一种花兰及其加工工艺的制作方法

本发明涉及一种柱塞泵领域，特别涉及一种花兰及其加工工艺。

背景技术：

柱塞泵是液压系统的一个重要机构，其具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。

如授权公告号为CN203584790U的中国专利公开了一种柱塞结构，其包括柱塞、柱塞套，柱塞与柱塞套滑配合，柱塞套被泵的第一部分压紧安装在泵的第二部分上，第二部分用于安装柱塞套的表面设有径向槽，所述的柱塞套向下延伸出一下部，该下部与径向槽紧配合。

柱塞泵主要依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压放油；在此过程中油的止回是由设置在进油口和出油口的花兰和阀片来实现，传统的花兰结构如图1示，一般为冲压件，由3个支脚和顶盖组成，阀片与支脚的内壁滑移连接；但由于受冲压工艺的限制其只能选用硬度相对较低材料，如08F,在冲压完成之后一般需要对其进行渗碳处理，做了渗碳处理之后表面硬度虽然达标，但其内部软表面硬，相对来说结构强度不够高，使用寿命较低。

技术实现要素：

本发明的目一在于提供一种花兰，其解决了冲压花兰结构强度不高、使用寿命较低的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种花兰，包括顶盖和6个绕顶盖中心均匀设置的支脚，所述顶盖上设置有通油孔，所述支脚的端部设置有连接所有支脚的凸环。

采用上述结构，相对于现有的3个支脚的冲压花兰，6个支脚的花兰对阀片的定心效果更好，更好的阻止阀片在花兰内滑移的过程中产生晃动或撞击，并且6个支脚的花兰以凸环将支脚连为一体，使得成为受力整体，结构强度更高，避免单个支脚由于集中受力而较快的产生弯曲；同时环状的连成一体之后，极大的提升了支脚承受径向作用力的能力，使得更容易、也更稳定的通过过盈等方式固定在柱塞结构的进油孔或出油孔内。

进一步优选为：所述支脚的内壁围成的内圆与凸环的外圆同心。

采用上述结构，凸环的外圆是与柱塞的进油孔或出油孔配合的主要部位，凸环和支脚的内壁同心很好的保证了装配在柱塞结构上的阀片和进出油口的同轴度，从而避免了阀片因为受力不均而产生偏转转矩，也减少了花兰和阀片之间的磨损，有效的增加了花兰和阀片的使用寿命。

进一步优选为：所述花兰以60Si2Mn为材料。

采用上述结构，60Si2Mn经适当的热处理之后，其硬度、强度、冲击韧性可以取得良好的匹配，很好的符合花兰的性能需求。

本发明的目二在于提供一种花兰的加工工艺。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种花兰的加工工艺，包括以下步骤：

S1，备棒料，按零件尺寸在径向上留3-5mm的余量，通过锯床割下部分作为毛坯料的棒料进行材料检测；

S2，通过锯床按每批次的下料个数割出对应长度的前一工序的棒料；

S3，通过车床A对前一工序的棒料的外圆进行修整，按零件尺寸在径向上留1-3mm的余量，测量、按不同余量区间进行分批；

S4，将经过S3分批后的不同批次的坯料送至对应参数设定数控车床B，按图纸要求精车外形至尺寸要求，成形过程为自顶盖至凸环，并在车完凸环后继续往后车3-5mm；

S5，在S4的装夹基础上，打中心孔至尺寸要求；

S6，在S5的装夹基础上，用割刀将工件按尺寸割断，测量、按不同尺寸偏差区间进行分批；

S7，将经过S3分批后的不同批次的坯料送至对应参数设定数控车床C，通过车床C装夹支脚部位，并以凸环朝向顶盖的表面为轴向定位，精车轴向端面至尺寸，精车花兰的内部凹孔至图纸要求，完成后进行尺寸检测，检测不合格率超标时隔离检测坯料并重新调整车床C；

S8，将经过S7后符合要求的坯料送入加工中心以工装快速装夹坯料，坯料按图纸要求铣出花兰支脚的缺口，完成后进行尺寸检测，检测不合格率超标时隔离检测坯料并重新调整加工中心；

S9，将经过S8后符合要求的坯料送入滚光机中滚光进行去毛刺处理；

S10，将经过S9处理后的工件进行，淬火热处理。

采用上述方法，可以制备得到本发明提供的花兰，相对现有的冲压工艺可以选用硬度更高的材料进行加工，如60Si2Mn,成型后结构强度更高，并且在加工过程中，S4、S5、S6采用一次性装夹，S7采用工件本身的结构快速装夹定位，S8采用工装快速装夹定位，以上方式都大大节约加工的所需的准备时间，提高了加工效率；并且在此过程中，凸环外圆与支脚外圆为一刀成型，同轴度较好，而后装夹支脚部位的外圆并以凸环的轴向表面为轴向定位加工花兰的内孔，极好的保证了花兰的内孔，也就是支脚的内壁和凸环的外圆的同轴度。

进一步优选为：所述步骤S3中的检测工具为游标卡尺；所述步骤S4、S6、S7以及S8中的检测工具为千分尺。

采用上述方法，S3中的精度要求较低，以游标卡尺测量效率更高，S4、S6、S7、S8中相对精度要求较高。

进一步优选为：所述步骤S2中以10个为一个批次，对应棒料的长度为每个花兰的厚度加上4-6mm的轴向加工余量的总和。

采用上述方法，棒料在运输和储存的过程中一般会发生一定程度的形变，若直接出花兰毛坯而后逐个加工，其外圆定位将会较差，并且逐个加工的装夹将会花费很多时间，以多个唯一批同一修正外圆则可以很好的克服这个问题，并且由于花兰的厚度较小根据实际加工所需和原材料的长度限制可以选择10-50个为一批，以花兰的直径，割刀一般选择宽度为2mm，4-6mm的余量是为割断和光端面所留。

进一步优选为：所述步骤S3中的坯料以1-2mm的余量以及2-3mm的余量进行分批。

采用上述方法，分批处理可以省去因为余量差异选用同一套加工程序所花费的走空刀的时间，在大批量生产的情况下可以节约大量的加工时间，提供加工效率。

进一步优选为：所述步骤S4中的余量为2-3mm的毛坯比余量为1-2mm的毛坯多1-2个走到步骤。

进一步优选为：所述步骤S7中不同批次的坯料采用不同的走刀轨迹。

进一步优选为：所述步骤S9中的热处理步骤为860℃-870℃热淬油，然后复加热至770℃-780℃，保温5min，以39-41℃／h的冷速冷却至675℃-685℃，保温30min，炉冷至550℃后空冷，而后以275℃-285℃回火处理。

采用上述方法，花兰的硬度约为58HRC，冲击韧度约为360J/cm²，抗击轻度约为4950MPa，抗弯曲强度约为3650MPa；60Si2Mn的过热敏感性较强，晶粒易于粗大，所以淬火温度不宜过高，一般以油淬温度860-870℃较为合适。

进一步优选为：所述步骤S8中工装包括柱状底座、与凸环内圆配合的芯台以及包围在凸环外圆表面的包环，所述基座上设置有多个包环与芯台的组合，所述包环上设置有与其螺纹连接并以端部压紧在凸环压紧件；。

采用上述方法，以工装芯台对花兰进行快速定心，而后旋转压紧对凸环进行固定，实现花兰批量的快速装夹，有效的提高生产效率，并且减少了装夹误差，减少废品率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、定心效果更好，更好的阻止阀片在花兰内滑移的过程中产生晃动或撞击；

2、支脚连为受力整体，结构强度更高；

3、相对现有的冲压工艺可以选用硬度更高的材料进行加工，如60Si2Mn,成型后结构强度更高；

4、生产效率高、成品率高，同轴度好。

附图说明

图1是实施例一的现有的花兰的整体结构图；

图2是实施例一的整体结构图；

图3是实施例一的仰视的整体结构图；

图4是实施例一的工装的整体结构图；

图5是实施例一的图4在A处的局部放大图。

图中，1、花兰；2、底座；11、顶盖；12、支脚；13、凸环；14、通油孔；21、包环；22、芯台；23、压紧件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种花兰，如图2和3所示，包括顶盖11和六个绕顶盖11中心均匀设置的支脚12，所述顶盖11上设置有通油孔14，所述支脚12的端部设置有连接所有支脚12的凸环13，且所述支脚12的内壁围成的内圆与凸环13的外圆同心，花兰1的材料为60Si2Mn。

相对于现有的三个支脚12的冲压花兰1，六个支脚12的花兰1对阀片的定心效果更好，并且也更容易获得更好的同轴度，从而避免了阀片因为受力不均而产生偏转，也减少了花兰1和阀片之间的磨损，有效的增加了花兰1和阀片的使用寿命，并且六个支脚12的花兰1以凸环13将支脚12连为一体，使得成为受力整体，结构强度更高，避免单个支脚12由于集中受力而较快的产生弯曲；同时环状的连成一体之后，极大的提升了支脚12承受径向作用力的能力，使得更容易、也更稳定的通过过盈等方式固定在柱塞结构的进油孔或出油孔内。

一种花兰的加工工艺，如图2和3所示，包括以下步骤：

S1，备棒料，按零件尺寸在径向上留3-5mm的余量，通过锯床割下部分作为毛坯料的棒料进行材料检测；

S2，通过锯床按每批次的下料个数割出对应长度的前一工序的棒料，一般以10-50个为一个批次，对应棒料的长度为每个花兰1的厚度加上4-6mm的轴向加工余量的总和；

S3，通过车床A对前一工序的棒料的外圆进行修整，按零件尺寸在径向上留1-3mm的余量，测量、按不同余量区间进行分批，一般坯料以1-2mm的余量以及2-3mm的余量进行分批；

S4，将经过S3分批后的不同批次的坯料送至对应参数设定数控车床B，按图纸要求精车外形至尺寸要求，成形过程为自顶盖11至凸环13，并在车完凸环13后继续往后车3-5mm；

一般在程序设定的时候，余量为2-3mm的毛坯比余量为1-2mm的毛坯多1-2个走到步骤，以减少空走刀；

S5，在S4的装夹基础上，打中心孔至尺寸要求；

S6，在S5的装夹基础上，用割刀将工件按尺寸割断，测量、按不同尺寸偏差区间进行分批；

S7，将经过S3分批后的不同批次的坯料送至对应参数设定数控车床C，通过车床C装夹支脚12部位，并以凸环13朝向顶盖11的表面为轴向定位，精车轴向端面至尺寸，精车花兰1的内部凹孔至图纸要求，完成后进行尺寸检测，检测不合格率超标时隔离检测坯料并重新调整车床C；

S8，将经过S7后符合要求的坯料送入加工中心以工装快速装夹坯料，坯料按图纸要求铣出花兰1支脚12的缺口，完成后进行尺寸检测，检测不合格率超标时隔离检测坯料并重新调整加工中心；

参照图4和图5，工装包括柱状底座2、与凸环13内圆配合的芯台22以及包围在凸环13外圆表面的包环21，所述基座上设置有多个包环21与芯台22的组合，所述包环21上设置有与其螺纹连接并以端部压紧在凸环13压紧件23；以工装芯台22对花兰1进行快速定心，而后旋转压紧对凸环13进行固定；

S9，将经过S8后符合要求的坯料送入滚光机中滚光进行去毛刺处理；

S10，将经过S9处理后的工件进行，淬火、回火热处理；热处理步骤为860℃-870℃热淬油，然后复加热至770℃-780℃，保温5min，以39-41℃／h的冷速冷却至675℃-685℃，保温30min，炉冷至550℃后空冷，而后以275℃-285℃回火处理。

热处理之后花兰1的硬度约为58HRC，冲击韧度约为360J/cm2，抗击轻度约为4950MPa，抗弯曲强度约为3650MPa。

另外，步骤S3中的检测工具为游标卡尺；所述步骤S4、S6、S7以及S8中的检测工具为千分尺。