CN112059190A - 基于粉末冶金补油泵转子的制造方法 - Google Patents
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Abstract
基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,首先对转子基体材料成份进行调制,并结合烧结工艺有效降低了软氮化的非定向变形,进而满足寿命、经济性以及制造过程中的精度要求,而后将内外转子配对后同时研磨端面,有效保障产品精度的一致性;采用自设计的柔性紧固无心磨削工装,提高了生产效率,外转子和泵壳的配合即为基孔制,以保证配合精度要求;同时基体材料配合冷挤工艺并进行软氮化,有效提高内外转子接触摆线部分的基体硬度和强度;外转子的基体外圆在软氮化后磨削,在提高硬度及精度的同时保留了粉末冶金致密孔的自润滑特性。
Description
技术领域
本发明涉及转子制造技术领域,尤其涉及一种基于粉末冶金补油泵转子的制造方法。
背景技术
鉴于常规补油泵用内外转子结构特点及精度要求,其大批量生产制造一般采用粉末冶金方式取得,光饰后即可成品使用。但常规转子补油泵工作压力一般低于1.5bar,最高不超过3bar;而应用于柱塞泵伺服变量控制的转子补油泵工作压力长期超过25bar,最高压力为30bar。在高压油的作用下,内转子径向载荷最终通过驱动轴作用在轴承上,外转子的径向载荷通过其外圆作用在补油泵壳体配合内腔侧壁上。内转子与驱动轴无相对运动,但与外转子产生应力接触相对滑动,外转子与壳体侧壁存在应力接触周向滑动;由于内外转子之间存在动态的液压油,具备相对较好的润滑条件,而外转子与壳体侧壁之间为间隙配合,润滑状况较差,为了减小外转子与壳体侧壁之间的接触应力,需控制两者的配合间隙。在实际工作中补油泵内外转子转速变化快,压力冲击大,长期处于额定压力状态,且工况恶劣,内外转子比较容易损坏;加之轴向装配尺寸要求及其他的技术要求,对于内外转子损坏后的实际现场维护只能替换整个补油泵。对现有的内外转子需要提高制造精度、硬度和强度、以及耐磨特性;原有的材料及制造工艺无法满足高精度制造要求,因为其材料热处理变形较大,不适合冷挤精整后再做热处理,而热处理硬度提高后又无法再采用冷挤整形;为了达到技术要求,必须针对特定的热处理工艺重新配比成分,把热处理变形降到最低,让烧结后的基体适合冷挤后热处理。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,具体步骤如下:
1、调制转子材料成份
1.1)调制内转子材料成份
基于补油泵的转速、额定工作压力及工况对材料的要求,选定内转子材料成份质量分数为:C为0.3~0.5%,Ni为0.6~2.0%,Cu为1.0~3.0%,剩余为Fe;
1.2)调制外转子材料成份
外转子材料成份质量分数为:C为0.25~0.5%,Ni为0.6~1.5%,Mo 为0.2~0.4%, Cu为0.6~2%,剩余为Fe;
2、设计转子结构
2.1)设计外转子结构
外转子结构几何要素包括摆线内轮廓、基体外圆、外转子左端面、外转子右端面,设计外转子左端面为外转子端面基准、摆线内轮廓为内轮廓基准,基体外圆直径<100mm,厚度<50mm;
2.2)设计内转子结构
内转子结构几何要素包括摆线外轮廓、内花键轮廓、内转子左端面、内转子右端面;沿内花键轮廓周向均布设置有油槽,设计内转子左端面为内转子端面基准、内花键轮廓为内花键基准,内转子外围最大尺寸<80mm,厚度<50mm;
3、制造转子
3.1)制造外转子
按照步骤2.1)设计的外转子结构,采用步骤1.2)中调制的外转子材料压制外转子毛坯,外转子毛坯在氨基气氛中液相烧结并获得所有组成几何要素,烧结完成气体保护空冷,空冷后低温回火,回火温度不高于250℃,回火时间不超过5小时;摆线内轮廓、基体外圆、外转子左端面和外转子右端面均留有加工余量;对摆线内轮廓采用模具冷挤,对完成分组配对的内外转子端面进行研磨,对基体外圆采用无心磨削,具体步骤如下:
工序X1:以摆线内轮廓和外转子左端面作为装夹定位基准,精车削基体外圆和外转子右端面,以摆线内轮廓和外转子右端面作为装夹定位基准反头精车削外转子左端面,各车削面留有磨削余量;
且在精车削基体外圆和外转子右端面的交接处倒角,反头车削时,外转子左端面和基体外圆保持直角;采用数控机床加工,本道工序获得基体外圆相对左右端面的垂直度≤0.015mm、左右端面之间的平行度≤0.025mm;
工序X2:去除工序X1)中外转子左端面、外转子右端面分别与摆线内轮廓交接处因车削产生的飞边毛刺;
工序X3:以外转子左端面作为支撑端面,并以摆线内轮廓自身作为基准冷挤加工摆线内轮廓;
工序X4:对冷挤加工后的外转子进行软氮化处理,渗层深度≥0.3mm,硬度HR15N(81.3~83.4);
软氮化后的摆线内轮廓相关尺寸会稍有增大,但摆线外轮廓在软氮化后的相关尺寸同样会稍有增大,两者变化方向一致,加之变化量极小,能够保证在软氮化后两者的径向间隙;
工序X5:内外转子配对两端面互为基准研磨;
该道工序中所用分组配对的内转子已完成摆线外轮廓和内花键轮廓的冷挤加工及基体软氮化处理;分组配对的方式,首先,确定内外转子成品置入泵壳容腔内的轴向侧隙要求,其次,对已完成加工的泵体按容腔深度进行尺寸分组,根据分组尺寸的值及侧隙要求计算出内外转子轴向尺寸的加工范围,再次,根据轴向尺寸的加工范围选定内外转子与对应的泵体进行配对,最后,对选定的外转子左端面、外转子右端面和内转子左端面、内转子右端面分别双面互为基准研磨,使得外转子厚度和内转子厚度落在轴向尺寸的范围内;配对研磨保证内外转子厚度的一致性,按分组尺寸多对成组同时研磨,保证产品精度的一致性;另,外转子在研磨前先对与基体外圆形成倒角的右端面进行磨削;本道工序获得平行度≤0.006mm;
工序X6:无心磨削基体外圆
注:外转子的基体外圆和厚度尺寸比较大,不适合无心磨削,为了能够采用无心磨削并提高生产效率,设计对应的无心磨削工装,并将经过工序研磨完成的外转子轴向叠加置于无心磨削工装上;
无心磨削工装包括导向筒、拉杆、紧固端盖、拉紧端盖、弹簧及用以拉紧紧固端盖与拉紧端盖的紧固件,外转子轴向叠加置于导向筒上,导向筒上设置有用于和摆线内轮廓小圆支撑配合的外圆、用于轴向限位的环形端面、用于与拉紧端盖配合限位的内孔及端面、用于与紧固端盖配合限位的内孔;导向筒一端设置有拉紧端盖,导向筒另一端设置有紧固端盖,拉杆同时贯穿紧固端盖、拉紧端盖并与紧固端盖、拉紧端盖间隙配合,在位于拉紧端盖端的拉杆上设置有外六角,挡圈套装于拉杆上且贴合接触外六角限位,弹簧套装于拉杆上且位于拉紧端盖与挡圈之间;在位于紧固端盖端的拉杆上设置有外螺纹,紧固件旋转设置于拉杆上用于拉紧紧固端盖和拉紧端盖,紧固件与紧固端盖接触侧设置有球面,紧固端盖与紧固件接触部位设置有圆弧,球面和圆弧接触;拉紧后弹簧处于压缩张紧状态,张紧力大小根据需要旋转紧固件调整;整个工装处于柔性紧固状态,无心磨削时可在导轮作用下自找正磨削,避免硬紧固的卡滞;
工序X7:对工序X6)中无心磨削后的外转子基体边缘去除飞边毛刺,对基体去除剩磁,在防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用;
3.2)制造内转子
按照步骤2.2)设计的内转子结构,采用步骤1.1)中调制的内转子材料压制内转子毛坯,内转子毛坯在氨基气氛中液相烧结并获得所有组成几何要素,烧结完成后气体保护空冷,空冷后低温回火,回火温度不高于250℃,回火时间不超过5小时,内转子毛坯的摆线外轮廓、内花键轮廓、内转子左端面和内转子右端面均留有加工余量;对摆线外轮廓和内花键轮廓采用复合模具冷挤,对完成配对的内外转子端面进行研磨,具体步骤如下:
工序Y1:以内花键轮廓周向设置的油槽和内转子左端面作为装夹定位基准,精车削内转子右端面,以内花键轮廓周向设置的油槽和内转子右端面作为装夹定位基准反头精车削内转子左端面,各车削端面留有磨削余量;采用设备及获得精度要求同外转子;
工序Y2:去除工序Y1)中内转子左端面、内转子右端面分别与摆线外轮廓、内花键轮廓交接处因车削产生的飞边毛刺;
工序Y3:以内转子左端面作为支撑端面,并以内花键轮廓自身作为基准加工内花键轮廓;以内转子右端面和内花键轮廓作为支撑定位基准,冷挤加工摆线外轮廓;
内转子冷挤加工摆线外轮廓模具的设计制作如外转子中所述,冷挤加工内花键轮廓的模具相关尺寸制作为上极限尺寸,模具磨损超出下偏差时,可不予报废,只需改变驱动轴的配对外花键相关尺寸要求即可;模具自身精度等级要求不低于5级,装配垂直度要求≤0.008mm,复合模径向跳动量≤0.015mm;本道工序获得跳动量≤0.023mm;
工序Y4:对冷挤加工后的外转子进行软氮化处理,渗层深度≥0.2mm,硬度HR15N(75.1~77.4);
工序Y5:对内外转子进行分组配对,配对后对两端面进行互为基准研磨;
工序Y6:对工序Y5)中已完成研磨的内转子基体边缘去除飞边毛刺,对基体去除剩磁,在防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用。
在本发明中,工序Y1)中精车削端面获得的内转子左、右端面之间的平行度与工序X1)中精车削端面获得的外转子左、右端面之间的平行度相同;工序Y5)中分组配对的方式与工序X5)中分组配对的方式相同;工序Y6)中的分组尺寸和工序X7)中的分组尺寸相对应。
在本发明中,拉紧端盖外圆与导向筒内孔为短销式限位,且拉紧端盖的环形端面与导向筒外端面贴合限位;紧固端盖外圆与导向筒内孔为短销式限位,同时紧固端盖的环形端面仅与最后叠加外转子的外端面贴合限位,不与导向筒的另一外端面接触。
有益效果:本发明对转子基体材料成份进行调制,并结合烧结工艺有效降低了软氮化的非定向变形,进而满足寿命、经济性以及制造过程中的精度要求,而后将内外转子配对后同时研磨端面,有效保障产品精度的一致性;采用自设计的柔性紧固无心磨削工装,提高了生产效率,外转子和泵壳的配合即为基孔制,以保证配合精度要求;同时改性后的基体材料配合冷挤工艺并进行软氮化,有效提高内外转子接触摆线部分的基体硬度和强度;外转子的基体外圆在软氮化后磨削,在提高硬度及精度的同时保留了粉末冶金致密孔的自润滑特性。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例中的外转子结构示意图。
图2为本发明的较佳实施例中的外转子侧视图。
图3为本发明的较佳实施例中的内转子结构示意图。
图4为本发明的较佳实施例中的内转子侧视图。
图5为本发明的较佳实施例中的无心磨削工装结构示意图。
图6为本发明的较佳实施例中的转子制造流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,具体步骤如下:
1、调制转子材料成份
1.1)调制内转子材料成份
基于补油泵的转速、额定工作压力及工况对材料的要求,内转子材料成份质量分数为:C为0.3~0.5%,Ni为0.6~2.0%,Cu为1.0~3.0%,剩余为Fe;
1.2)调制外转子材料成份
外转子材料成份质量分数为:C为0.25~0.5%,Ni为0.6~1.5%,Mo 为0.2~0.4%, Cu为0.6~2%,剩余为Fe;
2、设计转子结构
2.1)设计外转子结构
外转子结构如图1、2所示,包括几何要素:摆线内轮廓N、基体外圆d、外转子左端面e 1、外转子右端面e 2,设计外转子左端面e 1为外转子端面基准A、摆线内轮廓N为内轮廓基准B,基体外圆d直径<100mm,厚度<50mm;
2.2)设计内转子结构
内转子结构如图3、4所示,包括几何要素:摆线外轮廓W、内花键轮廓S、内转子左端面e 3、内转子右端面e 4;沿内花键轮廓S周向均布设置有油槽,设计内转子左端面e 3为内转子端面基准C、内花键轮廓S为内花键基准D,内转子外围最大尺寸<80mm,厚度<50mm;
3、制造转子
3.1)外转子制造
按照步骤2.1)设计的外转子结构压制外转子毛坯,外转子毛坯在氨基气氛中液相烧结并获得所有组成几何要素,烧结完成后气体保护空冷,空冷后低温回火,回火温度180~200℃,回火时间2~3小时;外转子毛坯的摆线内轮廓N、基体外圆d、外转子左端面e 1和外转子右端面e 2均留有加工余量;对基体外圆d最后精加工采用无心磨削,对摆线内轮廓N采用模具冷挤,将内外转子配对的两端面互为基准进行研磨,具体步骤如下:
工序X1:以摆线内轮廓N和外转子左端面e 1作为装夹定位基准,精车削基体外圆d和外转子右端面e 2,以摆线内轮廓N和外转子右端面e 2作为装夹定位基准反头精车削外转子左端面e 1,各车削面留有磨削余量;
且在精车削基体外圆d和外转子右端面e 2的交接处倒角,反头车削时,外转子左端面e 1和基体外圆d保持直角;采用数控机床加工,本道工序获得基体外圆相对左右端面的垂直度≤0.015mm、左右端面之间的平行度≤0.025mm;
工序X2:去除工序X1)中外转子左端面e 1、外转子右端面e 2分别与摆线内轮廓N交接处因车削产生的飞边毛刺;
工序X3:以外转子左端面e 1作为支撑端面,并以摆线内轮廓自身作为基准冷挤加工摆线内轮廓;
同时内外转子装配时的径向间隙值要求为0.08~0.13mm,冷挤模具外围制作尺寸为摆线内轮廓N的上极限尺寸值,随着摆线内轮廓N用模具的磨损,摆线内轮廓N的尺寸值逐渐减小;而摆线外轮廓W用冷挤模具制作尺寸为摆线外轮廓W的下极限尺寸值,随着摆线外轮廓W用模具的磨损,摆线外轮廓W的尺寸值逐渐增大;受配合间隙限制,两者的可磨损公差值仅为0.05mm,鉴于模具材料价格昂贵且制作难度较大,配对模具达到使用极限后,可不予报废,再分别制作配对模具,继续使用;模具自身精度等级要求不低于5级,装配垂直度要求≤0.008mm;本道工序获得垂直度≤0.012mm、跳动量≤0.015mm;
工序X4:对冷挤加工后的外转子进行软氮化处理,渗层深度≥0.3mm,硬度HR15N(81.3~83.4);
软氮化后的摆线内轮廓N相关尺寸会稍有增大,但摆线外轮廓W在软氮化后的相关尺寸同样会稍有增大,两者变化方向一致,加之变化量极小,能够保证在软氮化后两者的径向间隙;
工序X5:对内外转子进行分组配对,配对后对两端面进行互为基准研磨;
注:该道工序中所用配对的内转子已完成摆线外轮廓W和内花键轮廓S的冷挤加工及基体软氮化处理;分组配对的方式,首先,确定内外转子成品置入泵壳容腔内的轴向侧隙要求为0.04~0.05mm,其次,对已完成加工的泵体按容腔深度进行尺寸分组,根据分组尺寸的值及侧隙要求计算出内外转子轴向尺寸的加工范围,再次,根据轴向尺寸的加工范围选定内外转子与对应的泵体进行配对,最后,对选定的外转子左端面、外转子右端面和内转子左端面、内转子右端面分别双面互为基准研磨,使得外转子厚度和内转子厚度落在轴向尺寸的范围内;配对研磨保证内外转子厚度的一致性,按分组尺寸多对成组同时研磨,保证产品精度的一致性;另,外转子研磨前应先磨削外转子右端面e 2,即先磨削与基体外圆d倒角的一面;本道工序获得内外转子左右端面之间的平行度≤0.006mm;
工序X6:无心磨削基体外圆
注:外转子的基体外圆d和厚度h 1尺寸比较大,不适合无心磨削,为了能够采用无心磨削并提高生产效率,设计对应的无心磨削工装,并将经过工序X5研磨完成的外转子轴向叠加置于无心磨削工装上;
无心磨削工装如图5所示,导向筒2上设置的几何要素有:(一)、用于和摆线内轮廓N小圆支撑配合的外圆,(二)、用于轴向限位的环形端面, (三)、用于和拉紧端盖6配合限位的内孔及端面, (四)、用于和紧固端盖5配合限位的内孔;制作该导向筒2时保证各几何要素自身及相互之间的形位精度,拉紧端盖6外圆与导向筒2内孔为短销式限位,且拉紧端盖6的环形端面与导向筒2外端面贴合限位;紧固端盖5外圆与导向筒2内孔为短销式限位,同时紧固端盖5的环形端面仅与最后叠加外转子1的外端面贴合限位,不与导向筒2的另一外端面接触,拉杆3同时贯穿紧固端盖5、拉紧端盖6并与之间隙配合,并在位于拉紧端盖6端的拉杆3上设置有外六角,挡圈8套装于拉杆3上且贴合接触外六角限位,弹簧7套装于拉杆3上且位于拉紧端盖6与挡圈8之间;在位于紧固端盖5端的拉杆3上设置有外螺纹,紧固螺母4旋转设置于拉杆3上用于拉紧紧固端盖5和拉紧端盖6,紧固螺母4与紧固端盖5接触侧设置有球面,紧固端盖5与紧固螺母4接触部位设置有圆弧,球面和圆弧接触;拉紧后弹簧7处于压缩张紧状态,张紧力大小根据需要旋转紧固螺母4调整;整个工装处于柔性紧固状态,无心磨削时可在导轮作用下自找正磨削,避免硬紧固的卡滞;
工序X7:对工序X6)中无心磨削后的外转子基体边缘去除飞边毛刺,对基体去除剩磁,在防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用;
3.2)内转子制造
按照步骤2.2)设计的内转子结构压制内转子毛坯,内转子毛坯在氨基气氛中液相烧结并获得所有组成几何要素,烧结完成后气体保护空冷,空冷后低温回火,回火温度200~230℃,回火时间3~5小时,内转子毛坯的摆线外轮廓W、内花键轮廓S、内转子左端面e 3和内转子右端面e 4均留有加工余量;对摆线外轮廓W和内花键轮廓S采用复合模具冷挤,对完成配对的内外转子端面进行研磨,具体步骤如下:
工序Y1:以内花键轮廓S上周向设置的油槽和内转子左端面e 3作为定位装夹基准,精车削内转子右端面e 4,以内花键轮廓S上周向设置的油槽和内转子右端面e 4作为定位装夹基准反头精车削内转子左端面e 3,各车削端面留有磨削余量;采用设备及获得精度要求同外转子;
工序Y2:去除工序Y1)中内转子左端面e 3、内转子右端面e 4分别与摆线外轮廓W、内花键轮廓S交接处因车削产生的飞边毛刺;
工序Y3:以内转子左端面e 3作为支撑端面,并以内花键轮廓S自身作为基准冷挤加工内花键轮廓S;以内转子右端面e 4和内花键轮廓S作为支撑定位基准,冷挤加工摆线外轮廓W;
内转子冷挤加工摆线外轮廓W模具的设计制作如外转子中所述,冷挤加工内花键轮廓S的模具相关尺寸制作为上极限尺寸,模具磨损超出下偏差时,可不予报废,只需改变驱动轴的配对外花键相关尺寸要求即可;模具自身精度等级要求不低于5级,装配垂直度要求≤0.008mm,复合模径向跳动量≤0.015mm;本道工序获得跳动量≤0.023mm;
工序Y4:对冷挤加工后的外转子进行软氮化处理,渗层深度≥0.2mm,硬度HR15N(75.1~77.4);
工序Y5:对内外转子进行分组配对,配对后对两端面进行互为基准研磨;
工序Y6:对工序Y5)中已完成研磨的内转子基体边缘去除飞边毛刺,对基体去除剩磁,在防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用。
在本实施例中,工序Y1)中精车削端面获得的内转子左、右端面之间的平行度与工序X1)中精车削端面获得的外转子左、右端面之间的平行度相同;工序Y5)中分组配对的方式与工序X5)中分组配对的方式相同;工序Y6)中的分组尺寸和工序X7)中的分组尺寸一一对应。
在本实施例中,内转子所处的工况润滑情况比较好,结合其最高工作压力对材料强度的要求,并考虑到经济性,选用该材料采用后续的制造工艺可以满足使用寿命的要求,调整铜、镍、碳的含量,主要考虑对烧结效果的影响,后续采用冷挤工艺,若铜含量趋近于零则影响较大,约束下限值为获得较好的烧结效果,对镍含量的上限收缩用以补偿外转子对镍含量的增加,获得整体上的经济性;汽车对零部件有着较高的标准要求,但汽车上的机油泵转子并不适合用于闭式液压系统的补油泵,两者的工况和用途有较大差异,故对补油泵转子根据自身实际情况进行材料成份的改性,以满足寿命、经济性以及制造过程中的精度要求;补油泵用于闭式液压系统,装在工程设备上,并不用于汽车上;铁钼的含量在合金制取时可调配组份,因后续工艺在冷挤后采用软氮化,钼含量对变形的影响比较突出,过高的钼含量会增大热处理的变形,为了获得一定的渗层残余应力,同时将热处理变形降至最低,0.2~0.4%的钼含量为最佳选择。
Claims (9)
1.基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,其特征在于,具体步骤如下:
1、调制转子材料成份
1.1)调制内转子材料成份
内转子材料成份的质量分数为:C为0.3~0.5%,Ni为0.6~2.0%,Cu为1.0~3.0%,剩余为Fe;
1.2)调制外转子材料成份
外转子材料成份的质量分数为:C为0.25~0.5%,Ni为0.6~1.5%,Mo 为0.2~0.4%, Cu为0.6~2%,剩余为Fe;
2、设计转子结构
2.1)设计外转子结构
外转子结构几何要素包括摆线内轮廓、基体外圆、外转子左端面、外转子右端面;
2.2)设计内转子结构
内转子结构几何要素包括摆线外轮廓、内花键轮廓、内转子左端面、内转子右端面;
3、制造转子
3.1)制造外转子
按照步骤2.1)设计的外转子结构,采用步骤1.2)中调制的外转子材料压制外转子毛坯;对外转子毛坯进行氨基气氛液相烧结,烧结后气体保护空冷,空冷后低温回火;对摆线内轮廓采用模具冷挤,对完成分组配对的内外转子端面进行研磨,对基体外圆采用无心磨削;
3.2)制造内转子
按照步骤2.2)设计的内转子结构压制内转子毛坯,采用步骤1.1)中调制的内转子材料压制内转子毛坯;对内转子毛坯进行氨基气氛液相烧结,烧结后气体保护空冷,空冷后低温回火;对摆线外轮廓和内花键轮廓采用复合模具冷挤,对完成分组配对的内外转子端面进行研磨。
2.根据权利要求1所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,其特征在于,沿内花键轮廓周向设置有油槽。
3.根据权利要求1所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,其特征在于,步骤3)中,制造外转子的具体步骤如下:
工序X1:以摆线内轮廓和外转子左端面作为装夹定位基准,精车削基体外圆和外转子右端面,以摆线内轮廓和外转子右端面作为装夹定位基准反头精车削外转子左端面,各车削面留有磨削余量;
工序X2:去除工序X1)中外转子左端面、外转子右端面分别与摆线内轮廓交接处产生的飞边毛刺;
工序X3:以外转子左端面作为支撑端面,并以摆线内轮廓自身作为基准冷挤加工摆线内轮廓;
工序X4:对冷挤加工后的外转子进行软氮化处理;
工序X5:对内外转子进行分组配对,配对后对两端面进行互为基准研磨;
工序X6:采用无心磨削工装进行无心磨削基体外圆;
工序X7:对工序X6)中无心磨削后的外转子基体边缘去除飞边毛刺,对基体去除剩磁,在防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用。
4.根据权利要求3所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,其特征在于,工序X1)中,在精车削基体外圆和外转子右端面的交接处倒角,反头车削时,外转子左端面和基体外圆保持直角。
5.根据权利要求1或3所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,其特征在于,所用分组配对的内转子已完成摆线外轮廓和内花键轮廓的冷挤加工及基体软氮化处理;分组配对的具体方式,首先,确定内外转子成品置入泵壳容腔内的轴向侧隙要求,其次,对已完成加工的泵体按容腔深度进行尺寸分组,根据分组尺寸的值及侧隙要求计算出内外转子轴向尺寸的加工范围,再次,根据轴向尺寸的加工范围选定内外转子与对应的泵体进行配对,最后,对选定的外转子左端面、外转子右端面和内转子左端面、内转子右端面分别双面互为基准研磨,使得外转子厚度和内转子厚度落在轴向尺寸的范围内;另,外转子在研磨前先对与基体外圆形成倒角的右端面进行磨削。
6.根据权利要求3所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,其特征在于,工序X6)中,无心磨削工装包括导向筒、拉杆、紧固端盖、拉紧端盖、弹簧及用以拉紧紧固端盖与拉紧端盖的紧固件,外转子轴向叠加置于导向筒上,导向筒上设置有用于和摆线内轮廓小圆支撑配合的外圆、用于轴向限位的环形端面、用于与拉紧端盖配合限位的内孔及端面、用于与紧固端盖配合限位的内孔;导向筒一端设置有拉紧端盖,导向筒另一端设置有紧固端盖,拉杆同时贯穿紧固端盖、拉紧端盖并与紧固端盖、拉紧端盖间隙配合,在位于拉紧端盖端的拉杆上设置有外六角,挡圈套装于拉杆上且贴合接触外六角限位,弹簧套装于拉杆上且位于拉紧端盖与挡圈之间;在位于紧固端盖端的拉杆上设置有外螺纹,紧固件旋转设置于拉杆上用于拉紧紧固端盖和拉紧端盖;在紧固件与紧固端盖接触侧设置有球面,紧固端盖与紧固件接触部位设置有圆弧,球面和圆弧接触。
7.根据权利要求1所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,其特征在于,步骤3)中,制造内转子具体步骤如下:
工序Y1:以内花键轮廓周向设置的油槽和内转子左端面作为装夹定位基准,精车削内转子右端面,以内花键轮廓周向设置的油槽和内转子右端面作为装夹定位基准反头精车削内转子左端面,各车削端面留有磨削余量;
工序Y2:去除工序Y1)中内转子左端面、内转子右端面分别与摆线外轮廓、内花键轮廓交接处产生的飞边毛刺;
工序Y3:以内转子左端面作为支撑端面,并以内花键轮廓自身作为基准加工内花键轮廓;以内转子右端面和内花键轮廓作为支撑定位基准,冷挤加工摆线外轮廓;
工序Y4:对冷挤加工后的内转子进行软氮化处理;
工序Y5:对内外转子进行分组配对,配对后对两端面进行互为基准研磨;
工序Y6:对工序Y5)中已完成研磨的内转子基体边缘去除飞边毛刺,对基体去除剩磁,在防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用。
8.根据权利要求1所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,其特征在于,步骤3)中,外转子毛坯的摆线内轮廓、基体外圆、外转子左端面和外转子右端面均留有加工余量,内转子毛坯的摆线外轮廓、内花键轮廓、内转子左端面和内转子右端面均留有加工余量。
9.根据权利要求1所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法,其特征在于,步骤3)中,内外转子的回火温度不高于250℃,回火时间不超过5小时。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07185949A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Yanagawa Seiko Kk | バレル研摩工作物およびその製造方法 |
CN1631583A (zh) * | 2004-12-24 | 2005-06-29 | 上海汽车股份有限公司 | 机油泵内外转子的粉末冶金制造方法 |
CN101439408A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-05-27 | 山西东睦华晟粉末冶金有限公司 | 柴油发动机输油泵用粉末冶金转子的制造方法 |
CN102211189A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 张晓忠 | 一种采用软氮化方式的冶金转子制造方法 |
CN103192071A (zh) * | 2013-04-23 | 2013-07-10 | 南京浩德粉末冶金有限公司 | 液压补油泵内外转子粉末冶金配方及制造方法 |
CN203253780U (zh) * | 2013-05-28 | 2013-10-30 | 宁波市镇海金雳机械制造有限公司 | 内齿齿轮圈整形工具 |
CN203266295U (zh) * | 2013-04-23 | 2013-11-06 | 南京浩德粉末冶金有限公司 | 一种新型摆线转子外圆磨削工装 |
CN106111977A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 合肥波林新材料股份有限公司 | 一种机油泵转子制造方法 |
-
2020
- 2020-09-02 CN CN202010909997.8A patent/CN112059190A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07185949A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Yanagawa Seiko Kk | バレル研摩工作物およびその製造方法 |
CN1631583A (zh) * | 2004-12-24 | 2005-06-29 | 上海汽车股份有限公司 | 机油泵内外转子的粉末冶金制造方法 |
CN101439408A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-05-27 | 山西东睦华晟粉末冶金有限公司 | 柴油发动机输油泵用粉末冶金转子的制造方法 |
CN102211189A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 张晓忠 | 一种采用软氮化方式的冶金转子制造方法 |
CN103192071A (zh) * | 2013-04-23 | 2013-07-10 | 南京浩德粉末冶金有限公司 | 液压补油泵内外转子粉末冶金配方及制造方法 |
CN203266295U (zh) * | 2013-04-23 | 2013-11-06 | 南京浩德粉末冶金有限公司 | 一种新型摆线转子外圆磨削工装 |
CN203253780U (zh) * | 2013-05-28 | 2013-10-30 | 宁波市镇海金雳机械制造有限公司 | 内齿齿轮圈整形工具 |
CN106111977A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 合肥波林新材料股份有限公司 | 一种机油泵转子制造方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
于文强 等: "《工程材料与热成形技术》", 31 August 2020, 机械工业出版社 * |
罗正斌 等: "《模具制造技术》", 31 August 2008, 湖南大学出版社 * |
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