CN119457996A - 一种斜盘组件球面的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工技术领域，公开了一种斜盘组件球面的加工方法，包括以下步骤：将斜盘组件压合，对斜盘组件之间的拼合缝隙进行蜡封；通过砂轮磨削斜盘球面；通过球面研磨机研磨斜盘球面，研磨时使用研磨膏，研磨后洗干净研磨膏；用研磨膏和羊毛轮抛光斜盘球面，随后清洗干净斜盘球面的研磨膏；将抛光布粘贴在球面研磨器上，将研磨膏均匀涂抹在抛光布上，通过球面研磨机将斜盘球面抛光至镜面；去除斜盘组件拼合缝隙中的石蜡。本发明通过蜡封和除蜡处理，能够避免加工过程中异物进入斜盘组件缝隙中的问题，并提高斜盘球面的加工质量。

Description

一种斜盘组件球面的加工方法

技术领域

本发明属机械加工技术领域，具体涉及一种斜盘组件球面的加工方法。

背景技术

斜盘组件由斜盘壳体和斜盘通过紧度配合压合在一起组成，压合后需对斜盘组件进行球面加工。加工斜盘组件时，两零件压合后进行机械加工易产生毛刺、研磨膏等异物进入缝隙中，严重影响零件清洁度。现有加工方法为压合、磨球面、研磨球面、抛光球面、超声波清洗、清洗、检验及包装，现有加工方法存在坑点、拖尾痕迹、划伤、擦伤、裂纹、锈蚀、剥落和有深度的加工痕迹缺陷，斜盘组件缝隙内存在微细的金属沫、研磨膏、抛光膏等异物难清理。因此零件报废量大，严重影响零件质量和产品交付。其中，磨球面在数控内圆磨床上进行，研球面在球面研磨机上进行，研磨后在研磨头上进行抛光。磨削后球面粗糙度低，球面磨削刀纹深，研磨工作量大。研磨后在研磨头上抛光，抛光后的球面表面发乌，无法达到镜面效果，或抛光后球面的光泽不均匀，在显微镜下检查存在密集坑点缺陷。

中国专利公开号为CN117900913A，名称为一种高精度内球面加工方法的专利申请，方法包括：对待加工件的内球面依次进行半精加工、精加工、粗研、半精研、精研和清洁处理，所述粗研包括：将脱脂棉均匀裹在研磨棒上，并在表面蘸上研磨膏W40形成第一磨具，使用第一磨具对精加工处理后的内球面进行多角度研磨处理，粗研处理后内球面的粗糙度达到Ra0.6-0.8；所述半精研包括：将脱脂棉均匀裹在研磨棒上，并在表面蘸上研磨膏W1.5形成第二磨具，使用第二磨具对粗研处理后的内球面进行多角度研磨处理，半精研处理后内球面的粗糙度可达Ra0.4；所述精研包括：将脱脂棉均匀裹在研磨棒上，并在表面蘸上研磨膏W1.0形成第三磨具，使用第三磨具对半精研处理后的内球面进行多角度研磨处理，精研处理后内球面的粗糙度可达Ra0.2。该专利申请虽然也能加工内球面，但仍存在缝隙内存在微细的金属沫、研磨膏、抛光膏等异物难清理的问题，且加工研磨后的质量较低。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种斜盘组件球面的加工方法，通过蜡封和除蜡处理，能够避免加工过程中异物进入斜盘组件缝隙中的问题，并提高斜盘球面的加工质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种斜盘组件球面的加工方法，所述斜盘组件包括斜盘和斜盘壳体，所述斜盘壳体与斜盘之间存在拼合缝隙，所述斜盘具有斜盘球面，所述斜盘组件球面的加工方法包括以下步骤：

S1：将斜盘组件压合，对斜盘组件之间的拼合缝隙进行蜡封；

S2：通过砂轮磨削斜盘球面；

S3：通过球面研磨机研磨斜盘球面，研磨时使用研磨膏，研磨后洗干净研磨膏；

S4：用研磨膏和羊毛轮抛光斜盘球面，随后清洗干净斜盘球面的研磨膏；

S5：将抛光布粘贴在球面研磨器上，将研磨膏均匀涂抹在抛光布上，通过球面研磨机将斜盘球面抛光至镜面；

S6：去除斜盘组件拼合缝隙中的石蜡。

可选地，步骤S1中，将斜盘组件压合后，将斜盘组件整体浸入液态石蜡中，再将斜盘组件取出，将拼合缝隙中的气孔填满，再次将斜盘组件整体浸入液态石蜡中，再去除斜盘组件需进行定位和加工表面的蜡层。

可选地，采用塑料板去除斜盘组件需进行定位和加工表面的蜡层。

可选地，步骤S2中，采用杯型砂轮展成法进行磨削。

可选地，步骤S3中，采用金刚石研磨膏W14，步骤S4和步骤S5中，采用金刚石研磨膏W1.5。

可选地，步骤S4中，用无水乙醇擦拭斜盘球面。

可选地，步骤S5中，抛光完成后用20倍体视显微镜检查斜盘球面，并用99%无水乙醇擦拭斜盘球面。

可选地，步骤S6中，采用煤油去除拼合缝隙中的石蜡。

可选地，步骤S2、S3和S4之后，均采用球面量规着色法检测斜盘球面的贴合度。

可选地，步骤S6之后，对斜盘组件进行清洗和包装。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过应用本发明的斜盘组件球面的加工方法，最终能够使斜盘的球面为镜面，粗糙度达到Ra0.03，在20倍体视显微镜下进行检查，不存在坑点、拖尾痕迹、划伤、擦伤、裂纹、锈蚀、剥落和有深度的加工痕迹缺陷，有效提高了球面表面质量，还解决了零件清洁度的问题。本发明解决了两零件压后的清洁度问题及球面的加工质量，提高零件的合格率。通过本发明方法加工合格斜盘组件200台，无一台因斜盘组件球面不合格而报废的情况产生。

进一步，本发明通过蜡封和除蜡步骤，能够有效避免斜盘组件缝隙内存在微细的金属沫、研磨膏、抛光膏这些异物的进入。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。在附图中：

图1为本发明斜盘组件剖视图；

图2为本发明斜盘组件俯视图；

图3为本发明实施例1的砂轮示意图；

图4为本发明实施例1的球面量规示意图；

其中，1、斜盘；2、斜盘壳体；3、拼合缝隙；4、轴；5、砂轮；11、斜盘球面；12、斜盘孔壁；21、壳体外壁；22、壳体孔壁；61、贴合面；62、手柄。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、 步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明的一种斜盘组件球面的加工方法，所述斜盘组件包括斜盘1和斜盘壳体2，所述斜盘壳体2与斜盘1之间存在拼合缝隙3，所述斜盘1具有斜盘球面11，所述斜盘组件球面的加工方法包括以下步骤：

S1：将斜盘组件压合，对斜盘组件之间的拼合缝隙3进行蜡封；

S2：通过砂轮磨削斜盘球面11；

S3：通过球面研磨机研磨斜盘球面11，研磨时使用研磨膏，研磨后洗干净研磨膏；

S4：用研磨膏和羊毛轮抛光斜盘球面11，随后清洗干净斜盘球面11的研磨膏；

S5：将抛光布粘贴在球面研磨器上，将研磨膏均匀涂抹在抛光布上，通过球面研磨机将斜盘球面11抛光至镜面；

S6：去除斜盘组件拼合缝隙3中的石蜡。

本发明的一种斜盘组件球面的加工方法通过蜡封和除蜡步骤，能够有效避免斜盘组件缝隙内存在微细的金属沫、研磨膏、抛光膏这些异物的进入。通过磨球面、研磨球面、粗抛球面及精抛球面步骤，能够明解决斜盘组件压后的清洁度问题，提高斜盘球面11的加工质量，提高零件的合格率。

实施例1

某型柱塞泵系统的斜盘组件属精密核心控制部件，由斜盘壳体2和斜盘1通过紧度配合压合在一起，进行球面加工。两零件压合后进行机械加工易产生毛刺、研磨膏等异物进入缝隙中，严重影响零件清洁度。斜盘1的原材料为W6Mo5Cr4V2、硬度HRC≥60的高速工具钢，最终设计要求球面粗糙度Ra0.03，应为镜面、颜色发亮、成像清晰的形貌，不允许出现颜色发乌、成像不清晰的形貌；用20倍体视显微镜检查不允许存在坑点、拖尾痕迹、划伤、擦伤、裂纹、锈蚀、剥落和有深度的加工痕迹缺陷。现有加工方法无法满足以上要求，因此零件报废量大，严重影响零件质量和产品交付。磨球面在数控内圆磨床上进行，研球面在球面研磨机上进行，研磨后在研磨头上进行抛光。磨削后球面粗糙度低，球面磨削刀纹深，研磨工作量大。研磨后在研磨头上抛光，抛光后的球面表面发乌，无法达到镜面效果，或抛光后球面的光泽不均匀，在显微镜下检查存在密集坑点缺陷，斜盘组件缝隙内存在微细的金属沫、研磨膏、抛光膏等异物难清理。

所述斜盘组件包括斜盘1和斜盘壳体2，所述斜盘组件1具有内孔，所述斜盘壳体2的内孔上部具有台阶，所述斜盘1的底部具有与斜盘壳体2内孔台阶相匹配的台阶。所述斜盘壳体2的台阶与斜盘1的台阶之间存在拼合缝隙3。所述斜盘壳体2的两端具有轴4。

所述斜盘壳体2的外部具有壳体外壁21，所述斜盘壳体2的内孔具有壳体孔壁22，所述斜盘1具有与斜盘壳体2直径相同的内孔，所述斜盘1的内孔具有斜盘孔壁12，所述斜盘1的顶部具有斜盘球面11。

1）蜡封：

因斜盘组件压合后有缝隙，为保证最终清洁度对斜盘组件进行蜡封，防止毛刺、研磨膏等外来物进入斜盘组件缝隙中。

将斜盘组件清洗干净，目视检查斜盘组件表面不得有污染物，用压缩空气吹干。

用水浴恒温槽将石蜡槽内的固态石蜡加热至全部融化，并保持温度在80℃至100℃。

将工件浸入80℃至100℃的液态石蜡内，浸泡时间10至20分钟。

将浸泡后的斜盘组件取出，自然冷却到20℃至40℃。

将工件再次放入t=80℃至100℃的液态石蜡内，整个斜盘组件浸入后，立即取出工件。

若斜盘组件之间的拼合缝隙3的一圈圆周内有气孔，用塑料压板趁热将软状态的石蜡压入气孔内，将气孔填满，再次将斜盘组件完全浸入液态石蜡中，并立即取出。

使用塑料板去除斜盘组件的壳体外壁21、壳体孔壁22、斜盘球面11和斜盘孔壁12的表面蜡层。

2）磨球面

单件车球面后进行热处理变形较为严重，因此磨削球面时加工余量偏大，球面轮廓不连续，同时因磨削时温度过高，砂轮自身散热性不好的情况下容易造成砂轮气孔堵塞，从而导致烧伤、热变形。

本发明选用球面磨床，采用杯型砂轮展成法磨削，加工前找正斜盘组件的中孔，使加工过程中跳动不大于0.02度。本实施例中，砂轮5的轴线与斜盘组件中孔之间的夹角α为16度。

如图3所示，通过砂轮5磨削斜盘球面11，砂轮5选用300粒度的陶瓷结合剂CBN砂轮。

首先进行粗磨，砂轮5线速度35m/s，工件转速100r/min，进给速度0.05mm/min。

再进行半精磨，砂轮5线速度35m/s，工件转速100r/min，进给速度0.03mm/min。

最后进行精磨，砂轮5线速度35m/s，工件转速100r/min，进给速度0.01mm/min。

采用如图4所示的球面量规进行球面量规着色法检测斜盘球面11的贴合度，球面量规包括相互连接的手柄62和贴合面62。

将着色剂均匀涂抹在着色量规的贴合面62上，将着色量规的贴合面62紧贴在斜盘球面11上，通过手柄62在15°至45°范围内转动，来回不小于4次，着色面积不小于80%，沿斜盘球面11圆周无间断检测，对所有的检测对象进行完整的检查。

采用本发明方法对斜盘组件表面进行加工，能够消除因球面应力集中而易产生的微表面裂纹，减少磨削痕迹(交叉网纹)，减小研磨加工工作量。

3）研磨球面：

采用球面研磨机，主轴转速：880r/min，摆动频率：380次/分，摆角：40°，研磨膏采用W14；

研磨后立即清洗干净斜盘组件，目视检查斜盘组件表面应无研磨膏;

通过球面量规着色法检测斜盘球面11的贴合度：将着色剂均匀涂抹在着色量规的贴合面62上，将着色量规的贴合面62紧贴在斜盘球面11上，并在15°至45°范围内转动，来回不小于4次，着色面积不小于80%，沿斜盘球面11圆周无间断检测，对所有的检测对象进行完整的检查。

本发明通过在球面精密珩磨机上选用合适的参数保证球面粗糙度与轮廓度，消除磨球面产生的加工纹路。

4）粗抛球面：

加工前，调节机床频率为30Hz至40Hz。

用金刚石研磨膏W1.5和羊毛轮抛光球面，抛后立即清洗干净斜盘组件，目视检查斜盘组件表面应无研磨膏。

粗抛后使用球面量规着色方法检测斜盘球面11的贴合度。将着色剂(按普鲁士蓝、钛白粉和蓖麻油1:1:1配制)均匀涂抹在球面量规的贴合面62上，将球面量规的贴合面62紧贴在斜盘球面11上，并在15°~45°范围内转动，来回不小于4次，着色面积不小于80%，沿斜盘球面11圆周无间断检测，对所有的检测对象进行完整的检查。

目视检查球面应无划伤、有金属光泽，完成后，用无水乙醇擦拭斜盘球面11。

本发明通过粗抛球面，平整斜盘组件表面深度，清除斜盘组件表面残留的微小研磨颗粒使表面微观凹凸面趋于平整，进一步提升斜盘组件的粗糙度与轮廓度。

5）精抛球面：

采用专用球面研磨机，主轴转速：880r/min，摆动频率：380次/分，摆角：40°。

将平绒抛光布粘贴在球面研磨器上，不允许折叠和翘曲等不平整。

将金刚石研磨膏W1.5均匀涂抹在抛光布上。

抛光前在斜盘球面11上均匀涂抹金刚石研磨膏W1.5，将斜盘球面11在球面研磨器上转动两至三圈，将金刚石研磨膏W1.5涂抹均匀再进行抛光。

抛光时间不少于15分钟，斜盘球面11须抛光至镜面。

抛后立即清洗干净斜盘组件，目视检查斜盘球面11表面应无研磨膏。

用20倍体视显微镜检查斜盘球面11，不允许存在坑点、拖尾痕迹、划伤、擦伤、裂纹、锈蚀、剥落和有深度的加工痕迹缺陷。

检查完成后，用99%的无水乙醇擦拭斜盘球面11。防止产生用水擦拭导致的生锈问题。

本发明在球面精密珩磨机上对斜盘组件表面进行精抛光，从而达到球面镜面的要求。

6）除蜡：

将斜盘组件的斜盘球面11朝下放入温度60℃至70℃的煤油槽中，浸泡时间不少于45分钟，直至石蜡完全从组件的腔体和间隙中排出。

本发明通过除蜡步骤，能够去除斜盘组件腔体和缝隙中的石蜡，保证斜盘组件的清洁度。

实施例2

在实施例1的基础上，完成对斜盘组件的蜡封、磨球面、研磨球面、粗抛球面、精抛球面及除蜡后，对斜盘组件进行超声波清洗。

再对斜盘组件进行清洗：将斜盘组件浸入清洗剂中，用毛刷刷洗，目视检查斜盘组件表面应无异物；清洗完后用纯净的压缩空气吹干，并用干净的绸布将斜盘组件擦拭干净。清洗完成后，用无水乙醇擦拭球面。

对斜盘组件再次进行检测，用20倍体视显微镜检查斜盘球面11，不允许存在坑点、拖尾痕迹、划伤、擦伤、裂纹、锈蚀、剥落和有深度的加工痕迹缺陷。

完成检测后，对斜盘组件进行包装。

在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件，所涉及的结构设置方式、工作方式或控制方式如无特别说明，均为本领域常规的设置方式、工作方式或控制方式。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，所述斜盘组件包括斜盘（1）和斜盘壳体（2），所述斜盘壳体（2）与斜盘（1）之间存在拼合缝隙（3），所述斜盘（1）具有斜盘球面（11），所述斜盘组件球面的加工方法包括以下步骤：

S1：将斜盘组件压合，对斜盘组件之间的拼合缝隙（3）进行蜡封；

S2：通过砂轮磨削斜盘球面（11）；

S3：通过球面研磨机研磨斜盘球面（11），研磨时使用研磨膏，研磨后洗干净研磨膏；

S4：用研磨膏和羊毛轮抛光斜盘球面（11），随后清洗干净斜盘球面（11）的研磨膏；

S5：将抛光布粘贴在球面研磨器上，将研磨膏均匀涂抹在抛光布上，通过球面研磨机将斜盘球面（11）抛光至镜面；

S6：去除斜盘组件拼合缝隙（3）中的石蜡。

2.根据权利要求1所述的一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，步骤S1中，将斜盘组件压合后，将斜盘组件整体浸入液态石蜡中，再将斜盘组件取出，将拼合缝隙（3）中的气孔填满，再次将斜盘组件整体浸入液态石蜡中，再去除斜盘组件需进行定位和加工表面的蜡层。

3.根据权利要求2所述的一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，采用塑料板去除斜盘组件需进行定位和加工表面的蜡层。

4.根据权利要求1所述的一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，步骤S2中，采用杯型砂轮展成法进行磨削。

5.根据权利要求1所述的一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，步骤S3中，采用金刚石研磨膏W14，步骤S4和步骤S5中，采用金刚石研磨膏W1.5。

6.根据权利要求1所述的一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，步骤S4中，用无水乙醇擦拭斜盘球面（11）。

7.根据权利要求1所述的一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，步骤S5中，抛光完成后用20倍体视显微镜检查斜盘球面（11），并用99%无水乙醇擦拭斜盘球面（11）。

8.根据权利要求1所述的一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，步骤S6中，采用煤油去除拼合缝隙（3）中的石蜡。

9.根据权利要求1所述的一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，步骤S2、S3和S4之后，均采用球面量规着色法检测斜盘球面（11）的贴合度。

10.根据权利要求1所述的一种斜盘组件球面的加工方法，其特征在于，步骤S6之后，对斜盘组件进行清洗和包装。