一种基于SLM技术的封闭空心薄壁柱塞及柱塞泵的制作方法

本发明属于柱塞泵技术领域，尤其涉及一种基于选择性激光熔融(SLM)技术的封闭空心薄壁柱塞及柱塞泵。

背景技术：

柱塞是柱塞泵的重要组成部分。图1是现有的一种轴向柱塞泵的结构图，主要由配流盘，缸体，柱塞，预紧弹簧，回程盘和滑靴组成。斜盘轴线与缸体轴线具有一定的角度，使得缸体在传动轴带动下作旋转运动时，柱塞在缸体内作往复直线运动，从而完成吸油和排油过程。柱塞作为柱塞泵的关键部分，其结构设计和制造质量对柱塞泵的工作性能具有重要影响。然而由于柱塞的设计和制造受限于传统的机床加工，使得很多性能优越的柱塞结构仅仅停留在设计阶段。激光熔融快速成型技术属于金属增材制造范畴，基于离散—堆积原理，将三维模型分层，以激光逐层熔融金属粉末进行材料累积的方式完成样件成型，因此可以成型复杂结构。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有柱塞泵柱塞结构设计和加工的局限，提供了一种基于SLM技术的封闭空心薄壁柱塞及柱塞泵，所要解决的技术问题是将选择性激光熔融(SLM)快速成型技术应用于柱塞的制造，从而设计出一种封闭的空心薄壁柱塞，可以显著减轻柱塞的质量，减小驱动力和运动中的惯性力，同时减小了无效容积，提高了容积效率，减轻了磨损，显著提高柱塞泵的使用性能和寿命。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：一种基于SLM技术的封闭空心薄壁柱塞，包括柱塞主体和沉头螺栓，所述柱塞主体由柱塞头部、连接部和柱塞尾部依次一体成型而成，所述柱塞头部为中空球体，所述中空球体上开有过油孔，所述柱塞尾部为中空圆柱体，所述中空圆柱体的侧壁上至少开有两条均匀分布的螺旋形通油流道，所述螺旋形通油流道与过油孔在所述连接部交汇相通，所述中空圆柱体的底部开有通孔，所述沉头螺栓旋接在通孔上。

进一步的，所述柱塞通过SLM快速成型技术制得。

本发明还提供一种轴向柱塞泵，主要包括配流盘、缸体、上述的柱塞、预紧弹簧、回程盘和滑靴；所述缸体沿圆周方向开有容纳柱塞的柱塞孔，所述柱塞的柱塞头部球铰接在滑靴上，所述滑靴套设在回程盘上，所述配流盘安装在缸体上，所述配流盘开有与柱塞孔对应的配油孔，所述预紧弹簧设置在缸体内。

本发明的有益效果如下：

1、本发明在柱塞主体设计成空心结构，可以极大地减轻柱塞的质量，减小柱塞运动过程中的驱动力以及产生的惯性力，从而节约了能源和制造材料，同时减小了柱塞运动过程中的摩擦力，减小了磨损，提高了柱塞寿命。

2、本发明通过沉头螺栓与柱塞尾部沉头孔的配合，形成封闭的空心薄壁柱塞结构。减小了无效容积，极大地提高了容积效率，提高了柱塞的使用性能。

附图说明

图1是现有的一种轴向柱塞泵的结构图；

图2是现有的一种空心柱塞的示意图；

图3是本发明实施例的剖视图；

图4是本发明实施例的左视图；

图5是本发明实施例的轴侧图；

图中，配流盘1、缸体2、柱塞3、预紧弹簧4、回程盘5、滑靴6、柱塞孔7、配油孔8、柱塞主体9、沉头螺栓10、柱塞头部11、连接部12、柱塞尾部13、过油孔14、螺旋形通油流道15、通孔16。

具体实施方式

有关本发明的前述以及其他技术内容，特点和功效，下面结合附图作进一步描述。

图1和图2所示，是现有的一种轴向柱塞泵的结构图，主要由配流盘1、缸体2、柱塞3、预紧弹簧4、回程盘5和滑靴6组成，所述缸体2沿圆周方向开有容纳柱塞3的柱塞孔7，所述柱塞3的柱塞头部11球铰接在滑靴6上，所述滑靴6套设在回程盘5上，所述配流盘1安装在缸体2上，所述配流盘1开有与柱塞孔7对应的配油孔8，所述缸体2中柱塞3底部的密封工作容积通过配油盘1与泵的进出口相通，所述预紧弹簧4设置在缸体2内。斜盘轴线与缸体轴线具有一定的角度，使得缸体在传动轴带动下作旋转运动时，柱塞3在缸体2内作往复直线运动，从而完成吸油和排油过程。

如图3-5所示，本发明提供一种基于SLM技术的封闭空心薄壁柱塞，包括柱塞主体9和沉头螺栓10，所述柱塞主体9由柱塞头部11、连接部12和柱塞尾部13依次一体成型而成，所述柱塞头部11为中空球体，所述中空球体上开有过油孔14，所述柱塞尾部13为中空圆柱体，所述中空圆柱体的侧壁上开有两条均匀分布的螺旋形通油流道15，所述两条螺旋形通油流道15与过油孔14在所述连接部12交汇相通，所述中空圆柱体的底部开有通孔16，所述沉头螺栓10旋接在通孔16上，通孔16主要为了便于SLM快速成型后柱塞内部残余粉末的排出和清理。

本发明在柱塞主体9设计成完全的空心结构，形成薄壁的空心柱塞，且通过SLM快速成型技术可以一体化成型，较之现有的实心柱塞，本发明可以显著减轻柱塞的质量，较之图2现有的一种空心柱塞结构，封闭的结构减小了无效容积，极大地提高了容积效率，提高了柱塞的使用性能。

图3和图5所示，本发明柱塞主体9的薄壁中对称分布两条螺旋形通油流道，通过SLM快速成型技术可以直接成型，螺旋状的油道可以进一步减轻柱塞的质量。

本发明还提供一种轴向柱塞泵，主要包括配流盘1、缸体2、权利要求1所述的柱塞3、预紧弹簧4、回程盘5和滑靴6；所述缸体2沿圆周方向开有容纳柱塞3的柱塞孔7，所述柱塞3的柱塞头部11球铰接在滑靴6上，所述滑靴6套设在回程盘5上，所述配流盘1安装在缸体2上，所述配流盘1开有与柱塞孔7对应的配油孔8，所述预紧弹簧4设置在缸体2内。

本发明基于SLM技术的封闭空心薄壁柱塞，可以显著减轻柱塞的质量，减小驱动力和运动中的惯性力，同时减小了无效容积，提高了容积效率，减轻了磨损，显著提高柱塞泵的使用性能和寿命。