液压泵柱塞滑靴组件及其加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变量柱塞泵技术领域，尤其涉及一种液压泵柱塞滑靴组件及其加工方法。
【背景技术】
[0002]随着现代化机械设备的飞速发展，特别是工程机械、注塑机械、机床和农业机械等领域的发展，对柱塞式液压泵的需求逐渐增大，如何提高柱塞式液压泵的使用寿命和可靠性，以满足实际工况的要求已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。然而目前面临的技术问题是:柱塞与滑靴配合安装过程中无辅助定位结构，难以保证柱塞与滑靴铆接后可相对活动无阻滞；同时柱塞在柱塞缸体来回运动时易拉伤缸套，进而导致运行不畅，而高速运行时，产生有离心力，在惯性作用下易导致缸套受压变形；此外，滑靴与柱塞之间仅通过油道连通卸荷，导致其两端的液压力不平衡，进而影响压力油的正常输送，且斜盘通过滑靴推动柱塞压油时产生正压，不利于滑靴在斜盘上改变运行状态，造成滑靴的磨损。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题在于提供一种液压泵柱塞滑靴组件及其加工方法，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0004]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0005]液压泵柱塞滑靴组件，包括柱塞与滑靴，其中，柱塞与滑靴铆接，并在滑靴上设置有用于柱塞与滑靴定位的收口固定结构，柱塞上设置有用于安装于柱塞缸体内的柱塞外圆，且柱塞外圆下端与端面过渡处设置有外圆底部过渡圆弧，用于防止柱塞来回运动时拉伤缸套，同时保持运行畅通；柱塞外圆上方设置有球头脖颈和柱塞球头，柱塞内腔设置有柱塞内锥面，柱塞内锥面上部通过内部过渡锥面过渡与柱塞油道连通，柱塞球头顶端设置有油路锥形通道，柱塞油道通过柱塞阻尼孔与油路锥形通道连通，压力油经柱塞油道、柱塞阻尼孔和油路锥形通道过渡至滑靴的相关通道结构中；收口固定结构设置在滑靴内腔，且在收口固定结构内侧设置有滑靴内球面，而滑靴内球面中间设置有滑靴油道，滑靴油道通过滑靴阻尼孔与滑靴锥形油道连通，并在滑靴阻尼孔外围设置有一级承压型腔、二级承压型腔及三级承压型腔，同时在一级承压型腔上设置有一级阻尼油道，二级承压型腔上设置有二级阻尼油道，三级承压型腔上设置有三级阻尼油道；此外，柱塞内锥面下部主体部分为小锥度设置，油路锥形通道与滑靴油道连通，且一级承压型腔、二级承压型腔及三级承压型腔为偏心设置，在斜盘通过滑靴推动柱塞压油时，造成偏压，有助于滑靴在斜盘上改变运行状态，降低滑靴的磨损，偏心距范围0.5mm?0.6mm。
[0006]在本发明中，柱塞与滑靴铆接收口后，柱塞和滑靴保持相对活动无阻滞，铰接回转角度为-21°?+21°，且相对轴向间隙0.015mm?0.05mm，铆接抗拉力不低于4500N。
[0007]在本发明中，柱塞球头与球头脖颈过渡处设置有柱塞第一环形端面，柱塞第一环形端面与柱塞球头之间设置有柱塞第一过渡圆弧，通过柱塞第一过渡圆弧圆滑过渡，便于柱塞球头在研磨时的加工以及保证装配后的相互流畅运行；柱塞第一环形端面与球头脖颈之间设置有柱塞第二过渡圆弧，通过柱塞第二过渡圆弧过渡，以增加承压能力及降低应力；而柱塞外圆上端与球头脖颈过渡处设置有柱塞第二环形端面，柱塞第二环形端面与柱塞外圆之间设置有柱塞第三过渡圆弧，通过柱塞第三过渡圆弧过渡。
[0008]在本发明中，柱塞内锥面下部主体部分为小锥度设置，薄壁可有效降低柱塞的惯性，在柱塞缸体高速运行时，大大降低离心力，有效减小缸套的受压变形，从而保持较好的理论设计特性，内部过渡锥面较好的保证了柱塞的整体过渡和承压受力特性。
[0009]在本发明中，收口固定结构包括滑靴过渡锥形面、收口过渡内圈道、收口内缺圆、收口过渡圆弧及滑靴锥形面，其中，滑靴锥形面设置在滑靴与柱塞铆接的端面上，收口内缺圆一端通过收口过渡圆弧与滑靴锥形面连接，另一端与收口过渡内圈道连接，滑靴过渡锥形面设置在收口过渡内圈道内侧；收口过渡内圈道和滑靴过渡锥形面可有效避开右端收口时产生的变形对滑靴内球面造成影响，收口内缺圆有利于收口变形，且可降低对滑靴内球面的影响，而收口过渡圆弧可使柱塞在收口后，滑靴在柱塞内顺畅活动，无卡滞。
[0010]在本发明中，滑靴外部设置有滑靴环形端面与滑靴过渡外圆，而滑靴环形端面与滑靴过渡外圆结合处设置有滑靴防干涉沉槽，用于防止滑靴装入整机时与压盘产生干涉。
[0011]在本发明中，当柱塞泵油运行时，压力油经柱塞油道、柱塞阻尼孔和油路锥形通道过渡到滑靴油道、滑靴阻尼孔和滑靴锥形油道冲入一级承压型腔，并经一级阻尼油道流进二级承压型腔，再经二级阻尼油道流入三级承压型腔，最终经三级阻尼油道卸荷，在整个过程中是阻尼卸荷，以使组件两端保持液压力相对平衡，其中柱塞阻尼孔能够有效降低压力油的冲击，保证滑靴与斜盘的贴合。
[0012]在本发明中，柱塞组件需具备耐磨、耐腐蚀及耐冲击等特性，且根据实际使用需要，部分结构需要较高的加工精度，柱塞球头的尺寸精度为-0.005mm?-0.013mm，柱塞外圆的尺寸精度为-0.012mm?-0.02mm，收口过渡内圈道的尺寸精度为+0.005mm?+0.015mm，其余结构表面为机加工要求IT6级精度要求。
[0013]液压泵柱塞滑靴组件加工方法，具体步骤如下:
[0014]1、柱塞的制备
[0015]I)选取基体材料，基体材料选用调质磨光棒料，采用双动力主轴自动车床加工，同时在加工柱塞球头与柱塞外圆时留后续加工余量，得柱塞坯体；并在双动力主轴自动车床内安装有生产动态抽检检测仪，检测关键尺寸，以保证批量生产的加工精度，有效控制报废率;
[0016]2)对步骤I)中获得的柱塞坯体进行表面气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于850HV0.2，渗层深度 0.35 ?0.5mm ;
[0017]3)待步骤2)中柱塞坯体表面气体氮化处理完毕后，对其两端定位，采用成形磨床粗磨削柱塞球头与柱塞外圆；
[0018]4)待步骤3)中柱塞坯体粗磨削完毕后，再研磨柱塞球头至设计尺寸要求；
[0019]5)再次对柱塞坯体两端定位，并采用高精外圆磨精磨柱塞外圆；
[0020]6)待步骤5)中柱塞外圆精磨完毕后，再软抛光柱塞球头与柱塞外圆，并圆滑抛光各过渡圆弧，得柱塞成品；
[0021]7)对步骤6)中获得的柱塞成品进行抽样检测，抽检率不低于5%，样品检测为全检；
[0022]8)对步骤7)中检测合格的柱塞成品进行清洗防蚀去磁处理；
[0023]9)对步骤8)中进行清洗防蚀去磁处理完毕的柱塞成品外观检测合格后，封装入库待用；
[0024]2、滑靴的制备
[0025]I)选取基体材料，基体材料选用易切削黄铜棒料，采用双动力主轴自动车床加工，同时在加工滑靴内球面时留后续加工余量，得滑靴坯体；并在双动力主轴自动车床内安装有生广动态抽检检测仪，检测关键尺寸，以保证批量生广的加工精度，有效控制报废率；
[0026]2)待步骤I)中滑靴坯体加工完毕后，在滑靴坯体上研磨滑靴内球面至设计尺寸要求；
[0027]3)待步骤2)中滑靴坯体上的滑靴内球面研磨完毕后，对滑靴坯体进行清洗防蚀处理，得滑靴产品；
[0028]4)对步骤3)中获得的滑靴成品进行抽样检测，抽检率不低于5%，样品检测为全检；
[0029]5)对步骤4)中检测合格的滑靴成品外观检测合格后，封装入库待用；
[0030]3、组装柱塞与滑靴
[0031]将封装入库待用的滑靴套装于柱塞上，并进行收缩处理，且轴向间隙0.015mm?0.07mnu
[0032]有益效果:本发明中滑靴上设置由用于柱塞与滑靴定位的收口固定结构，用以保证柱塞与滑靴铆接后可相对活动无阻滞，而柱塞上设置的柱塞外圆下端与端面过渡处设置有外圆底部过渡圆弧，用于防止柱塞来回运动时拉伤缸套，同时保持运行畅通；柱塞内锥面下部主体部分为小锥度设置，薄壁可有效降低柱塞的惯性，在柱塞缸体高速运行时，大大降低离心力，有效减小缸套的受压变形；滑靴与柱塞通过阻尼接通，以使组件两端保持液压力相对平衡，且一级承压型腔、二级承压型腔及三级承压型腔为偏心设置，在斜盘通过滑靴推动柱塞压油时，造成偏压，有助于滑靴在斜盘上改变运行状态，进而降低滑靴的磨损。
【附图说明】
[0033]图1为本发明的较佳实施例的主视图。
[0034]图2为本发明的较佳实施例中的柱塞剖视图。
[0035]图3为本发明的较佳实施例中的柱塞球头与球头脖颈局部剖视图。
[0036]图4为本发明的较佳实施例中的滑靴剖视图。
[0037]图5为本发明的较佳实施例中的滑靴左视图。
[0038]图6为本发明的较佳实施例中的滑靴环形端面与收口过渡内圈道局部剖视图。
【具体实施方式】
[0039]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0040]参见图1?图6的液压泵柱塞滑靴组件，包括柱塞1、油路锥形通道1-1、柱塞球头1-2、球头脖颈1-3、内部过渡锥面1-4、柱塞内锥面1-5、外圆底部过渡圆弧1-6、柱塞外圆1-7、脖颈过渡圆弧1-8、柱塞油道1-9、柱塞阻尼孔1-10、柱塞第一过渡圆弧1-11、柱塞第一环形端面1-12、柱塞第二过渡圆弧1-13、柱塞第二环形端面1-14、柱塞第三过渡圆弧
1-15、滑靴2、滑靴环形端面2-1、滑靴过渡外圆2-2、收口内缺圆2-3、滑靴锥形面2_4、滑靴油道2-5、滑靴内球面2-6、收口过渡内圈道2-7、滑靴防干涉沉槽2-8、一级承压型腔2-9、滑靴阻尼孔2-10、滑靴锥形油道2-11、二级承压型腔2-12、三级承压型腔2-13、一级阻尼油道
2-14、二级阻尼油道2-15、三级阻尼油道2-16、收口过渡圆弧2-17、滑靴过渡锥形面2_18。
[0041]在本实施例中，柱塞I与滑靴2铆接后如图1所示，柱塞I上设置的柱塞球头1-2与滑靴内球面2-6配合，并通过收口限定柱塞I和滑靴2的相对位置，要求铆接收口后，柱塞I和滑靴2保持相对活动无阻滞，铰接回转角度为-21°?+21°，且相对轴向间隙0.015mm?0.05mm，铆接抗拉力不低于4500N ;柱塞I通过柱塞外圆1_7安装于柱塞缸体内，且下端与端面过渡处设计有外圆底部过渡圆弧1-6，防止柱塞I来回运动时拉伤缸套以及给运行带来不畅，球头脖颈1-3和柱塞第二环形端面1-14通过脖颈过渡圆弧1-8过渡，以增加承压能力及降低应力，柱塞第一环形端面1-12与球头脖颈1-3通过柱塞第二过渡圆弧
1-13过渡，且柱塞第一环形端面1-12与柱塞球头1-2通过柱塞第一过渡圆弧1-11圆滑过渡，该设计便于柱塞球头1-2在研磨时的加工以及保证装配后的相互流