【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柱塞泵缸体加工，具体为柱塞泵双金属摩擦副铸铜熔池的加工方法。
技术介绍
1、柱塞泵是液压装备的核心元件，缸体作为柱塞泵的关键摩擦副零件，又是柱塞泵的核心，缸体的性能和质量直接影响柱塞泵的传动效率和使用寿命。目前，柱塞泵缸体使用最广泛的材料是铜-钢双金属复合材料，将铜合金(尤其是铅青铜)作为摩擦副的工作层，钢合金作为柱塞泵的基体，利用铜合金制备的工作层具有良好的减摩、耐磨及抗疲劳等特性，同时兼具软硬相组织决定了其具有良好的抗咬合性、嵌藏性和顺应性等性能。而钢材料作为柱塞泵缸体的基体材料则起到承载和抗冲击作用，两者复合形成的铜-钢双金属复合材料兼具了两种材料的优良性能。在生产时，为了将铜合金与钢材料基体结合，通常使用浇铸和熔铸两种工艺。浇铸工艺通常是先加工出柱形的钢基体，接着在钢基体一端面上车削出凹陷的环形铜熔池，将熔炼好的铅青铜合金液浇入到经加热的钢基体的铜熔池中，待其凝固，从而得到双金属缸体毛坯，再利用车削工艺将铜熔池车削掉，并将铜合金层加工为球面的摩擦副工作层。而熔铸工艺也需要先加工铜熔池，但直接将所述铜合金放入铜熔池中，将工件整体放入多温区烧结炉中进行升温，由于铜合金的熔点低于钢基体的熔点，因此，到达铜合金的熔点温度时，铜合金熔化，在钢基体的铜熔池中平铺，将其取出冷却后得到双金属缸体毛坯，再利用车削工艺将铜熔池车削掉，并将铜合金工作层加工为球面的摩擦副工作层。
2、上述两种方法在将铜合金与钢基体进行结合时，均是将铜合金熔化为液态，在铜熔池中完成铜合金与钢基体的结合，均需要加工铜熔池；同时，在柱塞泵中
3、现有技术中加工如图1所示的基体，需先将钢材加工为钢基体胚料1，然后在钢基体胚料1的一端车削出连接柱体2，另一端车削出铜熔池3，这种两端车削结构的加工方式需要车削掉大量的钢基体材料，增大钢基体材料使用并产生大量的钢材废屑，使得缸体整体生产成本提高，因此目前需要寻求一种避免大量车削的加工方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供柱塞泵双金属摩擦副铸铜熔池的加工方法，用以解决上述提到的现有技术中在钢基体胚料上需要车削铜熔池和连接柱体，切削量大，导致材料浪费多，造成生产成本高的技术问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：柱塞泵双金属摩擦副铸铜熔池的加工方法，包括以下步骤：
3、步骤1：胚料成型加工：将钢棒切割为钢基体胚料，其长度只包括缸体主体长度和车削连接柱体的长度及机械加工余量的总和；
4、步骤2：连接柱体和铜熔池的加工：在步骤1所述的钢基体胚料的一端面加工连接柱体，另一端面焊接环形侧壁形成铜熔池。
5、本实施方案的有益效果在于：
6、1、现有技术中钢基体胚料成型后，两端需要车削加工连接柱体与铜熔池，因此需要在钢基体胚料成型时两端均需要预留一段钢材料，用以后面车削加工为连接柱体和铜熔池，但是连接柱体和铜熔池只是保留钢基体中心或外围较少的材料，导致切削量大，材料浪费大；切削时间也长，因此车削加工连接柱体和铜熔池过程中产生大量的钢材废屑。而本申请直接焊接环形侧壁形成铜熔池，在钢基体胚料成型时，只需在一端预留一段钢材料，用以后期车削加工，钢基体胚料整体长度小于现有技术钢基体胚料的长度，车削时，也只对一端进行车削，降低切削量，提高材料利用率，同时缩短切削时间，因此其过程中产生钢材废屑更少，对钢材更为节省。
7、2、现有技术中，钢基体胚料需要在两端进行车削，因此需要车削两次，将工件装夹在车削机床上加工连接柱体后，还需要拆卸零件，反向装夹后，车削铜熔池，因此其加工时间更长。而本申请中将铜熔池的环形侧壁与连接柱体设计在同一端面上进行车削，只需要一次装夹就可完成加工，其车削效率更高。
8、3、本申请将铜熔池的环形侧壁与连接柱体设计在同一端面上进行车削，可一次性车削掉连接柱体与铜熔池均不需要的钢材，与现有技术相比其车削量小，降低刀片使用率，因此车床刀具的使用寿命得以延长。
9、进一步，所步骤2中加工连接柱体时，在胚料外周保留与铜熔池环形侧壁厚度一致的环体，将环体截下作为铜熔池的环形侧壁。本申请巧妙的利用连接柱体与铜熔池车削加工后保留的部分并不相同，在加工过程中将连接柱体与铜熔池的环形侧壁在同一端加工出来，在通过切割和焊接将环形侧壁移动到钢基体的另一端形成铜熔池；这样将连接柱体一端最外圈材料作为铜熔池焊接的环形侧壁，进一步节约了原料。
10、进一步，所示的步骤3后还包括有：步骤3：加工中心孔：沿钢基体的中轴线加工中心孔，中心孔从连接柱体一端贯穿到另一端的铜熔池;步骤4：冲压模具：选用钢板冲压球面模具，球面模具的球面与双金属摩擦副工作面的球面结构一致；步骤5：焊接模具：将加工好的球面模具凸面向内，与加工成型的铜熔池的环形侧壁焊接为一体，形成封闭的铜熔池。现有技术中铜合金与钢基体进行复合时，熔铜池开口朝上，在熔铜池中形成上端面平整的铜合金工作层胚体，完成双金属的复合后，才进行钻取中心孔，将工作层加工为球面等工序，这些工序需要车削、钻孔、打磨，使得铜合金工作面在加工过程中形成铜合金废屑，被车削的铜合金只能被废弃出售，造成铜合金的浪费，使得生产成本高，而本申请中先加工中心孔，将中心孔作为浇铸或熔铸时铜合金的入口，设计与球面摩擦副结构一致的球面模具与熔铜池焊接，形成封闭空间，并将钢基体进行倒置后，通过中心孔添加铜合金原材料，利用熔铸或浇铸形成铜合金工作层，与现有技术中柱体、且上端面平整的铜合金工作层相比，本申请形成的铜合金工作层坯体为球面，因此其车削量大大减少，产生的铜合金废屑减少，节省了铜合金的使用量，节约资源的同时降低了生产成本。
11、其次，在传统加工工序中，采用熔铸工艺时，缸体表面的摩擦副与球面摩擦副需同时熔铸造，而传统工艺中，球面摩擦副的熔铜池的开口和缸体开口朝向相反，因此在熔铸时，也需要焊接钢板将缸体开口封闭；而在本方案中，熔铸时钢基体倒置，则无需再封闭缸体开口，即封闭熔铜池并未延长工序。
12、进一步，所述步骤4中的球面模具的中心位置还包括有柱形模具。现有技术中，是先将铜合金与钢基体胚料完成复合后，再加工中心孔，因此需要再铜合金层中钻取中心孔，但本申请在球面模具中心设置柱形模具，利用柱形模具直接在熔铸过程中形成中心孔，可进一步减少铜合金原材料的浪费。
13、进一步，所述步骤2中焊接的环形侧壁为一体冲压的、带有球面模具和柱形模具的封闭式环形侧壁。直接冲压带有球面的盖板的环形侧壁，将环形侧壁焊接在钢基体上形成封闭的铜熔池，与先焊接环形侧壁，再焊接球面模具相比，整体性的、带有盖板的环形侧壁可避免两次焊接，其封闭性更好。
14、进一步，所述柱形模具的长度大于铜熔池的深度。因此，将球面模具与环形侧壁焊接后，可使得柱形模具伸入中心孔中，保证铜合金与钢基体胚料复本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.柱塞泵双金属摩擦副铸铜熔池的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柱塞泵双金属摩擦副铸铜熔池的加工方法，其特征在于：所述步骤4中的球面模具的中心位置还包括有向中心孔凸起的柱形模具。
3.根据权利要求2所述的柱塞泵双金属摩擦副铸铜熔池的加工方法，其特征在于：所述柱形模具的长度大于铜熔池的深度，与钢基体焊接后，可伸入中心孔中，并与中心孔之间留有间隙。
4.根据权利要求3所述的柱塞泵双金属摩擦副铸铜熔池的加工方法，其特征在于：所述步骤4中冲压摸具的钢材选用与钢基体胚料一致的金属材料。
【技术特征摘要】
1.柱塞泵双金属摩擦副铸铜熔池的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柱塞泵双金属摩擦副铸铜熔池的加工方法，其特征在于：所述步骤4中的球面模具的中心位置还包括有向中心孔凸起的柱形模具。
3.根据权利要求2所述的柱塞泵双金属摩擦...
【专利技术属性】
技术研发人员：石明义，孙晋强，杨超亮，
申请(专利权)人：贵州鼎成熔鑫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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