转叶式液压舵机的加工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及船舶设备的加工工艺，特别涉及一种转叶式液压舵机的加工工艺。
【背景技术】
[0002]在国家发展海洋资源开发与建设的宏观战略下，国内关于船舶与海洋工程装备的设计与生产单位越来越多，总体水平也越来越高。而在我国该行业实力整体发展的进程中，船舶相关类产品在其中扮演着基础与核心角色。舵机作为船舶关键设备之一，其无可替代的作用十分明显。可以预见，在相当长一段时间，舵机仍然是最主要的船舶转向操控装置。
[0003]目前更多的船舶采用往复式舵机作为转舵装置。往复式舵机的技术已经成熟，但其占用空间大和安装不便的缺点也十分明显。现代船舶要求更为绿色化、人性化。这对船舶设备的总体布置提出了更高的要求。在这样的背景下，转叶式舵机无疑具有较大的发展与运用空间。据资料显示，在我国的出口船舶中，转叶式液压舵机已有一定范围的运用。而在对速度要求高、舱容空间较小的军用舰艇上，转叶式舵机的优势更为突出。转叶舵机对密封性能的要求很高，密封不好就会使得跑舵速度增加，转舵速度减小。这种技术瓶颈限制了转叶舵机在对稳定性要求非常严格的军用舰艇上的运用。
[0004]影响转叶式液压舵机密封性能的关键因素是密封技术方案和几个关键零件的加工质量。密封技术目前多采用弹簧背压密封和复合动压密封的密封方式。在缺乏专用高精度加工设备的前提下，零件的加工质量则需要靠合理的加工工艺来保证。
[0005]中国专利公开号为CN101537569A，授权公告日为2009年9月23日的发明专利公开了一种转叶式液压舵机的加工工艺方法。该发明专利涉及的转叶式液压舵机的加工工艺包括缸体内孔及下端密封面的加工工序;缸体下端密封面上密封槽的加工工序;静叶的外形加工工序;静叶与缸体连接孔的加工工序;缸体、静叶和铜套的组合加工工序;转子体内锥孔的加工工序以及转子体不完整圆弧面的加工工序。
[0006]前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，缸体内孔及下端面采用粗车—精车—粗磨—精磨—手工抛光的工序，交界面用碗型砂轮精磨。该种加工方式工序布置较为合理，但需要更换一次磨具。同时手工抛光工作量较大，对功能技能水平要求较高，作业效率相对较低。
[0007]前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，静叶的外形加工工序采用粗车—与缸体组合—精车—磨削—线切割的工序，线切割成单件后与缸体装配。该种加工方式是先进行粗加工，在进行精加工然后后在进行线切割成型。线切割之后的固定叶片与缸体安装之后再进行组合加工。这种方式工序过程较为简便，但是精加工之后线切割容易出现因为材料内应力释放导致的变形，使得线切割之前的精加工失去作用，可能会使得最终装配的固定叶片的实际加工质量偏离设计要求，最终影响整机的性能。
[0008]前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，转叶舵机与舵杆为锥孔连接，通过锥孔测量工具来测量转子体锥孔长度及端面尺寸，再用测量的数据来磨削加工试验心棒，用心棒来控制锥孔尺寸与舵杆的接触面积。转子体与舵杆的锥面连接稳定，可靠。但如果在舵杆与转叶舵机由不同厂家制造的情况下，舵杆与转子体内锥孔的配合加工有一定困难，舵杆与转子体内孔结合面的接触面积的保证需要耗费更多的人力与设备资源，带来制造成本的增加。涨紧套涨紧连接可以避免这种困难。但该种连接方式需要考虑涨紧后转子体零件的变形，并在设计和加工中进行有效控制。
[0009]前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，对于转子体分段圆弧面，先在数控镗铣床上粗铣出不完整弧面，留精铣余量，然后采用O型陶瓷刀片，精铣分段弧面成型。该方法操作方便，工序过程容易实施，工艺安排合理可行。这种加工方法对设备有一定的依赖性，而且从上向下铣削逼近圆弧面的方式会使得成型的分段弧面的圆柱度与表面粗糙度质量受到限制，最终可能影响密封条的寿命和动密封的密封质量。
[0010 ]转子体、固定叶片的横向和竖向密封槽中所安装的密封条将转叶舵机内部分成几个密封的液压腔。这几个密封条的密封性是保证转叶舵机工作性能的关键因素。前述公开号为CN101537569A专利涉及的转叶舵机加工工艺中，没有包含对转叶舵机密封性影响较大的转子体和固定叶片横向和竖向动密封槽的加工工序，也没有包含转子体中内嵌液压阀安装孔的加工工序。
【发明内容】
[0011]针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是:提供一种能保证零件加工质量和转叶舵机整体性能的转叶式液压舵机主要零件加工工艺。
[0012]为解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是:提供一种转叶舵机的加工工艺，包括转子体的加工工序、缸体的加工工序、固定叶片的加工工序、缸体与固定叶片的组合加工工序以及转叶舵机转子体以及固定叶片密封槽的加工工序，其特征在于:
所述转子体的加工工序中，转子体采用动叶片与转子体的基体分体加工，将分体加工成形后的动叶片通过结构连接和焊接的方式与基体连接成转子体；
缸体的加工工序中，铸造成型的毛坯通过在数控立车上粗车—精车—气动磨削—砂袋磨磨光—修磨圆角—加工各油口的方式完成加工；
所述转叶舵机固定叶片的加工工序中，铸造成型的毛坯通过粗车—时效—半精车—线切割—镗钻与盖板安装孔—与缸体修刮—镗钻与缸体第一次安装螺纹孔—固定缸体与固定叶片—缸体与固定叶片组合加工各销孔、螺纹孔—拆卸固定叶片—钻梭阀安装孔、镗铣密封槽—固定缸体与固定叶片—精车组装后的固定叶片内孔、并加工螺孔及密封槽—与缸盖配研的工序流程完成加工；
所述转叶舵机缸体与固定叶片的组合加工工序中，将固定叶片和缸体前后进行两次组合加工，第一次组装时，加工固定叶片与缸体连接的螺孔和销孔，以便于固定叶片和缸体的第二次组装;第二次组装时，进行固定叶片安装到位后的内孔分段圆周及上端面的加工，使分段的固定叶片内孔与端面的尺寸精度和形位公差达到设计要求；
所述转子体以及固定叶片密封槽的加工工序中，在转子体的动叶片固定叶片上均加工有密封槽，其中，在动叶片上相对于缸体的一面沿动叶片的竖向加工竖向密封槽，在动叶片的顶面和底面均沿动叶片的横向加工横向密封槽，以使得密封槽呈半框形，在固定叶片上相对于转子体的一面沿固定叶片的竖向加工竖向密封槽，在固定叶片的顶面和底面均沿固定叶片的横向加工横向密封槽，以保证各密封面之间的密封。
[0013]进一步的，还包括在转子体的动叶片和固定叶片上内嵌液压阀安装孔的加工工序;转子体上的液压阀安装孔的加工工序在转子体的动叶片与基体连接前加工；固定叶片上的液压阀安装孔在固定叶片与缸体进行组装前加工;加工时，由固定叶片和动叶片的一侧至相对的另一侧方向上键钻Φ 32mm孔和M24螺孔底孔，两孔的同轴度误差在0.02mm以内，并保证孔内柱面和台阶面的表面粗糙度在Ra3.2以内，然后攻M24螺纹，在底孔加工完成后借助攻丝套筒从无螺纹一端向有螺纹一端进行螺纹孔成型加工。
[0014]进一步的，在转子体加工工艺中，所述基体采用粗车—精车—外圆磨—砂袋磨—镗铣—钻攻的加工方法，其中，粗车和精车为成型加工，用来保证转子体分段弧面的尺寸公差要求，磨削加工用于保证基体的表面粗糙度和基体圆度、圆柱度公差要求，砂袋磨用于进一步提高零件的表面质量，可以