液壓螺母的數(shù)控加工

■雞西煤礦機(jī)械有限公司 （黑龍江 158100） 何燕成■哈爾濱第一機(jī)械集團(tuán)六分廠 （黑龍江 150056） 孫麗華■黑龍江省中能控制工程有限公司 （哈爾濱 150060） 何巖松■黑龍江省龍煤集團(tuán)雞西礦務(wù)局東海礦 （雞西 158100） 何延平

液壓螺母的數(shù)控加工

■雞西煤礦機(jī)械有限公司 （黑龍江 158100） 何燕成
■哈爾濱第一機(jī)械集團(tuán)六分廠 （黑龍江 150056） 孫麗華
■黑龍江省中能控制工程有限公司 （哈爾濱 150060） 何巖松
■黑龍江省龍煤集團(tuán)雞西礦務(wù)局東海礦 （雞西 158100） 何延平

摘要：本文從液壓螺母結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)其關(guān)鍵件的工藝流程、加工方案、工藝裝備等進(jìn)行介紹，特別是智能加工方面的應(yīng)用，通過改進(jìn)工藝方法提高其制造精度，提高其機(jī)械性能，解決液壓螺母容易出現(xiàn)漏油等質(zhì)量問題，進(jìn)一步降低成本。

液壓螺母廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械零部件的連接。液壓螺母改變傳統(tǒng)的堅(jiān)固方式，該轉(zhuǎn)矩鎖緊為軸向拉伸鎖緊。液壓螺母容易出現(xiàn)漏油等質(zhì)量問題，進(jìn)而影響到機(jī)器設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量而給顧客與公司帶來諸多不便和無法估量的經(jīng)濟(jì)損失。而外購的液壓螺母的價(jià)格昂貴，如果采用外購，又會(huì)提高設(shè)備的制造成本。

液壓螺母結(jié)構(gòu)如圖1所示。工作原理：首先用缸體內(nèi)螺紋將螺栓手動(dòng)鎖緊，之后用液壓泵將壓力油打入缸體與塞體間腔體，借助于高壓油泵的動(dòng)力，缸體帶動(dòng)螺栓并將螺栓拉長，用貝母將缸體鎖住，卸壓后，利用螺栓自身彈性將螺紋鎖緊，精確達(dá)到預(yù)定載荷，即使在振動(dòng)等工況惡劣的條件下，部件也不會(huì)松動(dòng)，并且液壓螺母可以多個(gè)同時(shí)使用。因此在煤礦機(jī)械的應(yīng)用具有十分重要作用。

液壓螺母在使用中時(shí)有漏油、拆卸困難等問題，與其制造方法與精度有著密切關(guān)系。對(duì)液壓螺母外購與自制件（隨機(jī)抽取一件）進(jìn)行檢測對(duì)比，對(duì)比測量結(jié)果，從幾何尺寸上來看，自制件比外購件要好；從表面粗糙度上以及零件硬度上看，外購件和自制件性能大致一樣。總之，經(jīng)過對(duì)比，找出了自制件不足之處，進(jìn)而加以改進(jìn)，以便使產(chǎn)品質(zhì)量得到提高，滿足用戶的需要，從而降低制造成本。

圖1　液壓螺母工作原理

針對(duì)制造精度差的問題，下面就螺母主要零件缸體、塞體加工工藝進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)液壓螺母核心元件全部用數(shù)控機(jī)床加工，缸體采用專用刀具和設(shè)備，端面密封環(huán)帶由原來的臥式車床CA6140、普通端面環(huán)溝車

刀易夾刀改為用CK6150數(shù)控編程和三特維克專用端面環(huán)溝車刀LF123H20-2525B-052BM，表面粗糙度提高一個(gè)級(jí)別，符合產(chǎn)品質(zhì)量的要求。對(duì)表面粗糙度值為Ra=1.6μm和Ra=0.8μm的加工表面，在數(shù)控設(shè)備上都采用一定的最佳轉(zhuǎn)數(shù)S500和進(jìn)給量。另外液壓螺母的工藝改進(jìn)措施有：

（1）對(duì)加工缸體的鉆胎進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)及加工，使之適合新結(jié)構(gòu)尺寸。

（2）設(shè)計(jì)拋光工裝（參照端面環(huán)溝車刀）LF123，使用電木材料，即可保護(hù)操作者，更能降低表面粗糙度值。

（3）在加工塞體的φ74f6及φ50H7尺寸時(shí)，嚴(yán)格保證尺寸及形位公差，保證表面粗糙度值達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1. 數(shù)控加工工藝分析

（1）缸體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工難點(diǎn)。該零件材料為40Cr，其冷加工切削性能和磨削性能良好，屬于薄壁盤類零件。它的特點(diǎn)是液壓螺母的核心零件。加工難點(diǎn)在于密封環(huán)帶深21mm，不論是各部尺寸φ74H7及φ50f6公差還是形位公差（同軸度φ0.015mm）要求的都非常嚴(yán)格（見圖2）。

圖2　缸體結(jié)構(gòu)圖

（2）工藝方案分析。該零件毛坯選用棒料，采用先粗后精的工藝方案，制定總體工藝流程：鋸→ 粗車→ 熱處理（調(diào)質(zhì)）→精車→ 磨（左端面）→車（外圓、環(huán)溝）→ 劃線→ 鉆孔→ 鉗（去刺）→ 車（滾花）→ 熱處理（發(fā)黑）→ 車（拋光）→ 鉗（攻螺紋）。

（3）工藝內(nèi)容。①鋸：多件一起，鋸耗2。②粗車：內(nèi)外圓均留2～2.5mm，切，環(huán)溝留2～2.5mm，各端臺(tái)面均留1～1.5mm，環(huán)溝尖角處車成R，其余不車。設(shè)備：C620-1。③熱處理：調(diào)質(zhì)。④車：內(nèi)孔、右端各部一刀下，環(huán)溝不車，左端面留0.1～0.2mm，大外圓車留1mm，其余全車好。設(shè)備：C620-3。⑤磨：左端面磨好。設(shè)備：M7130。⑥車：外圓車成φ84mm。設(shè)備：C620-3。⑦按右端面找正，誤差≤0.03mm，車好環(huán)溝。設(shè)備：CK6150；刃具：三特維克。⑧劃：尺寸7.5mm處φ3mm孔及十字垂直對(duì)胎線并引至φ83mm外圓上。⑨鉆：所有孔。設(shè)備：Z525；⑩鉗：套扣，去刺、清理。車：滾花。設(shè)備：C620-3。化：發(fā)黑。車：Ra=1.6μm面環(huán)帶拋光至Ra=1.6～0.8μm之間。設(shè)備：CA6140。鉗：重過扣M10×1-6H。

2. 數(shù)控加工程序總方案

精車選用的設(shè)備：大連機(jī)床廠。設(shè)備操作系統(tǒng)FANUC Series Oi Mate-TC。其性能指標(biāo)：主軸最高轉(zhuǎn)速3 000r/min。快速移動(dòng)8 000mm/min，工作行程X軸280mm，Z軸1 935mm。環(huán)帶加工程序如下：

O00001

M06T201；（設(shè)置刀具：內(nèi)孔車刀）

M08: (切削液)

M03S500；（設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速）

G00Z20；(快速進(jìn)給)

X73.01；

Z2；

G01Z-20.8F45；

G00Z20；(快速進(jìn)給)

X74.02；

Z2；

G01Z-20.8F45；

G00Z20；(快速進(jìn)給)

X0；

M05；（主軸停止）

M06T202；（設(shè)置刀具：外圓車刀）

M08: (切削液)

M03S500；（設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速）

G00Z20；(快速進(jìn)給)

X50.88；

Z2；

G01Z-20.8F45；

G00Z20；(快速進(jìn)給)

X49.98；

Z2；

G01Z-20.8F45；

G00Z20；(快速進(jìn)給)

X0；

M05；（主軸停止）

M30；（程序結(jié)束）

%

收稿日期：（20141112）