时，加工固定叶片与缸体连接的螺孔和销孔，以便于固定叶片和缸体的第二次组装。第二次组装时，进行固定叶片安装到位后的内孔分段圆周及上端面的加工，使分段的固定叶片内孔与端面的尺寸精度和形位公差达到设计要求。

在完成单件加工后的固定叶片进行与缸体的第二次组装。由于与缸体的第二次组装为最终组装，在装配时需在固定叶片与缸体内孔结合面涂抹高性能密封胶，然后再用螺钉紧固到位。此时，固定叶片与缸体已经成一整体，不再进行任何分体操作，并注意紧固螺钉的紧固力矩达到要求，并做好放松措施。组装好的固定叶片也与缸体组件放置3到5天后进行固定叶片内孔的精加工，在立车上精车至Φ500.5mm，并用气动磨削主轴磨至Φ500.25mm，最后通过砂袋磨抛光，提高表面粗糙度至Ra0.5左右。

密封槽的加工：

所述转子体以及固定叶片密封槽的加工工序中，在转子体的动叶片与固定叶片上均加工有密封槽，其中，在动叶片上相对于缸体的一面沿动叶片的竖向加工竖向密封槽，在动叶片的顶面和底面均沿动叶片的横向加工横向密封槽，以使得密封槽呈半框形，在固定叶片上相对于转子体的一面沿固定叶片的竖向加工竖向密封槽，在固定叶片的顶面和底面均沿固定叶片的横向加工横向密封槽，以保证各密封面之间的密封。在进行横向密封槽的加工时，必须对竖向密封槽进行找正，并验证找正位置后才可进行横向密封槽的加工。横向密封槽必须与竖向密封槽良好的过渡与对接，以免影响密封质量。横向密封槽根部收尾处的直角无法用机床保证，为保证密封质量，横向密封槽的根部圆角需小于R2，需用锉刀人工精修至R2以内，使得在该处密封条能完整嵌入，以保证动密封质量。

具体地，转子体、固定叶片密封槽的加工工序中，先进行竖向密封条的铣削加工，再进行横向密封槽的铣削加工。加工时，在数控镗铣床上分两次分别粗铣、精铣三个固定叶片和动叶片上的6道竖向密封槽宽13mm，并控制负公差0.05mm，槽深15mm，并控制负公差0.05mm；然后再分两次粗铣、精铣固定叶片和动叶片上的6道横向密封槽。加工过程中，必须利用机床自身系统进行坐标验证，以找正加工位置，确保横向密封槽与竖向密封槽的中心对称面为同一平面，以实现两个方向密封槽的良好对接。横向密封槽根部收尾处的直角无法用机床保证。但若为圆角将使得密封条无法完全填充密封槽，影响密封质量。因此，需用锉刀人工修锉并精修至R1.5（见附图9），使得在该处密封条能完整嵌入，以保证动密封效果。

内嵌液压阀安装孔的加工：

转子体的动叶片和固定叶片上的几个液压阀是转叶舵机的重要零件。转叶式液压舵机通过这几个液压阀的开合控制实现正转与反转。液压阀安装孔的加工精度要求较高（见附图10），若不能很好的加工，便会造成液压阀件无法安装，或者安装后开合控制受到影响。具体地，转子体上的液压阀安装孔在转子体动叶与基体焊接前加工完成；固定叶片上的液压阀安装孔在固定叶片与缸体进行组装前加工完成。加工时，由固定叶片和动叶片的一侧至相对的另一侧方向上镗钻Φ32mm孔和M24螺孔底孔，需注意两孔的同轴度误差在0.02mm以内，并保证孔内柱面和台阶面的表面粗糙度在Ra3.2以内。然后攻M24螺纹。攻丝时，为保证攻丝过程不偏心，应借助于攻丝套筒（见附图11）辅助完成，并从光孔一端向螺纹孔一端的方向攻丝，以便于操作，并确保螺纹孔与光孔的同轴度要求。

零件表面质量的保证：

转子体外圆不完整柱面、缸体内孔柱面、固定叶片内圆不完整柱面等几个配合面的加工精度、形位公差和零件表面质量对转叶舵机内泄漏和密封条的寿命有较大影响。加工精度与行为公差通过机床自身和合理的装夹方式来保证，而零件表面质量的提高则通过精加工后的砂袋磨这种特殊工艺过程来实现。砂袋磨这种方式对已经完成精加工的零件的尺寸精度和行为公差影响较小，却可以较大幅度提高零件的表面粗糙度。经试验，这种方式可适用于转子体端面等平面、缸体内孔等柱面以及转子体分段弧面等异型曲面。这种工艺方式最高可将转叶舵机零件表面粗糙度提高至Ra0.4。

本发明的转叶式液压舵机的加工工艺，在进行转子体的加工时，本发明转子体采用分体式加工方式，即先分别加工转叶与基体，在各分体的加工达到要求后通过结构连接和封焊的方式将两者连接成整体。这种加工方式可以有效的避免现有常规性加工设备无法完成转子体分段弧面的车削和磨削加工的弊端，同时也能改善转子体转叶和分段弧面的形状公差和表面质量，提高动密封的密封性能和整机的运行稳定性。

本发明在进行固定叶片的加工时，固定叶片的筒体件在粗车和半精车后进行时效处理，然后用线切割成单件，在与缸体的第二次组装后再进行精车和磨削加工等精加工工序。这可以避免现有技术中不经时效处理，而在精加工后线切割导致的固定叶片变形，进而提高固定叶片与缸体柱面连接的密封质量，同时减小固定叶片与缸体内孔配刮的工作量。

本发明的舵机转子体与舵杆采用涨紧套连接，避免了舵杆与转子体的配合加工带来的加工效率低、加工周期长、检验工序复杂等缺点。

本发明在进行横向和竖向矩形密封槽的加工时，通过机床自身系统找正和仪表手工找正，确保了横向密封槽和竖向密封槽的良好过渡与对接，并在根部进行了清角处理，保证了各矩形复合材料密封条的密封整体性能良好，减小了转叶舵机在高压下内泄漏发生的可能性。

本发明在进行零件内嵌液压阀安装孔的加工时，先在零件上镗钻光孔和螺孔底孔，并保证形位公差和表面粗糙度；然后借助于攻丝套筒从光孔一端向螺纹孔一端的方向攻丝，以保证攻丝过程不偏心，并确保螺纹孔与光孔的同轴度要求。

本发明的优点还在于在转子体、缸体与固定叶片的精加工后均采用砂袋磨的方式对零件的表面进行了进一步优化处理，在确保表面尺寸公差变化非常小的情况下将零件表面粗糙度提高至Ra0.8~Ra0.4。这可以有效的增强动密封效果，同时减小复合材料密封条与接触面的磨损，提高密封材料的使用寿命。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种转叶式液压舵机的加工工艺，包括转子体的加工工序、缸体的加工工序、固定叶片的加工工序、缸体与固定叶片的组合加工工序以及转叶舵机转子体以及固定叶片密封槽的加工工序，其特征在于：

所述转子体的加工工序中，转子体采用动叶片与转子体的基体分体加工，将分体加工成形后的动叶片通过结构连接和焊接的方式与基体连接成转子体；

缸体的加工工序中，铸造成型的毛坯通过在数控立车上粗车→精车→气动磨削→砂袋磨磨光→修磨圆角→加工各油口的方式完成加工；

所述转叶舵机固定叶片的加工工序中，铸造成型的毛坯通过粗车→时效→半精车→线切割→镗钻与盖板安装孔→与缸体修刮→镗钻与缸体第一次安装螺纹孔→固定缸体与固定叶片→缸体与固定叶片组合加工各销孔、螺纹孔→拆卸固定叶片→钻液压阀安装孔、镗铣密封槽→固定缸体与固定叶片→精车组装后的固定叶片内孔、并加工螺孔及密封槽→与缸盖配研的工序流程完成加工；

所述转叶舵机缸体与固定叶片的组合加工工序中，将固定叶片和缸体前后进行两次组合加工，第一次组装时，加工固定叶片与缸体连接的螺孔和销孔，以便于固定叶片和缸体的第二次组装；第二次组装时，进行固定叶片安装到位后的内孔分段圆周及上端面的加工，使分段的固定叶片内孔与端面的尺寸精度和形位公差达到设计要求；

所述转叶舵机转子体以及固定叶片密封槽的加工工序中，在转子体的动叶片以及固定叶片上均加工有密封槽。其中，在动叶片上相对于缸体的一面沿动叶片的竖向加工竖向密封槽，在动叶片的顶面和底面均沿动叶片的横向加工横向密封槽，以使得密封槽呈半框形，在固定叶片上相对于转子体的一面沿固定叶片的竖向加工竖向密封槽，在固定叶片的顶面和底面均沿固定叶片的横向加工横向密封槽，以保证各动密封面之间的密封。

2.如权利要求1所述的转叶式液压舵机的加工工艺，其特征在于：还包括在转子体的动叶片和固定叶片上内嵌液压阀安装孔的加工工序；

转子体上的液压阀安装孔的加工工序在转子体的动叶片与基体连接前加工；固定叶片上的液压阀安装孔在固定叶片与缸体进行组装前加工；加工时，由固定叶片和动叶片的一侧至相对的另一侧方向上镗钻Φ32mm孔和M24螺孔底孔，两孔的同轴度误差在0.02mm以内，并保证孔内柱面和台阶面的表面粗糙度在Ra3.2以内，然后攻M24螺纹，在底孔加工完成后借助攻丝套筒从无螺纹一端向有螺纹一端进行螺纹孔成型加工。

3.如权利要求1所述的转叶式液压舵机的加工工艺，其特征在于：在转子体加工工艺中，所述基体采用粗车→精车→外圆磨→砂袋磨→镗铣→钻攻的加工方法，其中，粗车和精车为成型加工，用来保证转子体分段弧面的尺寸公差要求，磨削加工用于保证基体的表面粗糙度和基体圆度、圆柱度公差要求，砂袋磨用于进一步提高零件的表面质量，可以在不改变零件尺寸精度和形位公差的情况下，使得零件表面粗糙度达到Ra0.8~Ra0.4；基体的镗铣加工对象为动叶片与基体的结构连接槽；

动叶片采用粗车→精车→外圆磨→线切割→镗铣的加工方法，其中，车削加工是成型加工，外圆磨削用于保证动叶片外圆的表面质量，线切割成单件后的镗铣加工对象为动叶片与基体的结构连接凸缘。

4.如权利要求1所述的转叶式液压舵机的加工工艺，其特征在于：缸体的加工采用立式车床粗车、精车后，在不改变装夹方式的情况下改用气动磨削主轴进行缸体内孔和底面的磨削，而后用砂袋磨的方式磨光内孔，并修磨内孔与端面结合部圆角至R1以内。

5.如权利要求1所述的转叶式液压舵机的加工工艺，其特征在于：在固定叶片的加工工序中，先对圆筒形铸件进行粗车和半精车，使得固定叶片分体之前的圆筒体内孔半精车至Φ495，外圆精车至Φ650.25mm，然后对其进行时效处理，释放大部分内应力后，再线切割成单件固定叶片，然后再进行与缸体的组装。

6.如权利要求1所述的转叶式液压舵机的加工工艺，其特征在于：对缸体、转子体和固定叶片尺寸精度、圆柱度、表面粗糙度要求较高的各柱面和分段柱面，在精加工后均用砂袋磨的方式在确保表面尺寸公差变化非常小的情况下，使得表面粗糙度达到Ra0.8~Ra0.4。