专利名称：子母叶片泵转子加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及子母叶片泵转子的加工，是一种子母叶片泵转子加工工艺。
背景技术：
目前，市场上销售的双级叶片泵是在一个泵体内， 一根转动轴上联接两组定子和转子，形成两个叶片泵。两个叶片泵为串联形式，即一级泵的排油口也是二级泵的吸油口，从而提高整个泵出油口的工作压力，两泵之间装有面积比为1比2的定比压力阀，使两泵进出口压差相等。根据其叶片受力状况分为子母叶片方式、双叶片方式、柱销叶片方式。其中，转子是双级叶片泵的关键零件之一，其加工质量对叶片泵的工作性能有着极大的影响。如当子母叶片泵工作时，泵轴通过花键联接带动转子旋转，转子端面与两侧配油盘端面形成磨擦副，叶片槽与叶片形成磨擦副。所以，子母叶片泵中转子两端面的平行度、厚度、粗糙度，内花键相对于端面的垂直度，叶片槽的平行度、宽度、粗糙度要求都较高。
如中国专利文献刊载的专利号ZL 200820077028. 5，授权公告日2009年3月4日，实用新型名称"一种子母叶片泵的转子"，该转子包括一个圆柱体，圆柱体的轴线上设置轴孔，圆柱体上等分设置若干个槽，其特征是槽的底端为椭圆形，槽的一侧设置梯形槽。中国专利文献刊载的申请号200810162044. 9，
公开日2009年4月15日，发明名称"叶片泵转子槽加工工艺"，该工艺的加工过程依次为钻次压力油孔、铣转子槽、主压力油孔的孔槽预切割，淬火、磨槽、孔槽主体切断。但其加工工艺主要涉及梯形半槽部分的加工，而叶片槽的加工工艺涉及较少。
发明内容
为克服上述存在的不足，本发明目的是向本领域提供的一种子母叶片泵转子加工工艺，使其解决现有同类产品中转子加工工艺欠佳，导致转子精度欠佳的技术问题。本发明的目的
是通过如下技术方案实现的。
一种子母叶片泵转子加工工艺，该转子设有压力平衡孔、叶片槽，叶片槽的底部设有长圆槽，叶片槽与长圆槽相通，长圆槽与压力平衡孔相通，叶片槽的一侧内壁设有梯形半槽，转子的中心通孔设有内花键，梯形半槽是连接排油口与子母叶片中间压力腔的通道。其设计
要点是所述转子的主要加工工艺为内花键孔釆用小径定心拉刀拉削后，长圆槽采用一组拉刀进行拉削加工，梯形半槽通过线切割加工，叶片槽采用立方氮化硼砂轮磨削叶片槽，且每个叶片槽磨削时进行对刀。通过上述工艺转子的内花键相对于转子端面的垂直度，以及叶片槽的平行度、宽度、粗糙度的精度进一步的提高。在泵轴通过花键联接带动转子旋转时，转子端面与两侧配油盘端面形成的磨擦较小，叶片槽与叶片形成的磨擦较小，泵工作时噪声更低，磨合状态更好。
所述转子加工工艺的拉内花键采用小径定心拉刀，小径定心拉刀的前导部与花键齿连接，花键齿与交替段连接，交替段与后导部连接，交替段的花键齿和小径齿交替连接。转子通过小径定心拉刀加工后，内花键齿面与小径同心，再用锥度芯轴以小径定位加工端面，内花键相对于转子端面的垂直精度进一步提高。
所述转子加工工艺的长圆槽拉削采用第一长圆槽拉刀、第二长圆槽拉刀、第三长圆槽拉刀；第一长圆槽拉刀、第二长圆槽拉刀、第三长圆槽拉刀通过第一内六角圆柱头螺钉固定于拉刀固定板，转子固定于夹具。所述第一长圆槽拉刀设有导向齿和若干齿部，齿部呈正十六边形；第二长圆槽拉刀和第三长圆槽拉刀设有若干齿部，齿部呈两处正十六边形；拉刀固定板的底板一侧设有拉刀侧板、拉刀压板，底板另一侧设有定位键，定位键通过第二内六角圆柱头螺钉固定于底板，第一长圆槽拉刀、第二长圆槽拉刀、第三长圆槽拉刀通过拉刀侧板、拉刀压板、第一内六角圆柱头螺钉固定于拉刀固定板。所述夹具的底板一侧设有芯轴，定位板、导向板、芯轴装入定位板，底板与定位板连接，定位板与导向板连接，转子通过开口压板、外六角螺母固定于夹具的芯轴，夹具的底板通过第三内六角圆柱头螺钉、内螺纹圆柱销固定于立式外拉床。每拉一长圆槽都用第一长圆槽拉刀的导向齿找正转子的位置，以保证拉出的长圆槽与叶片槽对称以及拉刀侧面不会与叶片槽侧面相碰。
所述转子加工工艺的磨削叶片槽采用液压夹具，液压夹具由工件组件和对刀组件组成；转子安装于液压夹具，用立方氮化硼砂轮循环磨叶片槽。立方氮化硼(CBN)砂轮耐磨性好、尺寸稳定，宽度修整至槽宽尺寸后使用，能满足叶片槽精度及对互换性的要求。
所述转子在液压夹具动作流程为对刀臂对刀一工件夹紧一对刀臂退回一磨叶片槽一夹具分度一工件松开一对刀臂对刀。每磨一叶片槽都用对刀臂找正转子的位置，以保证叶片槽两侧面的磨削余量相等，磨后叶片槽两侧表面硬度一致。
所述液压夹具工件组件中的油缸与分度头连接，油缸内的缸盖与油缸内壁连接处设有0形圈，油缸内的活塞通过弹簧推动向右松开工件，通过压力油推动向左压紧工件，活塞的活塞杆与油缸内壁连接处设有O形圈；油缸与转子座连接，活塞杆与工件芯轴连接，工件芯轴的一端与转子座内壁连接处设有轴承，辅助支撑座支撑转子座，工件芯轴的另一端设有开口压板；对刀组件中对刀支座设有接近开关支座、摆动油缸，接近开关支座的弧形滑槽设有接近开关、摆动检测杆，对刀臂一端设有对刀杆，另一端与摆动油缸连接。转子通过开口压板固定于工件芯轴的另一端；通过摆动油缸驱动对刀臂对转子的叶片槽对刀，通过立方氮化硼砂轮磨叶片槽。
该加工工艺精度高、可靠，通过该工艺加工的转子质量稳定，表面硬度高，泵工作时噪声更低，磨合状态更好。该转子适用于同类产品配套，该工艺方法适用于同类产品的加工和制造。
图l是本发明的转子部分结构剖视图，图中A部作了框定，作了B—B剖视。
图2是图1的A部放大图，图中梯形半槽的角度为60度。
图3是图1的B—B剖视图。
图4是本发明的小径定心拉刀。
图5是本发明的第一长圆槽拉刀结构图。
图6是图5的刀齿截面放大示意图。
图7是本发明的第二长圆槽拉刀结构图。
图8是图7的刀齿截面放大示意图，图中作了部分剖视。
图9是本发明的第三长圆槽拉刀结构图。
图10是图9的刀齿截面放大示意图，图中作了部分剖视。
图11是本发明的拉刀固定板结构图。
图12是图11的截面放大示意图。
图13是本发明的夹具结构图，图中转子安装于夹具上，拉转子的长圆槽。图14是图13中夹具的截面放大示意图。
图15是本发明的转子在液压夹具的工件组件示意图，图中作了部分剖视。图16是本发明的转子在液压夹具的对刀组件示意图。
以上附图序号及名称1、转子，101、压力平衡孔，102、叶片槽，103、长圆槽，104、梯形半槽，105、内花键，2、小径定心拉刀，201、前导部，202、花键齿，203、交替段，204、后导部，223、小径齿，3、第一长圆槽拉刀，301、导向齿，4、第二长圆槽拉刀，5、第三长圆槽拉刀，345、齿部，6、拉刀固定板，601、定位键，602、底板，603、拉刀侧板，604、第一内六角圆柱头螺钉，605、拉刀压板，606、第二内六角圆柱头螺钉，7、夹具，701、底板，702、定位板，703、导向板，704、芯轴，705、开口压板，706、外六角螺母，707、第三内六角圆柱头螺钉，708、内螺纹圆柱销，8、液压夹具，801、分度头，802、油缸，803、缸盖，804、弹簧，805、活塞，806、 0形圈，807、转子座，808、轴承，809、工件芯轴，810、开口压板，811、接近开关，812、接近开关支座，813、摆动检测杆，814、对刀臂，815、对刀杆，816、摆动油缸，817、对刀支座，818、辅助支撑座，9、立方氮化硼砂轮。
具体实施方式
实施方式以结合附图对本发明的技术要求和主要加工工艺，以及加工工艺中的主要技术 特征进一步作如下描述。
一、 转子1的技术要求及主要加工工艺
转子是液压叶片泵的关键零件之一，其加工质量对叶片泵的工作性能有着极大的影响。 如图1 图3所示，该转子的叶片槽102与长圆槽103相通，长圆槽与压力平衡孔101相通， 叶片槽的一侧内壁设有梯形半槽104，转子的中心通孔设有内花键105。当叶片泵工作时，泵 轴通过花键联接带动转子旋转，转子端面与两侧配油盘端面形成磨擦副，叶片槽102与叶片 形成磨擦副，所以转子两端面的平行度、厚度、粗糙度，内花键相对于端面的垂直度，叶片 槽的平行度、宽度、粗糙度要求都较高。其主要加工工艺为内花键孔用小径定心拉刀拉削， 长圆槽采用一组拉刀拉削加工，梯形半槽线切割加工，叶片槽用立方氮化硼砂轮磨削，且每 磨一叶片槽进行对刀。
二、 转子的内花键105拉削
转子在车加工后拉内花键孔，在立式拉床上进行。转子的内花键相对于端面的垂直度影 响转子端面与配油盘端面的磨合状态，必须控制在0.02mm内。因机床精度、拉刀形状、拉具 精度及操作调试等各方面的原因，此垂直度要求很难保证。现采用图4所示结构的小径定心 拉刀2 (拉削速度为3m/min)，该小径定心拉刀由前导部201、花键齿202、交替段203、后 导部204四部分组成，交替段设有花键齿和小径齿223。拉削后的内花键齿面与小径同心， 再用1: 5000的锥度芯轴以小径定位，在车床上用两顶尖装夹，车削端面后，垂直度即可达 到。
三、 转子的长圆槽103拉削
子母叶片泵转子的叶片槽底部为长圆槽，长圆槽的形状可提高转子根部的强度，增大槽 底通流面积、降低泵工作时的噪声，减少磨槽加工面积以及磨槽工艺性好等优点，大批量生 产时常采用拉削加工q现采用图5 图12所示的第一长圆槽拉刀3、第二长圆槽拉刀4、第 三长圆槽拉刀5及拉刀固定板6。拉刀固定板装夹在立式外拉床上，找正长圆槽的拉刀侧面 直线度0.02mm内。转子以内花键的小径定位，通过外六角螺母706装夹在图13、图14所示 的夹具7上，夹具由底板701、定位板702、导向板703、芯轴704、开口压板705、外六角 螺母、第三内六角圆柱头螺钉707、内螺纹圆柱销708组成，夹具通过第三内六角圆柱头螺 钉、内螺纹圆柱销固定于立式外拉床上。找正芯轴与拉刀中心对称度0.02mm以内，定位板底 面与拉刀垂直度0.02mm内。拉削速度为2m/min，每拉一长圆槽都用第一长圆槽拉刀中导向 齿301找正转子的位置，以保证拉出的长圆槽与叶片槽对称以及拉刀侧面不会与叶片槽侧面 相碰。为提高加工效率，可进一步采用自动分度、自动对刀及自动夹紧装置。四、叶片槽磨削及梯形半槽104的线切割
如图1 图3所示，转子叶片槽一侧有梯形半槽，梯形半槽是连接排油口与子母叶片中 间压力腔的通道，此形状增大通流面积、降低泵工作时的噪声。但有此梯形半槽后，磨叶片 槽时，立方氮化硼砂轮9两侧受力不均，叶片槽平行度较差。若先磨叶片槽再线切割加工此 槽变形太大，所以磨叶片槽前先线切割梯形半槽时留一部分，然后磨十二个叶片槽，最后再 将梯形半槽割出，这样加工出的叶片槽平行度误差明显降低。
磨叶片槽在数控转子叶片槽磨床上进行，采用立方氮化硼(CBN)砂轮，宽度修整至叶片 槽的槽宽尺寸后使用。CBN砂轮耐磨性好、尺寸稳定， 一片砂轮可加工2000 5000只转子， 能满足叶片槽精度及对互换性的要求。磨削时砂轮转速为1500r/min，垂直进给，不作纵向 切削，进给量为30mm/min,用八号特种油作冷却液，转子以端面及内花键小径在如图15、图 16所示的液压夹具8上定位。该夹具由工件组件和对刀组件组成，工件组件由分度头801、 油缸802、缸盖803、弹簧804、活塞805、 0形圈806、转子座807、轴承808、工件芯轴809、 开口压板810、辅助支撑座818组成，对刀组件由接近开关811、接近开关支座812、摆动检 测杆813、对刀臂814、对刀杆815、摆动油缸816、对刀支座817组成。每磨一叶片槽都用 对刀臂找正叶片槽的位置，以保证叶片槽两侧面的磨削余量相等，磨后叶片槽两侧表面硬度 一致。转子安装于夹具后，转子在液压夹具动作流程为对刀臂对刀一工件夹紧一对刀臂退 回一磨叶片槽一夹具分度一工件松开一对刀臂对刀， 一直循环到转子的十二个叶片槽磨完。
权利要求
1、一种子母叶片泵转子加工工艺，该转子(1)设有压力平衡孔(101)、叶片槽(102)，叶片槽的底部设有长圆槽(103)，叶片槽与长圆槽相通，长圆槽与压力平衡孔相通，叶片槽的一侧内壁设有梯形半槽(104)，转子的中心通孔设有内花键(105)，其特征在于所述转子(1)的主要加工工艺为内花键(105)孔采用小径定心拉刀(2)拉削后，长圆槽(103)采用一组拉刀进行拉削加工，梯形半槽(104)通过线切割加工，叶片槽(102)采用立方氮化硼砂轮(9)磨削叶片槽，且每个叶片槽磨削时进行对刀。
2、 如权利要求1所述的子母叶片泵转子加工工艺，其特征在于所述转子(1)加工工艺 的拉内花键(105)采用小径定心拉刀(2)，小径定心拉刀的前导部(201)与花键齿(202) 连接，花键齿与交替段(203)连接，交替段与后导部(204)连接，交替段的花键齿和小径 齿(223)交替连接。
3、 如权利要求1所述的子母叶片泵转子加工工艺，其特征在于所述转子(1)加工工艺 的长圆槽(103)拉削采用第一长圆槽拉刀(3)、第二长圆槽拉刀(4)、第三长圆槽拉刀(5); 第一长圆槽拉刀、第二长圆槽拉刀、第三长圆槽拉刀通过第一内六角圆柱头螺钉(604)固定 于拉刀固定板(6)，转子(1)固定于夹具(7)。
4、 如权利要求3所述的子母叶片泵转子加工工艺，其特征在于所述第一长圆槽拉刀(3) 设有导向齿(301)和若干齿部(345)，齿部呈正十六边形；第二长圆槽拉刀(4)和第三长 圆槽拉刀(5)设有若干齿部(345)，齿部呈两处正十六边形；拉刀固定板(6)的底板(602) 一侧设有拉刀侧板(603)、拉刀压板(605)，底板另一侧设有定位键(601)，定位键通过第 二内六角圆柱头螺钉(606)固定于底板，第一长圆槽拉刀、第二长圆槽拉刀、第三长圆槽拉 刀通过拉刀侧板、拉刀压板、第一内六角圆柱头螺钉固定于拉刀固定板。
5、 如权利要求3所述的子母叶片泵转子加工工艺，其特征在于所述夹具(7)的底板(701) 一侧设有芯轴(704)，定位板(702)、导向板(703)、芯轴装入定位板，底板与定位板连接， 定位板与导向板连接，转子(1)通过开口压板(705)、外六角螺母(706)固定于夹具的芯 轴，夹具的底板通过第三内六角圆柱头螺钉(707)、内螺纹圆柱销(708)固定于立式外拉床。
6、 如权利要求1所述的子母叶片泵转子加工工艺，其特征在于所述转子(1)加工工艺 的磨削叶片槽(102)采用液压夹具(8),液压夹具由工件组件和对刀组件组成；转子安装于 液压夹具，用立方氮化硼砂轮(9)循环磨叶片槽。
7、 如权利要求6所述的子母叶片泵转子加工工艺，其特征在于所述转子(1)在液压夹 具(8)动作流程为对刀臂对刀一工件夹紧一对刀臂退回一磨叶片槽一夹具分度一工件松开 —对刀臂对刀。
8、 如权利要求7所述的子母叶片泵转子加工工艺，其特征在于所述液压夹具(8)工件组件中的油缸(802)与分度头(801)连接，油缸内的缸盖(803)与油缸内壁连接处设有0 形圈(806)，油缸内的活塞(805)通过弹簧(804)推动向右松开工件，通过压力油推动向 左压紧工件，活塞的活塞杆与油缸内壁连接处设有O形圈(806);油缸与转子座(807)连接， 活塞杆与工件芯轴(809)连接，工件芯轴的一端与转子座内壁连接处设有轴承(808)，辅助 支撑座(818)支撑转子座，工件芯轴(809)的另一端设有开口压板(810);对刀组件中对 刀支座(817)设有接近开关支座(812)、摆动油缸(816)，接近开关支座的弧形滑槽设有接 近开关(811)、摆动检测杆(813)，对刀臂(814) —端设有对刀杆(815)，另一端与摆动油 缸连接。
全文摘要
本发明涉及一种子母叶片泵转子加工工艺，针对解决现有同类产品中转子加工工艺欠佳的技术问题而设计的。其设计要点是所述转子的主要加工工艺为内花键孔采用小径定心拉刀拉削后，长圆槽采用一组拉刀进行拉削加工，梯形半槽通过线切割加工，叶片槽采用立方氮化硼砂轮磨削叶片槽，且每个叶片槽磨削时进行对刀。转子加工工艺的拉内花键采用小径定心拉刀；长圆槽拉削采用第一长圆槽拉刀、第二长圆槽拉刀、第三长圆槽拉刀和和转子固定于夹具；磨削叶片槽采用液压夹具和立方氮化硼砂轮。该加工工艺精度高、可靠，通过该工艺加工的转子质量稳定，表面硬度高，适用于同类产品配套，该工艺方法适用于同类产品的加工和制造。
文档编号F04C15/00GK101598126SQ20091009992
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者叶玉堂, 孙国校, 郑尊刚 申请人:宁波威克斯液压有限公司