CN107639755A - 一种石墨叶片泵旋片的加工方法及其专用夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种石墨叶片泵旋片的加工方法，包括以下步骤：(1)开料；(2)铣端面；(3)钻定位孔；(4)切条；(5)打磨；(7)切片。本发明能够保证旋片的加工精度，并且缩短了加工周期，提高了生产效率，成品率高。另外，本发明还公开一种上述加工方法所使用的一种锯床专用夹具和铣床专用夹具，所述锯床专用夹具具有很强的吸附力，确保在形成石墨条单元的过程中，石墨条单元不会发生移动；采用所述铣床专用夹具能够可以加工多个旋片，提高了加工效率。

Description

一种石墨叶片泵旋片的加工方法及其专用夹具

技术领域

本发明涉及石墨叶片泵的零件加工方法及其专用夹具，具体涉及一种石墨叶片泵旋片的加工方法及其专用夹具。

背景技术

叶片泵旋片安装在转子的旋片槽上，在叶片泵工作时，旋片随转子转动，并在转子的旋片槽上作往复运动，旋片是叶片泵的重要组成部分，其加工质量会直接影响叶片泵的工作效果。其中，旋片的上下两个端面工作时与定子内腔的端面配合，对上下两个端面之间的尺寸、平行度以及自身的平面度有较高的要求。

石墨旋片具有体积小、厚度薄、耐磨以及脆性好等特点，同时旋片需要与转子以及定子内腔配合进行工作，要求其具有较高的装配精度，因此，石墨旋片的加工精度要求高，难度大。

现有的加工方法是直接把已开料的石墨板工件通过专用夹具(如图2所示)装夹在铣床上，对旋片的外轮廓进行粗铣和精铣加工，获得一个个单独工件；接着将每个单独工件装夹在磨床上进行精加工获得旋片，这种加工方法存在以下问题：

1、当石墨板工件铣成一个个单独工件后，由其专用夹具中均布的气槽9通过负压的方式来对单独工件进行吸附固定，一个气槽9对应固定一个单独工件，由于单个气槽9对工件的吸附力小，容易导致在后续的加工过程中工件发生偏移，影响加工精度，废品率高。(如图2-图4所示)

2、在加工旋片的周边特别是斜边位置时，为了防止工件崩碎，必须把进给量控制得很小，从而导致加工周期变长，生产效率低。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种石墨叶片泵旋片的加工方法，该加工方法能够保证旋片的加工精度，并且缩短了加工周期，提高了生产效率，成品率高。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种叶片泵旋片的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)开料：选取石墨板料，并按规格开料；

(2)铣端面：对石墨板料的第一端面和第二端面进行铣削加工使其平整；

(3)钻定位孔：在石墨板料上钻定位孔；

(4)切条：将石墨板料切成条状，形成石墨条单元；

(5)打磨：对石墨条单元的上端面和下端面进行磨削加工，石墨条单元的上端面和下端面即为最终旋片的上端面和下端面；

(6)切片：将石墨条单元装夹在铣床专用夹具上，该铣床专用夹具为专用虎钳，专用虎钳的两个夹紧块之间设有避让铣刀的避让槽，专用虎钳的其中一个夹紧块上还设有与石墨板料上的定位孔匹配的定位销，石墨条单元上的定位孔套在定位销上，并由两个夹紧块夹紧；利用所述避让槽进刀，进行粗铣和精铣，将石墨条单元加工成多个旋片。

本发明的一个优选方案，其中，在步骤(2)中，先对石墨板料的第一端面进行铣削粗加工；接着将石墨板料翻转，对第二端面进行铣削粗加工，随后对第二端面进行精铣削加工；最后，再次翻转石墨板料，对第一端面进行精铣削加工。这样对石墨板料的第一端面和第二端面进行粗铣和精铣加工后，该第一端面和第二端面即构旋片成品的两个侧面，这两个侧面使用时与转子中的旋片槽进行匹配，在后续工序中无需再单独加工旋片的个侧面，同时该第一端面和第二端面又可以作为步骤(6)中装夹在专用虎钳的定位面，简化了加工工艺，提高了加工精度。

本发明的一个优选方案，其中，在步骤(3)中，在石墨板料上相对的两端均钻出等间距的定位孔，石墨板料两端的定位孔落在步骤(4)中分切后的石墨条单元的两端上，且石墨条单元两端的定位孔中心位于与石墨条单元长度方向平行的同一直线上。这样在步骤(4)中分切后的石墨条单元的两端均有定位孔，从而在步骤(6)的加工过程中，可以对调石墨条单元两端的位置进行定位，分两次装夹进行铣削，分别从石墨条单元上下两端面进刀铣出旋片，两次铣削都基于同样的基准，加工精度高。

本发明的一个优选方案，其中，在步骤(4)中，利用锯床将石墨板料切成石墨条单元，石墨板料被装夹在锯床专用夹具上，该锯床专用夹具具有与分切后的石墨条单元数量相等的条状的吸附槽，该吸附槽与负压装置连接；加工时，在相邻两个吸附槽之间的部位将石墨板料锯断形成石墨条单元。利用条状的吸附槽对石墨板料进行固定，在对石墨板料进行锯断时具有很好的固定作用，在加工时不移动，确保锯断后的石墨条单元在高度方向的尺寸具有较高的加工精度，有利于步骤(5)中对石墨条单元的上端面和下端面进行磨削加工时获得更好的加工精度。

本发明的一个优选方案，其中，在步骤(5)中，利用通用夹具将多个石墨条单元叠合夹紧在一起，对多个石墨条单元的上端面和下端面进行磨削加工。这样不但能够提高加工效率，而且多个个石墨条单元的上端面和下端面的加工精度一致，同一批次的旋片产品的精度较为均匀，互换性好。

本发明的一个优选方案，其中，在步骤(6)中，将石墨条单元装夹后，先粗铣至合理深度后，将石墨条单元翻转，随后继续从另一侧对石墨条单元进粗铣，直至铣断，获得多个粗加工的旋片；接着换刀，对旋片的外轮廓进行精铣，获得旋片成品。本优选方案通过从两侧将石墨条单元铣断，能够避免铣刀一次将石墨单元切断时旋片末端崩碎致使工件报废，从而提高了加工成品率。

一种上述叶片泵旋片的加工方法所应用的铣床专用夹具，其特征在于，该铣床专用夹具为专用虎钳，该专用虎钳包括两个夹紧块以及驱动两个夹紧块夹紧或松开工件的夹紧驱动机构；所述两个夹紧块的夹紧面之间设有避让铣刀的避让槽；所述专用虎钳的其中一个夹紧块上还设有与石墨板料上的钻定位孔匹配的定位销。

上述铣床专用夹具中，通过设置避让槽，从而为铣断石墨条单元提供了空间，而铣断石墨条单元后获得的旋片依然被专用虎钳的两个夹紧块夹住，进而可以在此基础上继续对旋片的外轮廓进行精加工，加工精度显然提高，并且在同一个专用虎钳上可以加工多个旋片，加工效率也大大提高。

优选地，所述夹紧驱动机构包括螺杆和滑块，其中，螺杆螺纹连接在专用虎钳的底座上，螺杆的末端与滑块固定连接；其中一个夹紧块固定在滑块上，另一个夹紧块固定在底座上；滑块与底座时间设有直线导向结构。通过转动所述螺杆，即可驱动滑块以及其上的夹紧块靠近或远离另一个夹紧块，从而实现对工件的夹紧或松开。

一种上述叶片泵旋片的加工方法所应用的锯床专用夹具，其特征在于，该锯床专用夹具包括与分切后的石墨条单元数量相等的条状的吸附槽，该吸附槽与负压装置连接。

上述锯床专用夹具工作时，利用多个条状的吸附槽对整个石墨板料进行固定，在锯断石墨板料时，形成的石墨条单元被对应的吸附槽的吸住，由于吸附槽为条状，与石墨条单元的形状一致，因此具有很强的吸附力，确保在形成石墨条单元的过程中，石墨条单元不会发生移动。

优选地，每个吸附槽由前段和后段连接而成，所述前段和后段的连接部位设有吸气孔，该吸气孔分别与前段和后段连通，且该吸气孔与负压装置连接。这样，负压装置通过吸气孔与吸附槽中的前段和后段连通，吸气孔位于吸附槽的中部，能够让前段和后段中的负压力相等，使得石墨条单元各个部位的吸附力相等，避免不同部位因吸附力不同而局部翘起导致加工精度降低。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、通过将石墨板料切成石墨条单元，再将石墨条单元切成单个旋片，并且在石墨条单元切成单个旋片时利用专用虎钳进行装夹，不但在分切时能够对石墨条单元进行可靠的固定，而且分切后的各个旋片也能有效夹紧，使得旋片在加工过程中不会发生移动，加工精度更容易保证；并且加工效率也大大提高。

2、在利用专用虎钳进行装夹石墨条单元加工旋片时，旋片直立设置，跟现有技术中的平放相比，加工时的竖直方向的尺寸较大，因此进给量可以更大，加工速度更快；而现有平放的旋片在加工时，为了避免崩边和保证加工精度，必须控制进给量，加工速度慢。

附图说明

图1为旋片的立体结构示意图。

图2为现有技术中的专用夹具的立体结构示意图。

图3为图2中III的局部放大图。

图4为现有技术中加工完毕后的旋片放置在专用夹具上的立体结构示意图。

图5为石墨板料的立体结构示意图。

图6为完成切条后的石墨条单元装夹在锯床专用夹具上的立体结构示意图。

图7为锯床专用夹具的立体结构示意图。

图8为图7中I的局部放大图。

图9为石墨条单元装夹在铣床专用夹具上的立体结构示意图。

图10为图9中II的局部放大图。

图11为石墨条单元加工到合理深度时的立体结构示意图。

图12为本发明一种石墨叶片泵旋片的加工方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图5-图11，本实施例的一种叶片泵旋片的加工方法，包括以下步骤：

(1)开料：选取石墨板料1，并按规格开料。

(2)铣端面：先对石墨板料1的第一端面进行铣削粗加工；接着将石墨板料1翻转，对第二端面进行铣削粗加工，随后对第二端面进行精铣削加工；最后，再次翻转石墨板料1，对第一端面进行精铣削加工；这样对石墨板料1的第一端面和第二端面进行粗铣和精铣加工后，该第一端面和第二端面即构旋片成品的两个侧面，这两个侧面使用时与转子中的旋片槽进行匹配，在后续工序中无需再单独加工旋片的个侧面，同时该第一端面和第二端面又可以作为步骤(6)中装夹在专用虎钳的定位面，简化了加工工艺，提高了加工精度。

(3)钻定位孔2：在石墨板料1上相对的两端均钻出等间距的定位孔2，石墨板料1两端的定位孔2落在步骤(4)中分切后的石墨条单元3的两端上，且石墨条单元3两端的定位孔2中心位于与石墨条单元3长度方向平行的同一直线上；这样在步骤(4)中分切后的石墨条单元3的两端均有定位孔2，从而在步骤(6)的加工过程中，可以对调石墨条单元3两端的位置进行定位，分两次装夹进行铣削，分别从石墨条单元3上下两端面进刀铣出旋片6，两次铣削都基于同样的基准，加工精度高。(如图6所示)

(4)切条：将石墨板料1装夹在锯床专用夹具4上，该锯床专用夹具4具有与分切后的石墨条单元3数量相等的条状的吸附槽7，该吸附槽7与负压装置连接；加工时，在相邻两个吸附槽7之间的部位将石墨板料1锯断形成石墨条单元3；利用条状的吸附槽7对石墨板料1进行固定，在对石墨板料1进行锯断时具有很好的固定作用，在加工时不移动，确保锯断后的石墨条单元3在高度方向的尺寸具有较高的加工精度，有利于步骤(5)中对石墨条单元3的上端面和下端面进行磨削加工时获得更好的加工精度。(如图6所示)

(5)打磨：利用通用夹具将多个石墨条单元3叠合夹紧在一起，对多个石墨条单元3的上端面和下端面进行磨削加工；这样不但能够提高加工效率，而且多个个石墨条单元3的上端面和下端面的加工精度一致，同一批次的旋片6产品的精度较为均匀，互换性好；

(6)切片：将石墨条单元3装夹在铣床专用夹具5上，石墨条单元3上的定位孔2套在定位销5-1上，并由两个夹紧块5-2夹紧；刀具从所述夹紧块5-2上的避让槽5-3处开始进刀加工，先粗铣至合理深度后，将石墨条单元3翻转，随后继续从另一侧对石墨条单元3进粗铣，直至铣断，获得多个粗加工的旋片6；接着换刀，对旋片6的外轮廓进行精铣，获得旋片6成品。这样通过从两侧将石墨条单元3铣断，能够避免铣刀一次将石墨单元切断时旋片6末端崩碎致使工件报废，从而提高了加工成品率(如图9所示)。

参见图9和图10，本实施例中的一种上述叶片泵旋片6的加工方法所应用的铣床专用夹具5，该铣床专用夹具5为专用虎钳，该专用虎钳包括两个夹紧块5-2以及驱动两个夹紧块5-2夹紧或松开工件的夹紧驱动机构；所述两个夹紧块5-2的夹紧面之间设有避让铣刀的避让槽5-3；所述专用虎钳的其中一个夹紧块5-2上还设有与石墨板料1上的定位孔2匹配的定位销5-1。

上述铣床专用夹具5中，通过设置避让槽5-3，从而为铣断石墨条单元3提供了空间，而铣断石墨条单元3后获得的旋片6依然被专用虎钳的两个夹紧块5-2夹住，进而可以在此基础上继续对旋片6的外轮廓进行精加工，加工精度显然提高，并且在同一个专用虎钳上可以加工多个旋片6，加工效率也大大提高。

所述夹紧驱动机构包括螺杆5-4和滑块5-5，其中，螺杆5-4螺纹连接在专用虎钳的底座上，螺杆5-4的末端与滑块5-5固定连接；其中一个夹紧块5-2固定在滑块5-5上，另一个夹紧块5-2固定在底座上；滑块5-5与底座时间设有直线导向结构。通过转动所述螺杆5-4，即可驱动滑块5-5以及其上的夹紧块5-2靠近或远离另一个夹紧块5-2，从而实现对工件的夹紧或松开。

参见图6-图8，本实施例中的一种上述叶片泵旋片6的加工方法所应用的锯床专用夹具4，包括与分切后的石墨条单元3数量相等的条状的吸附槽7，该吸附槽7与负压装置连接。

上述锯床专用夹具4工作时，利用多个条状的吸附槽7对整个石墨板料1进行固定，在锯断石墨板料1时，形成的石墨条单元3被对应的吸附槽7的吸住，由于吸附槽7为条状，与石墨条单元3的形状一致，因此具有很强的吸附力，确保在形成石墨条单元3的过程中，石墨条单元3不会发生移动。

每个吸附槽7由前段和后段连接而成，所述前段和后段的连接部位设有吸气孔8，该吸气孔8分别与前段和后段连通，且该吸气孔8与负压装置连接。这样，负压装置通过吸气孔8与吸附槽7中的前段和后段连通，吸气孔8位于吸附槽7的中部，能够让前段和后段中的负压力相等，使得石墨条单元3各个部位的吸附力相等，避免不同部位因吸附力不同而局部翘起导致加工精度降低。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叶片泵旋片的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)开料：选取石墨板料，并按规格开料；

(2)铣端面：对石墨板料的第一端面和第二端面进行铣削加工使其平整；

(3)钻定位孔：在石墨板料上钻定位孔；

(4)切条：将石墨板料切成条状，形成石墨条单元；

(5)打磨：对石墨条单元的上端面和下端面进行磨削加工，石墨条单元的上端面和下端面即为最终旋片的上端面和下端面；

(6)切片：将石墨条单元装夹在铣床专用夹具上，该铣床专用夹具为专用虎钳，专用虎钳的两个夹紧块之间设有避让铣刀的避让槽，专用虎钳的其中一个夹紧块上还设有与石墨板料上的定位孔匹配的定位销，石墨条单元上的定位孔套在定位销上，并由两个夹紧块夹紧；利用所述避让槽进刀，进行粗铣和精铣，将石墨条单元加工成多个旋片。

2.根据权利要求1所述的石墨叶片泵旋片的加工方法，其特征在于，在步骤(2)中，先对石墨板料的第一端面进行铣削粗加工；接着将石墨板料翻转，对第二端面进行铣削粗加工，随后对第二端面进行精铣削加工；最后，再次翻转石墨板料，对第一端面进行精铣削加工。

3.根据权利要求1所述的石墨叶片泵旋片的加工方法，其特征在于，在步骤(3)中，在石墨板料上相对的两端均钻出等间距的定位孔，石墨板料两端的定位孔落在步骤(4)中分切后的石墨条单元的两端上，且石墨条单元两端的定位孔中心位于与石墨条单元长度方向平行的同一直线上。

4.根据权利要求1所述的石墨叶片泵旋片的加工方法，其特征在于，在步骤(4)中，利用锯床将石墨板料切成石墨条单元，石墨板料被装夹在锯床专用夹具上，该锯床专用夹具具有与分切后的石墨条单元数量相等的条状的吸附槽，该吸附槽与负压装置连接；加工时，在相邻两个吸附槽之间的部位将石墨板料锯断形成石墨条单元。

5.根据权利要求1所述的石墨叶片泵旋片的加工方法，其特征在于，在步骤(5)中，利用通用夹具将多个石墨条单元叠合夹紧在一起，对多个石墨条单元的上端面和下端面进行磨削加工。

6.根据权利要求1所述的石墨叶片泵旋片的加工方法，其特征在于，在步骤(6)中，将石墨条单元装夹后，先粗铣至合理深度后，将石墨条单元翻转，随后继续从另一侧对石墨条单元进粗铣，直至铣断，获得多个粗加工的旋片；接着换刀，对旋片的外轮廓进行精铣，获得旋片成品。

7.一种权利要求1-6任一项所述的石墨叶片泵旋片的加工方法所使用的铣床专用夹具，其特征在于，该铣床专用夹具为专用虎钳，该专用虎钳包括两个夹紧块以及驱动两个夹紧块夹紧或松开工件的夹紧驱动机构；所述两个夹紧块的夹紧面之间设有避让铣刀的避让槽；所述专用虎钳的其中一个夹紧块上还设有与石墨板料上的钻定位孔匹配的定位销。

8.根据权利要求7所述的铣床专用夹具，其特征在于，所述夹紧驱动机构包括螺杆和滑块，其中，螺杆螺纹连接在专用虎钳的底座上，螺杆的末端与滑块固定连接；其中一个夹紧块固定在滑块上，另一个夹紧块固定在底座上；滑块与底座时间设有直线导向结构。

9.一种权利要求1-6任一项所述的石墨叶片泵旋片的加工方法所使用的锯床专用夹具，其特征在于，该锯床专用夹具包括与分切后的石墨条单元数量相等的条状的吸附槽，该吸附槽与负压装置连接。

10.根据权利要求9所述的锯床专用夹具，其特征在于，每个吸附槽由前段和后段连接而成，所述前段和后段的连接部位设有吸气孔，该吸气孔分别与前段和后段连通，且该吸气孔与负压装置连接。