CN114536166A - 一种叶片泵转子装夹工装及加工叶片泵转子等分槽的方法 - Google Patents

一种叶片泵转子装夹工装及加工叶片泵转子等分槽的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于机械制造技术领域，具体为一种叶片泵转子装夹工装及加工叶片泵转子等分槽的方法。一种叶片泵转子装夹工装，包括夹箍组件；所述夹箍组件包括第一夹箍和第二夹箍；所述第一、第二夹箍均为中心贯通的套筒结构，第一、第二夹箍侧壁上均开有连通夹箍内外的顶丝孔，顶丝孔均配有顶丝；所述第一、第二夹箍之间通过榫卯结构相互连接。本发明设计装夹定位装置，一次装夹完成所有叶片槽的磨削加工，减少多次装夹造成的累积误差，产品品质提升一个精度级别；优化加工工艺，利用精密设备满足加工精度要求，减少钳工工作量，提高加工效率；确定砂轮参数、磨削参数，满足精度要求的同时，最大限度提高工作效率，实现批量生产。

Description

一种叶片泵转子装夹工装及加工叶片泵转子等分槽的方法
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，涉及高效率加工叶片泵转子等分槽的技术问题，具体为一种叶片泵转子装夹工装及加工叶片泵转子等分槽的方法。
背景技术
叶片泵转子包括两端分别设有台阶轴的叶片泵转子本体，所述叶片泵转子本体的径向方向上设有叶片槽，其特征是，叶片槽均匀的设置在叶片泵转子本体的外圆上，以放射状形成有多个插槽并具有圆盘形状的叶片泵用转子。转子回转时，叶片顶部贴紧在泵壳内表面上，在泵壳、泵盖、转子、叶片、压板、耐磨板之间形成了密封的工作腔，随着转子回转，密封的工作腔容积增大减小，产生吸水和压水过程，转子不停旋转。
鉴于以上特征，转子等分槽精度要求较高，对尺寸要求、平面度、对称度、粗糙度都有较高的要求。对于一些精度要求高的叶片转子，槽宽对称度0.02mm，平行度0.008mm，粗糙度0.2，CBN砂轮一次成型磨削不能保证其较高的精度要求，切砂轮修正。传统的磨削方法是在卧轴矩台平面磨床上（MM7112）完成粗、精磨加工，再有钳工通过手工粗、精研形成最终尺寸以保证其高的精度要求，工艺内容繁琐，加工效率较低。
因此，现需要解决对精度要求高的叶片泵转子槽的高效加工的问题，以满足其较高的精度要求，实现批量生产。
发明内容
本发明为解决对精度要求高的叶片泵转子槽的高效加工的技术问题，以满足其较高的精度要求，提供一种叶片泵转子装夹工装及加工叶片泵转子等分槽的方法。
本发明所述的一种叶片泵转子装夹工装是采用如下技术方案实现的：一种叶片泵转子装夹工装，包括夹箍组件；所述夹箍组件包括第一夹箍和第二夹箍；所述第一、第二夹箍均为中心贯通的套筒结构，第一、第二夹箍侧壁上均开有连通夹箍内外的顶丝孔，顶丝孔均配有顶丝；所述第一、第二夹箍之间通过榫卯结构相互连接。
本发明所述的装夹工装，能够将主轴顶尖和叶片泵转子一端准确定位在一起，且保证叶片泵转子随着主轴顶尖的转动而精准转动，确保了叶片泵转子在粗磨、精磨过程中转动调节的精确度，避免了重复装夹，实现一次装夹完成所有叶片槽的磨削加工，保证了加工精度。
本发明所述的一种加工叶片泵转子等分槽的方法是采用如下技术方案实现的：包括如下工艺：粗加工叶片槽→粗磨叶片槽→精磨叶片槽一侧→精磨叶片槽另一侧→研磨精磨面；磨削加工前，采用叶片泵转子装夹工装将叶片泵转子一次装夹定位，叶片泵转子的一端端面通过尾座顶尖顶紧；第二夹箍套在磨床主轴顶尖外侧并通过顶丝紧固，第一夹箍夹住叶片泵转子的另一端，主轴顶尖顶住叶片泵转子的另一端端面，同时第一、第二夹箍相互连接以实现转矩的传递；粗磨砂轮转速定为：5000转/分，磨削方式采用切磨，单边槽分6次进刀完成，槽宽尺寸控制在3.95，槽深尺寸控制在12.15；精磨砂轮转速定为：7000转/分，磨削方式采用靠磨，分3次进刀完成，每次的吃刀量分别为0.01、0.005、0.005，槽宽尺寸控制在3.99～4mm，留研磨量0.005；其余槽由主轴顶尖侧的数控分度装置旋转一定角度重复上述步骤完成加工。
本发明改进加工转子等分槽的工艺，设计装夹定位装置，改造现有的瓦尔特数控开刃磨床，提高转子叶片槽的加工效率：根据产品结构和精度要求初步确定在瓦尔特数控开刃磨床上加工，该设备主要是刃磨刀具类产品，具有五轴联动功能，通过检测设备：A轴旋转精度可达到0.002度，C轴旋转精度可达到0.002；Z轴进给精度可达到0.001；自动检测工件位置的重复精度可达到0.002；主轴转速≥8000转/分钟，可满足零件的加工。
本发明有益效果：①设计装夹定位装置，一次装夹完成所有叶片槽的磨削加工，减少多次装夹造成的累积误差，产品品质提升一个精度级别；
②优化加工工艺，利用精密设备满足加工精度要求，减少钳工工作量，提高加工效率；
③确定砂轮参数、磨削参数，满足精度要求的同时，最大限度提高工作效率，实现批量生产。
附图说明
图1某产品转子主视结构示意图。
图2 某产品转子侧视结构示意图。
图3装夹工装应用时的结构示意图之一。
图4装夹工装应用时的结构示意图之二。
1-叶片泵转子，2-尾座顶尖，3-主轴，4-主轴顶尖，5-第一夹箍，6-第二夹箍，7-顶丝。
具体实施方式
下面结合实际例子对本发明作进一步阐述。
实施例1
如图3、4所示，一种叶片泵转子装夹工装，包括夹箍组件；所述夹箍组件包括第一夹箍5和第二夹箍6；所述第一、第二夹箍均为中心贯通的套筒结构，第一、第二夹箍侧壁上均开有连通夹箍内外的顶丝孔，顶丝孔均配有顶丝7；所述第一、第二夹箍之间通过榫卯结构相互连接；还包括安装在磨床尾座一端的尾座顶尖。如图4中可见主轴顶尖顶紧叶片泵转子的左端端面，第一夹箍位于叶片泵转子的左端外周，通过顶丝紧固；第二夹箍位于主轴顶尖外周，通过顶丝紧固。
实施例2
如图3所示，第一夹箍5的一端端口开有至少一对开槽方向与夹箍轴向平行的凹槽，第二夹箍6的一端端口沿夹箍轴向延伸有至少一对凸起；所述第一、第二夹箍通过凹槽和凸起相连接。这种结构能够有效传递力矩，且拆卸连接都非常方便快捷。
某产品转子（如图1、2所示），材料为不锈钢0Cr17NiCu4Nb，叶片槽数量为4个，槽宽尺寸4+0.018 0，槽宽对称度0.02mm，平行度0.008mm，粗糙度0.2，角度尺寸90°±3′。
选择加工工艺为：粗加工叶片槽 →粗磨叶片槽→精磨叶片槽一侧→精磨叶片槽另一侧→研磨精磨面。
砂轮参数为：φ90*φ20*3.5，砂轮的材料选择CBN（粗磨0.23）和白刚玉（精磨0.02）两种，根据零件的粗糙度要求砂轮粒度选择：180号。
磨削参数如下：粗磨砂轮转速定为：5000转/分，磨削方式采用切磨，单边槽分6次进刀完成，槽宽尺寸控制在3.95，槽深尺寸控制在12.15。精磨砂轮转速定为：7000转/分，磨削方式采用靠磨，分3次进刀完成（0.01、0.005、0.005），槽宽尺寸控制在3.99～4mm，留研磨量0.005。其余槽由数控分度装置旋转90°重复上述步骤完成加工。
装夹定位装置如图3、4所示。本发明设计了尾座装置，利用瓦尔特数控开刃磨工作台的T形槽，增加专用夹具和带顶尖尾座，实现了一端顶尖装夹，利用机床主轴50刀柄连接方式，自制了一个4号莫氏顶尖，实现了另一端顶尖装夹。工件与设备主轴连接采用联轴器方式设计了夹箍，最终实现了转子零件的装夹。

Claims (8)

1.一种叶片泵转子装夹工装，其特征在于，包括夹箍组件；所述夹箍组件包括第一夹箍和第二夹箍；所述第一、第二夹箍均为中心贯通的套筒结构，第一、第二夹箍侧壁上均开有连通夹箍内外的顶丝孔，顶丝孔均配有顶丝；所述第一、第二夹箍之间通过榫卯结构相互连接。
2.如权利要求1所述的一种叶片泵转子装夹工装，其特征在于，还包括安装在磨床尾座一端的尾座顶尖。
3.如权利要求2所述的一种叶片泵转子装夹工装，其特征在于，所述磨床采用瓦尔特数控开刃磨床。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种叶片泵转子装夹工装，其特征在于，第一夹箍的一端端口开有至少一对开槽方向与夹箍轴向平行的凹槽，第二夹箍的一端端口沿夹箍轴向延伸有至少一对凸起；所述第一、第二夹箍通过凹槽和凸起相连接。
5.一种加工叶片泵转子等分槽的方法，包括如下工艺：粗加工叶片槽→粗磨叶片槽→精磨叶片槽一侧→精磨叶片槽另一侧→研磨精磨面；其特征在于，磨削加工前，采用叶片泵转子装夹工装将叶片泵转子一次装夹定位，叶片泵转子的一端端面通过尾座顶尖顶紧；第二夹箍套在磨床主轴顶尖外侧并通过顶丝紧固，第一夹箍夹住叶片泵转子的另一端，主轴顶尖顶住叶片泵转子的另一端端面，同时第一、第二夹箍相互连接以实现转矩的传递；粗磨砂轮转速定为：5000转/分，磨削方式采用切磨，单边槽分6次进刀完成，槽宽尺寸控制在3.95，槽深尺寸控制在12.15；精磨砂轮转速定为：7000转/分，磨削方式采用靠磨，分3次进刀完成，每次的吃刀量分别为0.01、0.005、0.005，槽宽尺寸控制在3.99～4mm，留研磨量0.005；其余槽由主轴顶尖侧的数控分度装置旋转一定角度重复上述步骤完成加工。
6.如权利要求5所述的一种加工叶片泵转子等分槽的方法，其特征在于，砂轮参数为：φ90*φ20*3.5，砂轮的材料选择CBN和白刚玉两种，其中CBN为粗磨时采用，白刚玉为精磨时采用；根据零件的粗糙度要求砂轮粒度选择：180号。
7.如权利要求5所述的一种加工叶片泵转子等分槽的方法，其特征在于，所述机床为瓦尔特数控开刃磨床上加工。
8.如权利要求5-7任一项所述的一种加工叶片泵转子等分槽的方法，其特征在于，叶片泵转子材料为不锈钢0Cr17NiCu4Nb，叶片槽数量为4个，槽宽尺寸4+0.018 0，槽宽对称度0.02mm，平行度0.008mm，粗糙度0.2，角度尺寸90°±3′。
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Inventor before: Wen Jun

Inventor before: Zhao Huaide

Inventor before: Dong Peng

Inventor before: Yang Yan

Inventor before: Gao Shaoxi