基于粉末冶金转子制造过程的控制方法技术

基于粉末冶金转子制造过程的控制方法，首先调制转子材料成份，而后设计转子结构及精度，再根据设计结构制造转子，并在制备过程中将内外转子配对后同时研磨端面，以进一步提高两端面的平行度及自身的平面度，且互为基准的研磨在不改变前面所形成的形位置公差的基础上，对前道形位公差有提高，从而有效保障产品精度的一致性；并在制造过程中采用自设计的无心研磨工装，从而提高生产效率；以摆线内轮廓自为基准冷挤加工，避免以其他方式因装夹定位带来的误差，最大限度地降低冷挤后摆线内轮廓与尚未磨削的基体外圆之间的跳动量；同时通过设计内转子结构精度并采用对应工艺以实现制造精度可控，从而提高补油泵转子的综合机械性能和制造精度。

【技术实现步骤摘要】
基于粉末冶金转子制造过程的控制方法
本专利技术涉及转子精度控制
，尤其涉及一种基于粉末冶金转子制造过程的控制方法。
技术介绍
目前常规补油泵用的内外转子，其大批量生产制造一般采用粉末冶金方式取得，光饰后即可成品使用。但常规转子补油泵工作压力一般低于1.5bar，最高不超过3bar；而应用于柱塞泵伺服变量控制的转子补油泵工作压力长期超过25bar，最高压力为30bar。在高压油的作用下，内转子径向载荷最终通过驱动轴作用在轴承上，外转子的径向载荷通过其外圆作用在补油泵壳体配合内腔侧壁上。内转子与驱动轴无相对运动，但与外转子产生应力接触相对滑动，外转子与壳体侧壁存在应力接触周向滑动；由于内外转子之间存在动态的液压油，具备相对较好的润滑条件，而外转子与壳体侧壁之间为间隙配合，润滑状况较差，为了减小外转子与壳体侧壁之间的接触应力，需控制两者的配合间隙精度。且在实际工作中补油泵内外转子转速变化快，压力冲击大，长期处于额定压力状态，工况恶劣，内外转子比较容易损坏；同时由于内外转子在烧结过程中各几何要素之间的垂直度、平行度及跳动量不可控，进而给装配造成较大误差，严重影响使用性能及寿命。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种基于粉末冶金转子制造过程的控制方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：基于粉末冶金转子制造过程的控制方法，具体步骤如下：1、调制转子材料成份基于补油泵的转速、额定工作压力及工况对材料的要求，对内转子与外转子的材料成份进行调制；内转子材料成份调制的质量分数为：C为0.3～0.5%，Ni为0.6～2.0%，Cu为1.0～3.0%，剩余为Fe；外转子材料成份调制的质量分数为：C为0.25～0.5%，Ni为0.6～1.5%，Mo为0.2～0.4%，Cu为0.6～2%，剩余为Fe；2、设计转子结构及精度2.1）设计外转子结构及精度外转子结构几何要素包括摆线内轮廓、基体外圆、外转子左端面、外转子右端面，设计外转子左端面为外转子端面基准、摆线内轮廓为内轮廓基准，基体外圆直径<100mm、厚度<50mm；基体外圆相对摆线内轮廓基准的跳动量设计精度要求≤0.051mm，且基体外圆相对外转子端面基准的垂直度设计精度要求≤0.02mm；外转子右端面相对外转子端面基准的平行度设计精度要求≤0.006mm，摆线内轮廓相对外转子端面基准的垂直度设计精度要求≤0.02mm；外转子左端面与外转子右端面的自身平面度设计精度要求≤0.003mm、表面粗糙度设计精度要求为Ra0.8，摆线内轮廓和基体外圆的表面粗糙度设计精度要求均为Ra0.8；2.2）设计内转子结构及精度内转子结构几何要素包括摆线外轮廓、内花键轮廓、内转子左端面、内转子右端面；沿内花键轮廓周向设置有油槽，设计内转子左端面为内转子端面基准、内花键轮廓为内花键基准，内转子外围最大尺寸<80mm，厚度<50mm；摆线外轮廓相对内花键基准的跳动量设计精度要求≤0.064mm，且摆线外轮廓相对内转子端面基准的垂直度设计精度要求≤0.02mm；内转子右端面相对内转子端面基准的平行度设计精度要求≤0.006mm，内花键轮廓相对内转子端面基准的垂直度设计精度要求≤0.02mm；内转子左端面和内转子右端面的自身平面度设计精度要求≤0.003mm、表面粗糙度设计精度要求为Ra0.8，摆线外轮廓表面粗糙度设计精度要求为Ra0.8、内花键轮廓的表面粗糙度设计精度要求为Ra1.6；3、转子精度控制3.1）外转子精度控制按照步骤2）设计的外转子结构，采用步骤1）中外转子成份的材料压制毛坯，外转子毛坯在氨基气氛中液相烧结并获得所有组成几何要素，烧结完成后气体保护空冷，空冷后低温回火，回火温度不高于250℃，回火时间不超过5小时；而后以摆线内轮廓作为装夹定位基准，且外转子左端面和外转子右端面互为基准精车左右端面，以保证摆线内轮廓相对外转子端面基准的垂直度，并初步保证外转子右端面相对外转子端面基准的平行度，同时保证基体外圆相对内轮廓基准的跳动量；以摆线内轮廓自身作为基准冷挤加工摆线内轮廓，避免其他方式因装夹定位带来的误差，最大限度的降低冷挤后摆线内轮廓与尚未磨削的基体外圆之间的跳动量；再对分组配对的内外转子两端面互为基准进行研磨，以进一步提高两端面的平行度及自身的平面度，且互为基准的研磨不改变前面所形成的形位置公差；最后采用无心磨磨削精车后的基体外圆，基体外圆的磨削量小于0.02mm，再对无心磨削后的基体边缘去除飞边毛刺，去除剩磁，防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用；3.2）内转子精度控制按照步骤2）设计的内转子结构，采用步骤1）中内转子成份的材料压制毛坯，内转子毛坯在氨基气氛中液相烧结并获得所有组成几何要素，烧结完成后气体保护空冷，空冷后低温回火，回火温度不高于250℃，回火时间不超过5小时，而后以内花键轮廓作为装夹定位基准，且内转子左端面和内转子右端面互为基准精车左右端面，以保证内花键轮廓相对内转子端面基准的垂直度，并初步保证内转子右端面相对内转子端面基准的平行度；完成精车后先以内花键轮廓自身作为基准冷挤加工内花键轮廓，避免其他方式因装夹定位带来的误差，最大限度的降低冷挤后内花键轮廓与尚未冷挤的摆线外轮廓之间的跳动量，此时冷挤加工内花键轮廓的模具与内花键轮廓处于过盈状态，保持该过盈状态，并采用复合模具冷挤加工摆线外轮廓，摆线外轮廓相对内花键轮廓基准的跳动量完全取决于模具自身精度，能够同时保证摆线外轮廓相对内转子端面基准的垂直度；最后将内外转子配对的两端面互为基准进行研磨，以进一步提高两端面的平行度及自身的平面度，且互为基准的研磨在不改变前面所形成的形位置公差的基础上，对前道形位公差有所提高；按前述工艺内转子的可控精度为：垂直度≤0.016mm、平行度≤0.005mm、跳动量≤0.038mm，符合设计精度要求；最后对完成研磨的基体边缘去除飞边毛刺，去除基体剩磁，防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用。在本专利技术中，步骤3.1）中，以摆线内轮廓和外转子左端面作为定位装夹基准，在精车削基体外圆和外转子右端面的交接处倒角，以摆线内轮廓和外转子右端面作为定位装夹基准反头精车削外转子左端面时，外转子左端面和基体外圆保持直角，各车削端面留有磨削余量；采用数控机床加工，本道工序获得垂直度≤0.015mm、平行度≤0.025mm。在本专利技术中，步骤3.1）中，以外转子左端面作为支撑端面，以摆线内轮廓自为基准冷挤加工，且内外转子装配时的径向间隙值要求为0.08～0.13mm，摆线内轮廓用冷挤模具外围制作尺寸为摆线内轮廓的上极限尺寸值，摆线外轮廓用冷挤模具制作尺寸为摆线外轮廓的下极限尺寸值，模具自身精度等级要求不低于5级，装配垂直度要求≤0.008mm。在本专利技术中，步骤3.1）中，将内外转子配对的两端面互为基准进行研磨，其中所用配对的内转子已完成摆线外轮廓和内花键轮廓的冷挤加工及基体软氮化处理；分组配对的具体方式，首先，确定内外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于粉末冶金转子制造过程的控制方法，其特征在于，具体步骤如下：/n1）外转子制造过程控制/n根据外转子结构和精度要求，采用调制的外转子材料压制毛坯，外转子毛坯在氨基气氛中液相烧结；而后以外转子的摆线内轮廓作为装夹定位基准，且外转子左端面和外转子右端面互为定位基准精车左右端面，再以摆线内轮廓自身作为基准冷挤加工摆线内轮廓；最后再对完成分组配对的内外转子左右端面进行互为基准研磨，对基体外圆采用无心磨磨削；/n2）内转子制造过程控制/n根据内转子结构和精度要求，采用调制的内转子材料压制毛坯，内转子毛坯在氨基气氛中液相烧结；而后以内转子的内花键轮廓或以内花键轮廓周向设置的油槽作为装夹定位基准，且内转子左端面和内转子右端面互为基准精车左右端面；完成精车后先以内花键轮廓自身作为基准冷挤加工内花键轮廓，内花键轮廓完成冷挤时，冷挤加工内花键轮廓的模具与内花键轮廓处于过盈状态，保持该过盈状态，并采用复合模具冷挤加工摆线外轮廓；最后对内转子分组配对外转子，并进行互为基准研磨左右端面。/n

【技术特征摘要】
1.基于粉末冶金转子制造过程的控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）外转子制造过程控制
根据外转子结构和精度要求，采用调制的外转子材料压制毛坯，外转子毛坯在氨基气氛中液相烧结；而后以外转子的摆线内轮廓作为装夹定位基准，且外转子左端面和外转子右端面互为定位基准精车左右端面，再以摆线内轮廓自身作为基准冷挤加工摆线内轮廓；最后再对完成分组配对的内外转子左右端面进行互为基准研磨，对基体外圆采用无心磨磨削；
2）内转子制造过程控制
根据内转子结构和精度要求，采用调制的内转子材料压制毛坯，内转子毛坯在氨基气氛中液相烧结；而后以内转子的内花键轮廓或以内花键轮廓周向设置的油槽作为装夹定位基准，且内转子左端面和内转子右端面互为基准精车左右端面；完成精车后先以内花键轮廓自身作为基准冷挤加工内花键轮廓，内花键轮廓完成冷挤时，冷挤加工内花键轮廓的模具与内花键轮廓处于过盈状态，保持该过盈状态，并采用复合模具冷挤加工摆线外轮廓；最后对内转子分组配对外转子，并进行互为基准研磨左右端面。


2.根据权利要求1所述的基于粉末冶金转子制造过程的控制方法，其特征在于，调制的内转子材料成份质量分数为：C为0.3～0.5%，Ni为0.6～2.0%，Cu为1.0～3.0%，剩余为Fe；调制的外转子材料成份质量分数为：C为0.25～0.5%，Ni为0.6～1.5%，Mo为0.2～0.4%，Cu为0.6～2%，剩余为Fe。


3.根据权利要求1所述的基于粉末冶金转子制造过程的控制方法，其特征在于，内转子的结构和精度要求，具体如下：
内转子结构包括摆线外轮廓、内花键轮廓、内转子左端面、内转子右端面；沿内花键轮廓周向设置有油槽，设计内转子左端面为内转子端面基准、内花键轮廓为内花键基准，内转子外围最大尺寸<80mm，厚度<50mm；摆线外轮廓相对内花键基准的跳动量设计精度≤0.064mm，且摆线外轮廓相对内转子端面基准的垂直度设计精度≤0.02mm；内转子右端面相对内转子端面基准的平行度设计精度≤0.006mm，内花键轮廓相对内转子端面基准的垂直度设计精度≤0.02mm；内转子左端面和内转子右端面的自身平面度设计精度≤0.003mm、表面粗糙度设计精度为Ra0.8，摆线外轮廓表面粗糙度设计精度为Ra0.8、内花键轮廓的表面粗糙度设计精度为Ra1.6；
以上所述的内转子结构和精度要求通过步骤2）中的控制方式获得。


4.根据权利要求1所述的基于粉末冶金转子制造过程的控制方法，其特征在于，外转子的结构和精度要求，具体如下：
外转子结构包括摆线内轮廓、基体外圆、外转子左端面、外转子右端面，设计外转子左端面为外转子端面基准、摆线内轮廓为内轮廓基准，基体外圆直径<100mm、厚度<50mm；基体外圆相对摆线内轮廓基准的跳动量设计精度≤0.051mm，且基体外圆相对外转子端面基准的垂直度设计精度≤0.02mm；外转子右端面相对外转子端面基准的平行度设计精度≤0.006mm，摆线内轮廓相对外转子端面基准的垂直度设计精度≤0.02mm；外转子左端面与外转子右端面的自身平面度设计精度≤0.003mm、表面粗糙度设计精度为Ra0.8，摆线内轮廓和基体外圆的表面粗糙度设计精度均为Ra0.8；
以上所述的外转子结构和精度要求通过步骤1）中的控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祝，肖名涛，吴斯灏，
申请(专利权)人：苏州萨伯工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32