基于粉末冶金补油泵转子的制造方法技术

基于粉末冶金补油泵转子的制造方法，首先对转子基体材料成份进行调制，并结合烧结工艺有效降低了软氮化的非定向变形，进而满足寿命、经济性以及制造过程中的精度要求，而后将内外转子配对后同时研磨端面，有效保障产品精度的一致性；采用自设计的柔性紧固无心磨削工装，提高了生产效率，外转子和泵壳的配合即为基孔制，以保证配合精度要求；同时基体材料配合冷挤工艺并进行软氮化，有效提高内外转子接触摆线部分的基体硬度和强度；外转子的基体外圆在软氮化后磨削，在提高硬度及精度的同时保留了粉末冶金致密孔的自润滑特性。

【技术实现步骤摘要】
基于粉末冶金补油泵转子的制造方法
本专利技术涉及转子制造
，尤其涉及一种基于粉末冶金补油泵转子的制造方法。
技术介绍
鉴于常规补油泵用内外转子结构特点及精度要求，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。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，且工况恶劣，内外转子比较容易损坏；加之轴向装配尺寸要求及其他的技术要求，对于内外转子损坏后的实际现场维护只能替换整个补油泵。对现有的内外转子需要提高制造精度、硬度和强度、以及耐磨特性；原有的材料及制造工艺无法满足高精度制造要求，因为其材料热处理变形较大，不适合冷挤精整后再做热处理，而热处理硬度提高后又无法再采用冷挤整形；为了达到技术要求，必须针对特定的热处理工艺重新配比成分，把热处理变形降到最低，让烧结后的基体适合冷挤后热处理。
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补油泵转子的制造方法，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：基于粉末冶金补油泵转子的制造方法，具体步骤如下：1、调制转子材料成份1.1）调制内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，选定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；1.2）调制外转子材料成份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；2、设计转子结构2.1）设计外转子结构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；2.2）设计内转子结构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；沿内花键轮廓周向均布设置有油槽，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；3、制造转子3.1）制造外转子按照步骤2.1）设计的外转子结构，采用步骤1.2）中调制的外转子材料压制外转子毛坯，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；摆线内轮廓、基体外圆、外转子左端面和外转子右端面均留有加工余量；对摆线内轮廓采用模具冷挤，对完成分组配对的内外转子端面进行研磨，对基体外圆采用无心磨削，具体步骤如下：工序X1：以摆线内轮廓和外转子左端面作为装夹定位基准，精车削基体外圆和外转子右端面，以摆线内轮廓和外转子右端面作为装夹定位基准反头精车削外转子左端面，各车削面留有磨削余量；且在精车削基体外圆和外转子右端面的交接处倒角，反头车削时，外转子左端面和基体外圆保持直角；采用数控机床加工，本道工序获得基体外圆相对左右端面的垂直度≤0.015mm、左右端面之间的平行度≤0.025mm；工序X2：去除工序X1）中外转子左端面、外转子右端面分别与摆线内轮廓交接处因车削产生的飞边毛刺；工序X3：以外转子左端面作为支撑端面，并以摆线内轮廓自身作为基准冷挤加工摆线内轮廓；工序X4：对冷挤加工后的外转子进行软氮化处理，渗层深度≥0.3mm，硬度HR15N（81.3～83.4）；软氮化后的摆线内轮廓相关尺寸会稍有增大，但摆线外轮廓在软氮化后的相关尺寸同样会稍有增大，两者变化方向一致，加之变化量极小，能够保证在软氮化后两者的径向间隙；工序X5：内外转子配对两端面互为基准研磨；该道工序中所用分组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；分组配对的方式，首先，确定内外转子成品置入泵壳容腔内的轴向侧隙要求，其次，对已完成加工的泵体按容腔深度进行尺寸分组，根据分组尺寸的值及侧隙要求计算出内外转子轴向尺寸的加工范围，再次，根据轴向尺寸的加工范围选定内外转子与对应的泵体进行配对，最后，对选定的外转子左端面、外转子右端面和内转子左端面、内转子右端面分别双面互为基准研磨，使得外转子厚度和内转子厚度落在轴向尺寸的范围内；配对研磨保证内外转子厚度的一致性，按分组尺寸多对成组同时研磨，保证产品精度的一致性；另，外转子在研磨前先对与基体外圆形成倒角的右端面进行磨削；本道工序获得平行度≤0.006mm；工序X6：无心磨削基体外圆注：外转子的基体外圆和厚度尺寸比较大，不适合无心磨削，为了能够采用无心磨削并提高生产效率，设计对应的无心磨削工装，并将经过工序研磨完成的外转子轴向叠加置于无心磨削工装上；无心磨削工装包括导向筒、拉杆、紧固端盖、拉紧端盖、弹簧及用以拉紧紧固端盖与拉紧端盖的紧固件，外转子轴向叠加置于导向筒上，导向筒上设置有用于和摆线内轮廓小圆支撑配合的外圆、用于轴向限位的环形端面、用于与拉紧端盖配合限位的内孔及端面、用于与紧固端盖配合限位的内孔；导向筒一端设置有拉紧端盖，导向筒另一端设置有紧固端盖，拉杆同时贯穿紧固端盖、拉紧端盖并与紧固端盖、拉紧端盖间隙配合，在位于拉紧端盖端的拉杆上设置有外六角，挡圈套装于拉杆上且贴合接触外六角限位，弹簧套装于拉杆上且位于拉紧端盖与挡圈之间；在位于紧固端盖端的拉杆上设置有外螺纹，紧固件旋转设置于拉杆上用于拉紧紧固端盖和拉紧端盖，紧固件与紧固端盖接触侧设置有球面，紧固端盖与紧固件接触部位设置有圆弧，球面和圆弧接触；拉紧后弹簧处于压缩张紧状态，张紧力大小根据需要旋转紧固件调整；整个工装处于柔性紧固状态，无心磨削时可在导轮作用下自找正磨削，避免硬紧固的卡滞；工序X7：对工序X6）中无心磨削后的外转子基体边缘去除飞边毛刺，对基体去除剩磁，在防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用；3.2）制造内转子按照步骤2.2）设计的内转子结构，采用步骤1.1）中调制的内转子材料压制内转子毛坯，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，内转子毛坯的摆线外轮廓、内花键轮廓、内转子左端面和内转子右端面均留有加工余量；对摆线外轮廓和内花键轮廓采用复合模具冷挤，对完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于粉末冶金补油泵转子的制造方法，其特征在于，具体步骤如下：/n1、调制转子材料成份/n1.1）调制内转子材料成份/n内转子材料成份的质量分数为：C为0.3～0.5%，Ni为0.6～2.0%，Cu为1.0～3.0%，剩余为Fe；/n1.2）调制外转子材料成份/n外转子材料成份的质量分数为：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；/n2、设计转子结构/n2.1）设计外转子结构/n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；/n2.2）设计内转子结构/n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；/n3、制造转子/n3.1）制造外转子/n按照步骤2.1）设计的外转子结构，采用步骤1.2）中调制的外转子材料压制外转子毛坯；对外转子毛坯进行氨基气氛液相烧结，烧结后气体保护空冷，空冷后低温回火；对摆线内轮廓采用模具冷挤，对完成分组配对的内外转子端面进行研磨，对基体外圆采用无心磨削；/n3.2）制造内转子/n按照步骤2.2）设计的内转子结构压制内转子毛坯，采用步骤1.1）中调制的内转子材料压制内转子毛坯；对内转子毛坯进行氨基气氛液相烧结，烧结后气体保护空冷，空冷后低温回火；对摆线外轮廓和内花键轮廓采用复合模具冷挤，对完成分组配对的内外转子端面进行研磨。/n...

【技术特征摘要】
1.基于粉末冶金补油泵转子的制造方法，其特征在于，具体步骤如下：
1、调制转子材料成份
1.1）调制内转子材料成份
内转子材料成份的质量分数为：C为0.3～0.5%，Ni为0.6～2.0%，Cu为1.0～3.0%，剩余为Fe；
1.2）调制外转子材料成份
外转子材料成份的质量分数为：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
2.1）设计外转子结构
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；
2.2）设计内转子结构
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；
3、制造转子
3.1）制造外转子
按照步骤2.1）设计的外转子结构，采用步骤1.2）中调制的外转子材料压制外转子毛坯；对外转子毛坯进行氨基气氛液相烧结，烧结后气体保护空冷，空冷后低温回火；对摆线内轮廓采用模具冷挤，对完成分组配对的内外转子端面进行研磨，对基体外圆采用无心磨削；
3.2）制造内转子
按照步骤2.2）设计的内转子结构压制内转子毛坯，采用步骤1.1）中调制的内转子材料压制内转子毛坯；对内转子毛坯进行氨基气氛液相烧结，烧结后气体保护空冷，空冷后低温回火；对摆线外轮廓和内花键轮廓采用复合模具冷挤，对完成分组配对的内外转子端面进行研磨。


2.根据权利要求1所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法，其特征在于，沿内花键轮廓周向设置有油槽。


3.根据权利要求1所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法，其特征在于，步骤3）中，制造外转子的具体步骤如下：
工序X1：以摆线内轮廓和外转子左端面作为装夹定位基准，精车削基体外圆和外转子右端面，以摆线内轮廓和外转子右端面作为装夹定位基准反头精车削外转子左端面，各车削面留有磨削余量；
工序X2：去除工序X1）中外转子左端面、外转子右端面分别与摆线内轮廓交接处产生的飞边毛刺；
工序X3：以外转子左端面作为支撑端面，并以摆线内轮廓自身作为基准冷挤加工摆线内轮廓；
工序X4：对冷挤加工后的外转子进行软氮化处理；
工序X5：对内外转子进行分组配对，配对后对两端面进行互为基准研磨；
工序X6：采用无心磨削工装进行无心磨削基体外圆；
工序X7：对工序X6）中无心磨削后的外转子基体边缘去除飞边毛刺，对基体去除剩磁，在防蚀处理后按分组尺寸区分入库备用。


4.根据权利要求3所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法，其特征在于，工序X1）中，在精车削基体外圆和外转子右端面的交接处倒角，反头车削时，外转子左端面和基体外圆保持直角。


5.根据权利要求1或3所述的基于粉末冶金补油泵转子的制造方法，其特征在于，所用分组配对的内转子已完成摆线外轮廓和内花键...

【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