一种用于调速器内部衬套与活塞的配磨精研工艺的制作方法

本发明属于机械加工工艺技术领域，尤其是涉及一种用于调速器内部衬套与活塞的配磨精研工艺。

背景技术：

水轮机调速器的种类很多，按其主要部件的构成大致可分为以下几种类型：1)机械液压型调速器；2)电气液压型调速器；3)高油压水轮机调速器，机械液压调速器和传统的电液调速器，其液压元件是单件、小批量的生产模式，压力容器采用油、气接触的普通压力罐，与现代液压技术存在着巨大的差距，高油压水轮机调速器(简称“高油压调速器”)，但是高油压调速器的工作油压一般为10mpa-16mpa，依照液压行业的压力分等，并未达到“高压”的范畴，之所以称之为高油压调速器，主要是因为在高油压调速器中全面采用了液压行业先进而成熟的高压液压产品，例如：油气分离的囊式蓄能器、高压齿轮泵、高压液压缸、主配压阀和辅助接力器等，在高油压调速器中的主配压阀和辅助接力器的生产过程中，主配压阀的高油压主配衬套与主配活塞的配合精度以及辅助阀衬套与针塞的配合精度都极大的影响调速器内部的漏油量情况，因此，现有的对于衬套和针塞的生产工艺中，衬套和针塞的粗研和精研均是分开进行的，导致最后衬套与活塞达不到要求的配合精度。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种用于调速器内部衬套与活塞的配磨精研工艺，在精研过程中，利用衬套与活塞之间的相互精研，使衬套与活塞配合的更加严密、可靠与合理，从而减少调速器的漏油量，增加调速器的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于调速器内部衬套与活塞的配磨精研工艺，包括以下步骤：

步骤(1)：用内圆精研机对衬套内圆进行初步精研，并用千分尺测量衬套的内圆精度，当测得衬套的内圆精度达到it7级别时，完成衬套内圆初步精研过程；

步骤(2)：根据步骤(1)中实测的衬套内圆尺寸，对活塞进行配磨，用搭接量测试台检测到活塞与衬套的配磨搭接量小于2微米时，配磨完成；

步骤(3)：将衬套和活塞均安装到同一内圆精研机的工作台上，用活塞的外圆和衬套的内圆进行相互精研，精研工艺参数为：活塞的速度为2m/s-4m/s，衬套的速度为0.5m/s-0.6m/s。

进一步地，步骤(1)中对衬套内圆的初步精研过程为：首先对衬套内圆进行粗磨，粗磨5s后对衬套进行测量，当测得粗磨后留给精磨的余量为20微米时，对粗磨后的衬套内圆进行光磨，光磨后对衬套内圆进行砂轮精修整和精磨，精磨后光磨2s，当测得衬套的内圆精度达到it7级别时，完成衬套内圆初步精研过程。

进一步地，所述砂轮精修整中使用的砂轮直径与衬套内圆直径的比值为0.7，所述砂轮的宽度与衬套长度的比值为0.6。

进一步地，所述砂轮精修整中衬套的速度的0.9m/s，砂轮速度为40m/s，砂轮进给速度为1m/s。

进一步地，步骤(2)中活塞的配磨工艺为：首先对活塞进行粗磨后，使活塞留有150微米的磨削量后进入精磨工艺，磨削去除30微米到60微米，去除毛刺后进行搭接量测量，重复以上步骤，当检测到搭接量小于2微米时，配磨完成，并使活塞外圆具有1微米的精研量。

进一步地，步骤(3)中的外圆精研机的工作台包括工件主轴台和磨头工作台，所述磨头工作台为微进给工作台。

进一步地，步骤(3)中衬套内圆与活塞外圆相互精研工艺为：将衬套固定在工件主轴台上，将活塞固定在磨头工作台上，开启磨头工作台电机，外圆精研机控制磨头工作台向衬套移动，将活塞推进到衬套中进行相互精研，并进行降温处理，控制活塞的进给速度为0.3m/s。

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果是：

1、本发明通过对衬套的内圆精度的实测结果，对活塞进行配磨，使衬套与活塞的配合精度更好，同时，采用衬套与活塞相互精研的工艺，能够有效将衬套内圆表面和活塞外圆表面上产生的细微的砂软纹除掉，使活塞与衬套配合更加严密、可靠与合理，从而减少调速器的漏油量，增加调速器的使用寿命；

2、在衬套与活塞相互精研的过程中，衬套和活塞均采用较低的转速，在较低转速下能够符合衬套与活塞的自身硬度，防止转速过快产生的温度过高，使衬套或活塞变形，另外，低转速时便于控制和调节衬套与活塞的相对位置，使衬套与活塞始终位于同一中心轴上，防止活塞或衬套稍微偏离中心轴而导致活塞或衬套的损坏，或者影响活塞和衬套之间的配合紧密性。

附图说明

图1是高油压主配衬套和与其相配合的主配活塞的结构示意图。

图2是高油压冲调主配衬套和与其相配合的主配活塞的结构示意图。

图3是辅助阀衬套和与其相配合的针塞的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1所示，一种用于调速器内部衬套与活塞的配磨精研工艺，包括以下步骤：

步骤(1)：用内圆精研机对衬套内圆进行初步精研，并用千分尺测量衬套的内圆精度，当测得衬套的内圆精度达到it7级别时，完成衬套内圆初步精研过程；

步骤(2)：根据步骤(1)中实测的衬套内圆尺寸，对活塞进行配磨，用搭接量测试台检测到活塞与衬套的配磨搭接量小于2微米时，配磨完成，此时，能够初步保证衬套与活塞在尺寸和形状上的紧密配合；

步骤(3)：将衬套和活塞均安装到同一内圆精研机的工作台上，用活塞的外圆和衬套的内圆进行相互精研，精研工艺参数为：活塞的速度为2m/s-4m/s，衬套的速度为0.5m/s-0.6m/s。

进一步地，步骤(1)中对衬套内圆的初步精研过程为：首先对衬套内圆进行粗磨，粗磨5s后对衬套进行测量，当测得粗磨后留给精磨的余量为20微米时，对粗磨后的衬套内圆进行光磨，光磨后对衬套内圆进行砂轮精修整和精磨，精磨后光磨2s，当测得衬套的内圆精度达到it7级别时，完成衬套内圆初步精研过程。

进一步地，所述砂轮精修整中使用的砂轮直径与衬套内圆直径的比值为0.7，在此比值下，能够使砂轮得到良好的磨削速度和磨削效果，同时能够充分的对衬套内圆进行冷却和排屑；所述砂轮的宽度与衬套长度的比值为0.6，提高工件表面的光洁度和生产效率，能够降低砂轮的磨损程度。

进一步地，所述砂轮精修整中衬套的速度的0.9m/s，砂轮速度为40m/s，砂轮进给速度为1m/s，在砂轮精修整时，采用试磨和神经网络预测相结合的方式，在此工艺条件下，对衬套内圆的精研精度较高。

进一步地，步骤(2)中活塞的配磨工艺为：首先对活塞进行粗磨后，使活塞留有150微米的磨削量后进入精磨工艺，磨削去除30微米到60微米，去除毛刺后进行搭接量测量，重复以上步骤，当检测到搭接量小于2微米时，配磨完成，并使活塞外圆具有1微米的精研量，在保证活塞的加工精度的同时，能够保证后续工艺中活塞的进一步精研过程。

进一步地，步骤(3)中的外圆精研机的工作台包括工件主轴台和磨头工作台，所述磨头工作台为微进给工作台。

进一步地，步骤(3)中衬套内圆与活塞外圆相互精研工艺为：将衬套固定在工件主轴台上，将活塞固定在磨头工作台上，开启磨头工作台电机，外圆精研机控制磨头工作台向衬套移动，将活塞推进到衬套中进行相互精研，并进行降温处理，控制活塞的进给速度为0.3m/s，采用较低的进给速度，能够保证在衬套内圆与活塞外圆的光洁度。

实施例1高油压主配衬套与主配活塞的配磨精研工艺

如图1中所示的高油压主配衬套和与其相配合的主配活塞的结构示意图，首先将高油压主配衬套安装到内圆精研机上，对高油压主配衬套的内圆进行粗磨，粗磨5s后对衬套进行测量，当测得粗磨后留给精磨的余量为20微米时，对粗磨后的衬套内圆进行光磨，光磨后对衬套内圆进行砂轮精修整和精磨，精磨后光磨2s，当测得衬套的内圆精度达到it7级别时，完成衬套内圆初步精研过程，精研后高油压主配衬套的内圆表面粗糙度为0.5，内径尺寸为30.013mm，根据测定的高油压主配衬套的尺寸，对主配活塞进行配磨，首先对活塞进行粗磨后，使活塞留有150微米的磨削量后进入精磨工艺，磨削去除30微米到60微米，去除毛刺后进行搭接量测量，重复以上步骤，当检测到搭接量小于2微米时，配磨完成，使活塞外圆具有1微米的精研量，配磨完成的主配活塞的外圆粗糙度为0.5，主配活塞的外圆直径为30.009mm，将高油压主配衬套固定在工件主轴台上，将主配活塞固定在磨头工作台上，开启磨头工作台电机，外圆精研机控制磨头工作台向衬套移动，将活塞推进到衬套中进行相互精研，并进行降温处理，控制活塞的进给速度为0.3m/s，精研完成后，最终高油压主配衬套的内圆直径为30mm，主配活塞的外圆直径为30mm，内圆和外圆的表面粗糙度均为0.4，将高油压主配衬套与主配活塞安装后其配合精度在0.008-0.1之间。

实施例2高油压冲调主配衬套与主配活塞的配磨精研工艺

如图2中所示的高油压冲调主配衬套和与其相配合的主配活塞的结构示意图，首先将高油压冲调主配衬套安装到内圆精研机上，对高油压冲调主配衬套的内圆进行粗磨，粗磨5s后对衬套进行测量，当测得粗磨后留给精磨的余量为20微米时，对粗磨后的衬套内圆进行光磨，光磨后对衬套内圆进行砂轮精修整和精磨，精磨后光磨2s，当测得衬套的内圆精度达到it7级别时，完成衬套内圆初步精研过程，精研后高油压冲调主配衬套的内圆表面粗糙度为0.5，内径尺寸为23.013mm，根据测定的高油压主配衬套的尺寸，对主配活塞进行配磨，首先对活塞进行粗磨后，使活塞留有150微米的磨削量后进入精磨工艺，磨削去除30微米到60微米，去除毛刺后进行搭接量测量，重复以上步骤，当检测到搭接量小于2微米时，配磨完成，使活塞外圆具有1微米的精研量，配磨完成的主配活塞的外圆粗糙度为0.5，主配活塞的外圆直径为23.007mm，将高油压冲调主配衬套固定在工件主轴台上，将主配活塞固定在磨头工作台上，开启磨头工作台电机，外圆精研机控制磨头工作台向衬套移动，将活塞推进到衬套中进行相互精研，并进行降温处理，控制活塞的进给速度为0.3m/s，精研完成后，最终高油压冲调主配衬套的内圆直径为23mm，主配活塞的外圆直径为23mm，内圆和外圆的表面粗糙度均为0.4，将高油压冲调主配衬套与主配活塞安装后其配合精度在0.006-0.008之间。

实施例3辅助阀衬套与针塞的配磨精研工艺

如图3中所示的辅助阀衬套和与其相配合的针塞的结构示意图，首先将辅助阀衬套安装到内圆精研机上，对辅助阀的内圆进行粗磨，粗磨5s后对衬套进行测量，当测得粗磨后留给精磨的余量为20微米时，对粗磨后的衬套内圆进行光磨，光磨后对衬套内圆进行砂轮精修整和精磨，精磨后光磨2s，当测得衬套的内圆精度达到it7级别时，完成衬套内圆初步精研过程，精研后辅助阀衬套的内圆表面粗糙度为0.5，内径尺寸为16.018mm，根据测定的辅助阀衬套的尺寸，对针塞进行配磨，首先对针塞进行粗磨后，使针塞留有150微米的磨削量后进入精磨工艺，磨削去除30微米到60微米，去除毛刺后进行搭接量测量，重复以上步骤，当检测到搭接量小于2微米时，配磨完成，使针塞外圆具有1微米的精研量，配磨完成的针塞的外圆粗糙度为0.5，主配活塞的外圆直径为16.006mm，将高油压冲调主配衬套固定在工件主轴台上，将主配活塞固定在磨头工作台上，开启磨头工作台电机，外圆精研机控制磨头工作台向衬套移动，将活塞推进到衬套中进行相互精研，并进行降温处理，控制活塞的进给速度为0.3m/s，精研完成后，最终高油压冲调主配衬套的内圆直径为16mm，主配活塞的外圆直径为16mm，内圆和外圆的表面粗糙度均为0.4，将高油压冲调主配衬套与主配活塞安装后其配合精度在0.006-0.008之间。

利用本发明的配磨精研工艺，工艺操作简单，与现有的配磨精研工艺相比，操作性更强，同时能够实现衬套与活塞之间较高的配合精度，使活塞与衬套配合更加严密、可靠与合理，从而减少调速器的漏油量，增加调速器的使用寿命。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。