CN110848373A - 一种流体泵的齿轮箱体、流体泵及齿轮箱体的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流体泵的齿轮箱体，包括：箱体，选用HT250灰铸铁材料；第一轴孔，开设于所述箱体的第一侧面，用于安装输入轴或输出轴之一；以及第二轴孔，开设于所述箱体的第一侧面，用于安装所述输入轴或所述输出轴另一；其中，所述第一轴孔和所述第二轴孔的轴线垂直于所述第一侧面，且所述轴线经过所述第一侧面的对称轴。基于此，本申请实施例至少能够使得齿轮箱体的热变形小、强度高、结构可靠、性能满足使用要求，不但能够满足设备机械传动需要，而且加工方法能满足快速、批量化的生产要求。
Description
技术领域
本发明涉及食品医药生产设备用零配件领域，具体涉及一种流体泵用零配件，尤其涉及一种流体泵的齿轮箱体、流体泵及齿轮箱体的加工方法。
背景技术
齿轮箱体是流体泵中动力传动的关键部件，承担着传动齿轮的定位和固定作用。齿轮箱体的口部安装有轴承，用于承载齿轮轴，因此齿轮箱的尺寸精度不但对轴承、齿轮的安装精度影响较大，而且可能会直接影响到流体泵动力输出的损耗和稳定。
基于此，一方面，齿轮箱体需承担传动齿轮和轴承的安装和定位功能，要求齿轮箱体关键位置的尺寸精度达到设计要求；另一方面，箱体内部存在旋转部件，且旋转部件的运动过程中会产生大量的热量，所以需要保证箱体内有足够的运动部件的润滑液，箱体不得有液体渗漏，并且箱体自身材料也不应因温度产生变形，从而影响动力的传输效率。
现有的相关齿轮箱体热变形量较大、强度较低、结构不够可靠，尤其是在使用过程中，对轴承和齿轮的安装精度不足，无法满足流体泵机械传动的需要，且加工方法无法满足快速、批量化的生产要求。
发明内容
本发明的至少一个目的是提出一种流体泵的齿轮箱体、流体泵及齿轮箱体的加工方法，使得齿轮箱体的热变形小、强度高、结构可靠、性能满足使用要求，不但能够满足设备机械传动需要，而且加工方法能满足快速、批量化的生产要求。
本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种流体泵的齿轮箱体，包括：
箱体，选用HT250灰铸铁材料；
第一轴孔，开设于所述箱体的第一侧面，用于安装输入轴或输出轴之一；以及
第二轴孔，开设于所述箱体的第一侧面，用于安装所述输入轴或所述输出轴另一；
其中，所述第一轴孔和所述第二轴孔的轴线垂直于所述第一侧面，且所述轴线经过所述第一侧面的对称轴。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
第一支撑耳，固定连接于所述箱体的第一侧面，并位于所述第一轴孔远离所述第二轴孔的一侧；以及
第二支撑耳，固定连接于所述箱体的第一侧面，并位于所述第二轴孔远离所述第一轴孔的一侧；
其中，所述第一支撑耳和所述第二支撑耳均为轴对称结构，且各自的对称轴与所述第一侧面的对称轴重合。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一支撑耳包括第二侧面，所述第二支撑耳包括第三侧面，所述第二侧面和所述第三侧面共面且均平行于所述第一侧面，并且所述第二侧面和所述第三侧面均与所述第一侧面之间具有设定距离。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
箱体安装孔，开设于所述第二侧面和所述第三侧面，用于将所述箱体装配至设定位置；以及
定位销孔，用于在所述箱体装配至设定位置的过程中提供定位基准。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
转轴固定孔，开设于所述箱体上邻接于所述第一侧面的第四侧面，与所述第一轴孔或所述第二轴孔相通，且开设方向垂直于所述第一轴孔或所述第二轴孔的轴线方向，用于在所述第一轴孔和所述第二轴孔设置有所述输入轴或所述输出轴的时候，从侧面固定所述输入轴或输出轴。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
第五侧面，与所述第一侧面和所述第四侧面互成钝角地过渡于所述第一侧面和所述第四侧面之间，并经过所述转轴固定孔。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
油窗接口，开设于所述箱体上邻接于所述第一侧面的第六侧面，且所述第六侧面与所述第四侧面互相平行，用于观测所述箱体内部齿轮的润滑状况，并能够向所述箱体加注或导出润滑油液。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一侧面的平面度不超过0.015。
本发明提供的一种流体泵，包括如前文任一实施例所述的齿轮箱体。
本发明提供的一种齿轮箱体的加工方法，包括：
选取HT250灰铸铁材料整体铸造成型齿轮箱体的铸造毛坯；
对所述铸造毛坯在550～555摄氏度的环境进行热处理，并控制加热速度80～95摄氏度/小时，冷却速度30～35摄氏度/小时；
采用高精度的数控加工中心对经热处理的所述铸造毛坯进行加工，从而制成之轮箱体；
在所述齿轮箱体加工完成后，对所述齿轮箱体进行酸洗磷化并涂覆防锈底漆。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以使齿轮箱体的热变形小、强度高、结构可靠、性能满足使用要求，不但能够满足设备机械传动需要，而且加工方法能满足快速、批量化的生产要求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所提供的齿轮箱体俯视角度的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的齿轮箱体右视角度的结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的齿轮箱体仰视角度的结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的齿轮箱体左视角度的结构示意图；
图5为本发明实施例所提供的齿轮箱体的剖面结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的齿轮箱体的立体结构示意图；
附图标记：1、箱体，21、第一轴孔，22、第二轴孔，31、第一侧面，32、第二侧面，33、第三侧面，34、第四侧面，35、第五侧面，36、第六侧面，41、第一支撑耳，42、第二支撑耳，5、箱体安装孔，6、定位销孔，7、转轴固定孔，8、油窗接口。
具体实施方式
下面可以参照附图以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。
本发明实施例提供了一种流体泵的齿轮箱体，包括：
箱体，选用HT250灰铸铁材料；
第一轴孔，开设于所述箱体的第一侧面，用于安装输入轴或输出轴之一；以及
第二轴孔，开设于所述箱体的第一侧面，用于安装所述输入轴或所述输出轴另一；
其中，所述第一轴孔和所述第二轴孔的轴线垂直于所述第一侧面，且所述轴线经过所述第一侧面的对称轴。
其中，HT250灰铸铁为珠光体类型的灰铸铁。其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优，经人工时效处理后，可用于要求高强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、法兰、填料箱本体及压盖、碳化塔、硝化塔、炼钢用轨道板、气缸套、泵体、阀体、齿轮箱体、齿轮、划线平板、水平仪、机床床身、立柱、油缸以及汽(柴)油机的活塞环、活塞等。还可制作机床床身、立柱、气缸、齿轮以及需经表面淬火的零件。因HT250灰口铸铁具有良好的减振性、耐磨性、耐热性，且具备一定的强度和耐蚀能力，成为制造齿轮箱体的首选材料。
所述第一轴孔和所述第二轴孔对称设置，能够使所述箱体受力更加平衡，从而减少箱体的振动。所述第一侧面的设置，以及对所述第一侧面平面度和精度的加工，使得所述第一轴孔和所述第二轴孔的加工精度更高。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
第一支撑耳，固定连接于所述箱体的第一侧面，并位于所述第一轴孔远离所述第二轴孔的一侧；以及
第二支撑耳，固定连接于所述箱体的第一侧面，并位于所述第二轴孔远离所述第一轴孔的一侧；
其中，所述第一支撑耳和所述第二支撑耳均为轴对称结构，且各自的对称轴与所述第一侧面的对称轴重合。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一支撑耳包括第二侧面，所述第二支撑耳包括第三侧面，所述第二侧面和所述第三侧面共面且均平行于所述第一侧面，并且所述第二侧面和所述第三侧面均与所述第一侧面之间具有设定距离。
所述第一支撑耳和所述第二支撑耳的设置，使得加工基准面第一侧面和所述安装基准面第二侧面和第三侧面互相分离，使得对轴孔的加工过程和对所述箱体的安装过程互不干涉，使得所述第一侧面、所述第二侧面和所述第三侧面在加工过程中每个侧面能够被单独地进行调整加工，而不对其他侧面产生影响。
进一步的，为了实现所述箱体的可靠安装，作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
箱体安装孔，开设于所述第二侧面和所述第三侧面，用于将所述箱体装配至设定位置；以及
定位销孔，用于在所述箱体装配至设定位置的过程中提供定位基准。
进一步的，为了保证所述齿轮箱体装配后内部齿轮组正确啮合，作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
转轴固定孔，开设于所述箱体上邻接于所述第一侧面的第四侧面，与所述第一轴孔或所述第二轴孔相通，且开设方向垂直于所述第一轴孔或所述第二轴孔的轴线方向，用于在所述第一轴孔和所述第二轴孔设置有所述输入轴或所述输出轴的时候，从侧面固定所述输入轴或输出轴。
进一步的，为了部分地露出所述转轴固定孔，并在所述第一侧面和所述第四侧面之间形成过度面，作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
第五侧面，与所述第一侧面和所述第四侧面互成钝角地过渡于所述第一侧面和所述第四侧面之间，并经过所述转轴固定孔。
进一步的，为实现对所述箱体内部齿轮润滑状况观测，作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述齿轮箱体还包括：
油窗接口，开设于所述箱体上邻接于所述第一侧面的第六侧面，且所述第六侧面与所述第四侧面互相平行，用于观测所述箱体内部齿轮的润滑状况，并能够向所述箱体加注或导出润滑油液。
进一步的，为了保证开设于所述第一侧面的结构的加工精度，作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一侧面的平面度不超过0.015。
本发明提供的一种流体泵，包括如前文任一实施例所述的齿轮箱体。
本发明提供的一种齿轮箱体的加工方法，包括：
选取HT250灰铸铁材料整体铸造成型齿轮箱体的铸造毛坯；对所述齿轮箱体使用强度、耐磨性、耐热性良好的HT250灰铸铁整体铸造成型，满足了设计所需要的结构复杂、耐磨和耐热要求。
对所述铸造毛坯在550～555摄氏度的环境进行热处理，并控制加热速度80～95摄氏度/小时，冷却速度30～35摄氏度/小时；对所述齿轮箱体对铸造毛坯进行热处理，消除了铸造后内部应力不均衡产生的变形问题，有利于后续零件加工及成品后的尺寸稳定性，减少零件加工后的变形。
采用高精度的数控加工中心对经热处理的所述铸造毛坯进行加工，从而制成之轮箱体；对所述齿轮箱体采用高精度的数控加工中心进行加工，保证了轴承安装及内部齿轮运转等的高精度尺寸要求及相对位置的要求。
在所述齿轮箱体加工完成后，对所述齿轮箱体进行酸洗磷化并涂覆防锈底漆。对所述齿轮箱体加工完成后进行酸洗磷化，并涂覆防锈底漆，解决外露表面的防腐防锈问题。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以通过采用强度、耐磨性、耐热性良好的HT250灰铸铁整体铸造，提高了零件承受压力的性能，减少了加工时间，铸造毛坯的一致性为批量生产提供了条件，提高了生产效率；热处理减小了铸造毛坯的变形；采用高精度的数控加工中心进行加工，保证了轴承安装及内部齿轮运转等的高精度尺寸要求及相对位置的要求。，减少整机装配时误差，提高了装配效率，提升了整机性能。
下面结合附图对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
图1为顶面视图，为齿轮箱体的装配面，设计有输入和输出轴孔、轴固定孔及齿轮箱体安装过孔，主要采用数控加工中心加工，对装配贴合面的平面度和轴孔尺寸的精度要求较高，是决定齿轮箱体装配后内部齿轮组正确啮合的关键部位。图2右侧面视图和图4左侧面视图，为齿轮箱体实现对内部齿轮润滑状况观测、固定相邻零部件的安装位置，设计有油窗接口以及安装孔，主要采用数控加工中心加工，其加工的位置精度对其他零部件的安装和功能实现起主要作用。图3为底面视图，为齿轮箱体的支撑和安装面，要求与顶面平行且表面平整，以及定位销孔。
选择强度、耐磨性、耐热性良好的HT250灰铸铁铸造毛坯并进行热处理，使用数控加工中心加工轴承安装孔和外部固定孔，保证了轴承安装及内部齿轮运转等的高精度尺寸要求及相对位置的要求；然后，对齿轮箱体进行酸洗磷化，并涂覆防锈底漆，解决外露表面的防腐防锈问题。此外，本发明还解决工件形状复杂、耐磨耐热要求高、装配尺寸精度要求高等问题，采用不锈钢整体铸造、热处理、高精度数控加工等工艺满足设计要求。
本申请的具体加工方法为：
铸造：按铸造图纸要求铸造毛坯，按铸件验收标准检验外观.附材质报告.
热处理：人工时效处理。
抛丸处理：表面抛丸处理，去除工件表面氧化层。
粗加工：
1.以右视图尺寸31±0.5右平面为粗基准，垫平找正，镜尺寸110±0.25右Ral.6面，保证加工中心120，120尺寸79(110-31)成，尺寸110±0.25留余量2mm，去毛刺；
2.以A-A视图右平面为基准，粗就尺寸110±0.25左平面见光，周边倒角0.75＊45°，尺寸110±0.25留量0.6、表面粗糙度Ral.6，去毛刺(尺寸110±0.25两端平面有气孔、砂眼缺陷时，必须冷焊修复后下转)；
3.以A-A视图右平面为基准，以毛坯外形分中，钻尺寸110±0.25左平面上2币11.5孔深15，铣至
)深12，孔口倒角2-0.8＊45°，确保尺寸168±0.03、粗糙度Ra3.2，钻
深32.75，各孔口倒角2＊45°，确保尺寸56、162符图，去毛刺。
4.以尺寸110±0.25左端平面及
销孔定位，以销孔中心为原点，分别粗铣、半精铣各孔，留余量1(0～+0.15)，钻、铣深14，孔口倒角0.8＊45°，钻铣
深17，孔口倒角1＊45°，去毛刺。
5.以尺寸110±0.25左端平面及销孔定位，精铣四周及4-45°斜面，四周粗糙度全部Ra3.2，钻铣四周各面处孔及螺纹底孔成，孔口倒角成，去毛刺。
钳工处理：按图纸要求攻丝各处螺纹符图，保证螺纹深度及垂直度小于0.15.孔口去毛刺。
精镗/铣处理：找正工装，以外形侧面、2归2＊1.5-6H螺纹孔粗定位，找正110±0.25右平面运0.05mm压紧，分中精镗各孔及各部倒角成，铣各孔成，旋转工作台180°，铣尺寸110±0.25左平面及孔成，总厚度铣成，粗糙度Ral.6.锐边倒钝，去毛刺。
热处理：酸洗、磷化处理。
镀层处理：尺寸110±0.25左平面镀伴，镀层厚度0.02-0.03mm，抛光。
漆处理：清理表面灰尘、铁盾，各孔、螺纹及非喷漆面做好防护，喷漆、烘干。
钳工处理：各螺纹孔回丝，清理孔底铁屑，不得划伤工件及漆膜。
清洗处理：清洗工件，清理各孔。
三坐标处理：检图纸标注的形位公差。
包装处理：清理工件，涂防锈袖，涂袖表面覆防油纸，按出口要求包装，入库待发。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
在本发明的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备、机构、部件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种流体泵的齿轮箱体，其特征在于，包括：
箱体，选用HT250灰铸铁材料；
第一轴孔，开设于所述箱体的第一侧面，用于安装输入轴或输出轴之一；以及
第二轴孔，开设于所述箱体的第一侧面，用于安装所述输入轴或所述输出轴另一；
其中，所述第一轴孔和所述第二轴孔的轴线垂直于所述第一侧面，且所述轴线经过所述第一侧面的对称轴。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱体，其特征在于，所述齿轮箱体还包括：
第一支撑耳，固定连接于所述箱体的第一侧面，并位于所述第一轴孔远离所述第二轴孔的一侧；以及
第二支撑耳，固定连接于所述箱体的第一侧面，并位于所述第二轴孔远离所述第一轴孔的一侧；
其中，所述第一支撑耳和所述第二支撑耳均为轴对称结构，且各自的对称轴与所述第一侧面的对称轴重合。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱体，其特征在于，所述第一支撑耳包括第二侧面，所述第二支撑耳包括第三侧面，所述第二侧面和所述第三侧面共面且均平行于所述第一侧面，并且所述第二侧面和所述第三侧面均与所述第一侧面之间具有设定距离。
4.根据权利要求3所述的齿轮箱体，其特征在于，所述齿轮箱体还包括：
箱体安装孔，开设于所述第二侧面和所述第三侧面，用于将所述箱体装配至设定位置；以及
定位销孔，用于在所述箱体装配至设定位置的过程中提供定位基准。
5.根据权利要求1所述的齿轮箱体，其特征在于，所述齿轮箱体还包括：
转轴固定孔，开设于所述箱体上邻接于所述第一侧面的第四侧面，与所述第一轴孔或所述第二轴孔相通，且开设方向垂直于所述第一轴孔或所述第二轴孔的轴线方向，用于在所述第一轴孔和所述第二轴孔设置有所述输入轴或所述输出轴的时候，从侧面固定所述输入轴或输出轴。
6.根据权利要求5所述的齿轮箱体，其特征在于，所述齿轮箱体还包括：
第五侧面，与所述第一侧面和所述第四侧面互成钝角地过渡于所述第一侧面和所述第四侧面之间，并经过所述转轴固定孔。
7.根据权利要求5所述的齿轮箱体，其特征在于，所述齿轮箱体还包括：
油窗接口，开设于所述箱体上邻接于所述第一侧面的第六侧面，且所述第六侧面与所述第四侧面互相平行，用于观测所述箱体内部齿轮的润滑状况，并能够向所述箱体加注或导出润滑油液。
8.根据权利要求1所述的齿轮箱体，其特征在于，所述第一侧面的平面度不超过0.015。
9.一种流体泵，其特征在于，包括如权利要求1～8任一所述的齿轮箱体。
10.一种齿轮箱体的加工方法，其特征在于，包括：
选取HT250灰铸铁材料整体铸造成型齿轮箱体的铸造毛坯；
对所述铸造毛坯在550～555摄氏度的环境进行热处理，并控制加热速度80～95摄氏度/小时，冷却速度30～35摄氏度/小时；
采用高精度的数控加工中心对经热处理的所述铸造毛坯进行加工，从而制成之轮箱体；在所述齿轮箱体加工完成后，对所述齿轮箱体进行酸洗磷化并涂覆防锈底漆。
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| CN201911034020.XA CN110848373A (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 一种流体泵的齿轮箱体、流体泵及齿轮箱体的加工方法 |
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