零件工艺

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第2206页（4695字）

以三段式浮动轴套结构为例，就几种零件的工艺进行简介。

(1)齿轮(见图37．2－2)

图37．2－2 齿轮精度要求

主要技术要求有齿轮齿形精度；齿轮端面表面粗糙度，平面度，端面跳动；齿顶圆，轴径尺寸精度；两轴颈表面粗糙度和形位精度等内容。

A．齿轮加工过程(见图37．2－3)

图37．2－3 齿轮加工流程图

B．中心孔的加工和修磨工序

轴齿轮中心孔作为加工基准和测量基准要求是很高的，在大批量加工中，采用铣端面打中心孔专机加工中心孔，用多棱硬质合金顶尖研磨，多棱强力定位顶尖修整并定位的方法提高中心孔的加工质量和定位质量。在批量不是很大，有条件采用中心孔磨床进行高精度加工则更佳。

C．齿形加工及热处理工序

齿轮泵齿形基本上都是渐开线齿形，并且大多是少齿数齿轮，目前加工多采用滚——剃——珩工艺以及滚——磨齿工艺。在中小排量泵大批量生产中采用滚——剃——珩工艺为多。在大中排量齿轮泵中采用滚——磨齿工艺较多。采用非对称双模数双压力角齿形加工，齿轮滚刀是特殊设计的采用滚——磨齿工艺。采用对称大齿高系数瘦长齿形因压力角和齿高系数非标而采用特殊设计的剃前滚刀，在齿形加工工序中也有特殊的工序尺寸要求，根据具体情况确定是否采用磨齿工艺。

齿轮泵齿轮啮合接触精度决定啮合密封效果，影响齿轮泵的容积效率。对噪音要求较高的齿轮泵和齿轮马达的齿形加工通常采用磨齿，以提高齿形加工精度，降低噪声和提高效率。

轴齿轮目前大多采用低碳合金钢渗碳淬火处理工艺，也有采用优质氮化钢材料的。作为啮合齿轮，表面渗碳淬火处理在要求上和作为支承的轴的热处理可有某些不同。

齿轮泵主动齿轮长径比较大，采用普通渗碳淬火工艺和装备有时产生较大的淬火变形，热处理后校直产生内应力，在一段时间后还会恢复部分变形，改变齿形精度，恶化齿轮啮合状况和轴，轴承内孔配合的负荷比压，为减少热处理淬火变形，提高热处理质量稳定性，宜采用带可控气氛渗碳或多元共渗工艺及设备。

D．齿轮端面及轴径精加工，精整工序

这一工序段是齿轮加工过程中的关键工序段，齿轮轴颈表面粗糙度、精度要求通过精磨，超精磨来实现，有条件的还采用气动振动珩研工艺，也有采用手工抛研方式降低轴颈靠端面部分和端面的表面粗糙度。在实际使用中，轴齿轮在径向液压力的作用下有挠度变形，靠齿轮端面的轴颈部分承受更大的局部比压，降低表面粗糙度或在轴颈有效支承部分做成直径差10～15μm的腰鼓形，有利于改善支承比压分布状况。有利于提高齿轮泵的工作压力。尤其是对采用低锡铝合金轴承材料轴套结构，减少了摩擦热，不使轴承材料产生非正常过烧使泵失效。实践表明大部分的烧套都是由表面质量差引起的。

齿轮端面加工质量影响容积效率，目前端面加工主要采用①专用高精度磨床，②切入式端面磨床，③万能外圆磨床改造而成的专用端面磨床来加工。从国外购进的切入式端面磨床带自动测量装置，自动化程度高，加工精度亦较好。但购置费用投入大，一般的端面磨床在表面粗糙度上大批量生产不稳定。在高精度万能外圆磨床上进行适当改造而成的专用齿轮泵端面磨床，改造成本低，加工质量相当一般高精度端面磨床。使用效果良好。

齿轮去毛刺是齿轮泵加工工艺中的一种特殊工艺要求，齿轮泵由于有端面密封和径向密封(“扫膛”密封)的功能要求，不同于一般的齿轮去毛刺，齿轮端面不允许有毛刺，齿轮齿廓要求有锐边、圆滑但无毛刺，在目前的加工手段中，有手工去毛刺，振动光饰去毛刺，电解去毛刺等，综合比较，电解法对齿廓局部去毛刺最适合，有明显的技术优势，生产效率高，适于大批量生产。

端面磨床加工后的表面粗糙度还希望再降低，电解去毛刺后在齿轮端面齿廓上留有0．1～02mm宽度的表面痕迹，目前通过端面研磨的方法来处理，有手工研磨，专用抛光轮抛研，专用带磨料的尼龙刷抛研，以进一步提高齿轮端面质量。

(2)泵体(见图37．2－4)

图37．2－4 泵体精度要求

泵体加工的主要技术要求是：两内孔的尺寸精度两内孔轴线的位置精度、平行度、两平面对内孔轴线的垂直度、两平面的平行度、两平面和两内孔的表面粗糙度、外密封圈槽的槽深精度等。泵体的材质和热处理要求不在此介绍。

A．泵体加工过程(见图37．2－5)

图37．2－5 泵体加工过程

B．泵体内孔加工

三段式浮动轴套结构泵体内孔作为浮动轴套的支撑面，首先要求内孔有一定的表面粗糙度，轴套支撑在泵体内孔也存在泵体内的高压腔油通过轴套外圆向低压腔泄漏的可能，这要求泵体两孔的形状精度，圆柱度要好，两轴线间的平行度及两轴线与前后盖结合平面的垂直度也要好。

在内孔加工工序中，目前，除采用加工中心外，大多采用金刚镗头或静压镗头加位移数显装置来实现。静压镗头或高精度刚性镗头保证孔加工精度，而两孔的位置精度则通过单坐标数显装置来保证，制造成本低，加工精度稳定，有条件采用数控镗床或高精度机械定位专用镗床也可实现泵体内孔加工技术要求。

除采用轴套结构以外，还有，前轴承在前盖上，后轴承在泵体内的齿轮泵二段式侧板结构，泵体和前盖之间大多采用定位销联接以保证前后轴承孔的同轴度。也有用定位止口定位的，定位刚度比定位销好，加工不如定位销易实现。同样，侧板结构两定位销孔和泵体内孔轴线距离一般也不大，多轴加工的质量稳定性不好，且适应性差，国内只有个别企业使用国外购进的四轴镗床，多数采用数控镗床或加工中心来实现泵体的高位置精度多孔加工。比较两种结构的泵体和前后盖，不难看出，轴套结构的加工工艺性相对要好些，这或许是目前大量使用的中小排量齿轮泵多数为轴套结构的原因，随着数控机床和加工中心的普及，加工技术的提高，侧板结构有扩大应用的趋势。

(3)轴套(侧板)(见图37．2－6)

图37．2－6 轴套精度要求简图

加工的主要技术要求是两孔中心距的位置精度，两孔的尺寸精度，形状精度，表面粗糙度，两孔中心轴线的平行度，对端面的垂直度；和齿轮贴合平面的平面度，表面粗糙度，采用压配DU轴承的轴套内孔轴线对端面的垂直度，密封圈槽的槽深精度等。轴套材料和其热处理要求不在此介绍。

A．轴套加工过程(见图37．2－7)

图37．2－7 轴套加工流程图

B．轴套平面加工

轴套和齿轮贴合平面要求平面度好，表面粗糙度要求低，目前多数为最终平面研磨，鉴于轴套不是完整圆柱而是眼镜套式的，采用机械研磨保证平面度有一定难度。随着国内齿轮泵产量的不断增加，为提高效率近年有采用平面磨床加工取代研磨的，只降低表面粗糙度，在批量生产中，经验证和台架寿命考核，能达到产品性能要求。

C．轴套孔加工

轴套有合体式和整体式两种，合体式是在轴套孔内压入DU轴承或双金属轴承，这里只介绍整体式轴套，采用低锡铝合金轴承材料，不加DU轴承或双金属轴承的一种。

轴套两孔的加工，通常采用精镗后滚压的工艺。

轴套两孔的位置精度要求很高，其误差直接影响两齿轮轴线的平行度，影响齿轮啮合精度，影响泵的效率。

加工轴套两孔可采用：①精密双轴镗，(采用高精度滚动轴承或滑动轴承)，②单轴刚性镗，单轴静压镗头另装数显装置，或精密机械定位装置保证中心距位置精度。轴套两孔加工由于位置精度高，加工方法同批量大小密切相关。如某厂轴套结构中小排量齿轮泵，单一系列年产量已达20万台以上，单月产量超过2．5万台，可见采用静压镗头双工位，用数显装置保证孔距位置精度的方案，是经济可行的，采用数控镗床或加工中心来加工轴套两孔，对于多品种和小批量生产具有明显的技术优势。

D．轴套的外圆加工

整体式浮动轴套的外圆加工是比较特殊的加工类型，外圆尺寸、表面粗糙度、外圆对孔轴线的全跳动要求都很高，外圆尺寸的相对误差，对轴线的全跳动都直接影响装配后齿轮两轴线的平行度，影响轴套端面和齿轮端面的贴合状况和端面密封效果。轴套的外圆加工目前有：

插削加工 最早使用，劳动生产率低。

旋风铣削加工 目前应用比较广泛，粗精加工都可以，在普通车床，铣床上增添工装都可以方便地实现。对不同材料，不同结构的轴套(包括侧板)的适应性都较好。采用专门设计铣削轴套外圆的旋风铣专机可以采用多轴多工位集中加工，一人多机，效率高。

拉削 是一种高效生产工艺，但在加工精度上尚无明显的技术优势。

轴套外圆刮削 是针对低锡铝合金材料硬度较低，易于加工的特点，结合轴套是由两个不完整圆组成的特定条件所采用的加工工艺。作为最终加工，能保证质量和精度稳定是其优势，在尺寸精度全跳动，形状精度和表面粗糙度等几方面都优于其它几种工艺方法，不足之处是刮削机具手工操作，劳动强度较大，有待改进。

E．内密封圈槽加工

轴套内密封圈槽目前多采用立体刻模铣进行仿形加工，对密封圈几何形状的适应性强，生产效率也较高。也有采用数控铣床或是平面仿形铣专机加工的，但采用立体刻模铣是最经济和高效的。