CN111702422A

CN111702422A - 一种十字头滑套的加工方法

Info

Publication number: CN111702422A
Application number: CN202010610342.0A
Authority: CN
Inventors: 陆卓; 胡元琳; 刘才斌
Original assignee: Chongqing Hongjiang Machinery Co Ltd
Current assignee: Chongqing Hongjiang Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2020-09-25

Abstract

本发明公开了一种十字头滑套的加工方法，其包括如下步骤：S1，采用铸造工艺得到毛坯，粗加工毛坯端面、外圆和内孔，其中毛坯外圆和端面为一刀落；S2，热处理；S3，找正毛坯外圆后采用第一工装压紧毛坯，车削外圆，松开第一工装释放毛坯加工形变，重新找正毛坯外圆后采用第一工装压紧毛坯后精磨外圆；S4，找正毛坯内孔后采用第二工装压紧毛坯，车削内孔，松开第二工装释放毛坯加工形变，重新找正毛坯内孔后采用第二工装压紧毛坯后精磨内孔，得到十字头滑套。其能够提高十字头导向滑套的加工精度，保证了十字头滑套的加工质量。

Description

一种十字头滑套的加工方法

技术领域

本发明涉及薄壁类套筒件的加工，具体涉及十字头滑套的加工方法。

背景技术

压裂泵的十字头滑套是石油机械设备上的一个重要件，十字头滑套通常为圆筒形结构，内外圆经精加工后其尺寸公差和形位公差要求十分苛刻。若十字头滑套发生扭曲，将直接影响十字头运行的平稳性，对整个机器的性能会造成一定的影响。

CN110788569A公开了一种十字头导向滑套的加工方法，包括1）毛坯下料；2）粗加工；3）调质；4）时效处理；5）半精加工；6）钻孔；7）分型和去尖角毛刺；8）连接固定；9）精加工；10）清洗；11）质检。其通过车床精加工十字头导向滑套的外圆至图纸要求的尺寸，加工精度有限。且直接采用车床的三爪卡盘夹紧内圆，对十字头导向滑套施加径向加载力，加工过程中会产生弹性形变，进而影响十字头导向滑套内孔精度。内孔精加工需要将十字头滑套固定在泵壳的相应位置，再使用镗床精加工内孔，涉及了柱塞泵的其他零部件，需要重新涉及镗床夹具以固定泵壳，增加了加工成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种十字头滑套的加工方法，其能够提高十字头导向滑套的加工精度，保证了十字头滑套的加工质量。

本发明所述的十字头滑套的加工方法，其包括如下步骤：

S1，采用铸造工艺得到毛坯，粗加工毛坯端面、外圆和内孔，其中毛坯外圆和端面为一刀落；

S2，热处理；

S3，找正毛坯外圆后采用第一工装压紧毛坯，车削外圆，松开第一工装释放毛坯加工形变，重新找正毛坯外圆后采用第一工装压紧毛坯后精磨外圆；

S4，找正毛坯内孔后采用第二工装压紧毛坯，车削内孔，松开第二工装释放毛坯加工形变，重新找正毛坯内孔后采用第二工装压紧毛坯后精磨内孔，得到十字头滑套。

进一步，所述十字头滑套的材质为奥贝球磨铸铁；所述热处理包括等温淬火和时效处理；所述等温淬火的淬火介质为硝盐，淬火温度为890~930℃，淬火时间为2~2.5h；所述时效处理的时效温度为280~320℃，时效时间为4~4.5h。

进一步，所述S3中车削外圆和精磨外圆时通过锥度补偿消除外圆锥度，锥度补偿量根据外圆上、下端外径差值进行确定。

进一步，所述S4中车削内孔和精磨内孔时通过锥度补偿消除内孔锥度，锥度补偿量根据内孔上、下端孔径差值进行确定。

进一步，所述第一工装包括第一底座、第一立柱和第一压板，所述第一底座上环设有向上延伸的第一凸起；第一立柱垂直固定于第一底座上，顶端穿过第一压板中部的通孔与第一螺母螺纹连接。

进一步，所述第一凸起上设有贯穿内壁和外壁的第一缺口。

进一步，所述第二工装包括第二底座、第二立柱和第二压板，所述第二底座上环设有向上延伸的第二凸起；多根第二立柱垂直固定于第二底座或工作台上，顶端穿过第二压板中部的通孔与第二螺母螺纹连接；第二压板一端支撑在毛坯顶端边缘，另一端支撑在固定于底座或工作台上的支撑块上。

进一步，所述第二立柱的数量为三个，均匀设置在毛坯同心圆圆周上，使得毛坯受力均匀，避免了受力不均产生扭曲变形，保证了加工质量。

进一步，所述第二凸起上设有贯穿内壁和外壁的第二缺口。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果。

1、本发明在精磨外圆或精磨内孔前，都先车削以去除热处理过程中的表面形变层和氧化层，车削完成后先松开工装释放毛坯加工形变，重新找正外圆或内孔后再精磨毛坯，避免了毛坯产生翘曲现象，减小了十字头滑套外圆和内孔同心度、圆柱度和母线直线度，提高了十字头滑套的加工精度，保证了加工质量。

2、本发明在等温淬火后增加了时效处理，充分消除了粗加工和等温淬火产生的应力，结合精磨外圆和精磨内孔，有效防止了产品加工到最后出现变形的情况，提高了十字头滑套的加工质量。

3、本发明在车削外圆、精磨外圆、车削内孔和精磨内孔时均通过锥度补偿来消除外圆或内孔的锥度，避免了加工过程中因刀具磨损产生锥度，提高了十字头滑套的加工精度，保证了加工质量。

4、本发明所述的第一工装和第二工装均是从轴向压紧十字头滑套毛坯，避免了十字头滑套受径向作用力产生弹性变形，减小了十字头滑套外圆和内孔同心度、圆柱度和母线直线度。并且第一工装和第二工装压紧或松开操作简单快捷，提高了十字头滑套的加工效率。

5、本发明在粗加工毛坯外圆和端面为一刀落，避免了接刀痕的产生，保证了端面和外圆的垂直度，利于后续定位和加工。

附图说明

图1是本发明第一工装的工作示意图；

图2是本发明第一底座的结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是本发明第二工装的工作示意图。

图中，1—第一底座，11—第一凸起，12—第一缺口，2—第一立柱，3—第一压板，4—第一螺母，5—第二底座，51—第二凸起，6—第二立柱，7—第二压板，8—第二螺母，9—支撑块，10—砂轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

一种十字头滑套的加工方法，其包括如下步骤：

S1，根据QTD1050-6成分配比原料，采用铸造工艺得到毛坯，使用车床进行粗加工，车削毛坯至图纸所规定的长度，粗车毛坯的外圆和内孔，其中，粗车毛坯的外圆和端面时采用一刀落的方式，所述一刀落指的是；同一个面用同一把刀沿同一个方向一次性加工出来，避免了接刀痕的产生。若采用铣削方式粗加工毛坯端面，铣削后端面存在接刀痕，平面度为0.02~0.03mm，而采用一刀落的方式粗加工毛坯外圆和端面，不会产生接刀痕，端面平面度也降至0.01mm，保证了毛坯外圆和端面的垂直度，利于后续定位和加工。

S2，热处理，对粗加工后的毛坯进行等温淬火，淬火介质为硝盐，淬火温度为900℃，淬火时间为2h。，然后进行时效处理，时效温度为300℃，时效时间为4h。通过时效处理消除粗加工和等温淬火产生的应力，有效防止了产品加工到最后出现变形的情况。

S3，找正毛坯外圆后采用第一工装压紧毛坯，参见图1至图3，所示第一工装包括第一底座1、第一立柱2和第一压板3，所述第一底座1上环设有向上延伸的第一凸起11，第一凸起11的高度≥砂轮10的高度，保证了砂轮能够将毛坯外圆全部磨通。所述第一凸起11上设有贯穿内壁和外壁的第一缺口12，便于排出冷却液。第一底座1中部垂直固定有第一立柱2，第一立柱2为双头螺杆，底端与第一底座1的安装孔螺纹连接，顶端穿过第一压板3中部的通孔与第一螺母4螺纹连接。

将第一底座1放置于工作台上，利用百分表找正第一凸起11顶端端面平面度在0.01mm以内后压紧固定。将热处理后的毛坯放在第一凸起11上，然后将第一压板3放置在毛坯顶端，找正外圆后拧紧第一螺母4将毛坯压紧，车削外圆。由于毛坯经过了等温淬火，质地较硬，刀具容易产生磨损，若直接进行车削，毛坯外圆会有0.08mm左右的锥度。因此在车削过程中通过设定加工程序进行锥度补偿，车削完成后打百分表检测毛坯外圆圆柱度。当毛坯处于压紧状态时，外圆圆柱度很小，但是松开第一螺母4后再次检测，外圆圆柱度增加了0.03~0.04mm，如果车削外圆后直接精磨外圆到最终尺寸，则毛坯从第一工装取下后外圆圆柱度会增加，加工质量无法得到保证。

因此，在精磨外圆前，先拧松第一螺母4松开第一压板3，让毛坯释放压力恢复到自然状态，释放毛坯在车削外圆时的加工形变和应力。再重新找正毛坯外圆，拧紧第一螺母4将毛坯压紧后精磨外圆。这种加工方式避免了毛坯产生翘曲现象，减小了最终产品的外圆和内孔同心度、圆柱度和母线直线度，提高了加工精度，保证了加工质量。

由于毛坯材料的原因，精磨外圆时同样通过设定加工程序进行锥度补偿，锥度补偿量根据车削后毛坯外圆上、下端外径差值进行确定。

S4，找正毛坯内孔后采用第二工装压紧毛坯，参见图4，所述第二工装包括第二底座5、第二立柱6和第二压板7，所述第二底座5上环设有向上延伸的第二凸起51，第二凸起51的高度≥砂轮10的高度，保证了砂轮能够将毛坯内孔全部磨通。所述第二凸起51上设有贯穿内壁和外壁的第二缺口，便于排出冷却液。第二立柱6为双头螺杆，数量为三根，三根第二立柱6均匀设置在毛坯同心圆圆周上。所述第二立柱6底端与工作台上的安装孔螺纹连接，顶端穿过第二压板7中部的通孔与第二螺母8螺纹连接，第二压板7一端支撑在毛坯顶端边缘，另一端支撑在固定于工作台上的支撑块9上。

将第二底座5放置于工作台上，利用百分表找正第二凸起51顶端端面平面度在0.01mm以内后压紧固定。将S3处理后的毛坯放在第二凸起51上，然后将第二压板7放置在毛坯顶端，利用百分表找正内孔后拧紧第二螺母8将毛坯压紧，车削内孔，同S3一样，车削内孔时需要设定加工程序进行锥度补偿，以减小刀具磨损对内孔锥度的影响。

车削内孔完成后，拧松第二螺母8松开第二压板7，让毛坯释放压力恢复到自然状态，释放毛坯再车削内孔时的加工形变和应力。再重新找正毛坯内孔，拧紧第二螺母8将毛坯压紧后精磨内孔，得到十字头滑套。由于毛坯材料的原因，精磨内孔时同样通过设定加工程序进行锥度补偿，锥度补偿量根据车削后毛坯内孔上、下端孔径差值进行确定。

对得到的十字头滑套进行检测，具体包括：先采用百分表在径向方向打表测量内孔和外圆的同心度，在轴向方向检测外圆母线的直线度及锥度，再对半剖开十字头滑套检测壁厚差，利用壁厚千分尺测量内孔和外圆轴向各处壁厚差。经检测，十字头滑套内孔和外圆的同心度、圆柱度和母线直线度相较于现有加工方法明显减小，壁厚差较小。

采用上述加工方法，在精磨外圆或精磨内孔前，都先车削以去除热处理过程中的表面形变层和氧化层，车削完成后先松开工装释放毛坯加工形变，重新找正外圆或内孔后再精磨毛坯。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种十字头滑套的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S2，热处理；

2.根据权利要求1所述的十字头滑套的加工方法，其特征在于：所述十字头滑套的材质为奥贝球磨铸铁；所述热处理包括等温淬火和时效处理；

所述等温淬火的淬火介质为硝盐，淬火温度为890~930℃，淬火时间为2~2.5h；

所述时效处理的时效温度为280~320℃，时效时间为4~4.5h。

3.根据权利要求1或2所述的十字头滑套的加工方法，其特征在于：所述S3中车削外圆和精磨外圆时通过锥度补偿消除外圆锥度，锥度补偿量根据外圆上、下端外径差值进行确定。

4.根据权利要求1或2所述的十字头滑套的加工方法，其特征在于：所述S4中车削内孔和精磨内孔时通过锥度补偿消除外圆锥度，锥度补偿量根据内孔上、下端孔径差值进行确定。

5.根据权利要求1或2所述的十字头滑套的加工方法，其特征在于：所述第一工装包括第一底座（1）、第一立柱（2）和第一压板（3），所述第一底座（1）上环设有向上延伸的第一凸起（11）；第一立柱（2）垂直固定于第一底座（1）上，顶端穿过第一压板（3）中部的通孔与第一螺母（4）螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的十字头滑套的加工方法，其特征在于：所述第一凸起（11）上设有贯穿内壁和外壁的第一缺口（12）。

7.根据权利要求1或2所述的十字头滑套的加工方法，其特征在于：所述第二工装包括第二底座（5）、第二立柱（6）和第二压板（7），所述第二底座（5）上环设有向上延伸的第二凸起（51）；多根第二立柱（6）垂直固定于第二底座（5）或工作台上，顶端穿过第二压板（7）中部的通孔与第二螺母（8）螺纹连接；第二压板（7）一端支撑在毛坯顶端边缘，另一端支撑在固定于第二底座（5）或工作台上的支撑块（9）上。

8.根据权利要求7所述的十字头滑套的加工方法，其特征在于：所述第二立柱（6）的数量为三个，均匀设置在毛坯同心圆圆周上。

9.根据权利要求7所述的十字头滑套的加工方法，其特征在于：所述第二凸起（51）上设有贯穿内壁和外壁的第二缺口。