液壓支架缸體內(nèi)孔的加工工藝系統(tǒng)分析

丹慧芳

（河北天擇重型機(jī)械有限公司，河北 邯鄲 056200）

0 引言

液壓缸是液壓支架中的重要組成部分，缸體設(shè)計(jì)采用國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到機(jī)械加工性能及材料等因素，這樣才能使液壓缸精度更高，安全性更好。在加工過(guò)程中要根據(jù)內(nèi)孔加工特點(diǎn)，采用先進(jìn)的工藝提高缸體內(nèi)孔加工的表面質(zhì)量和尺寸精度，提高生產(chǎn)效率。

1 液壓缸體內(nèi)孔加工中存在的問(wèn)題

1）加工精度問(wèn)題。液壓缸體內(nèi)孔加工要求具有嚴(yán)密的加工工藝，否則難于保證液壓缸體內(nèi)孔的形位公差及表面粗糙度，最終影響液壓缸功能的實(shí)現(xiàn)。但是在實(shí)際加工過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生人為或者客觀的因素，導(dǎo)致液壓缸缸體內(nèi)孔中心線歪斜，壁厚不均勻；甚至出現(xiàn)液壓缸缸體孔壁粗糙不平，表面質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱量和切屑能否及時(shí)排出的影響。在機(jī)械加工過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量和切屑，這些熱量和切屑如果不及時(shí)排出和清理，熱量集中不均勻也會(huì)影響液壓缸缸體內(nèi)孔的加工，影響其精度。

2 工藝方法的選擇和確定

針對(duì)以上液壓缸缸體內(nèi)孔在加工過(guò)程中容易出現(xiàn)的一些問(wèn)題，必須制定嚴(yán)格的加工工藝，確保液壓缸缸體內(nèi)孔加工能夠符合設(shè)計(jì)要求。液壓缸缸體內(nèi)孔的加工屬于深孔加工，加工時(shí)必須按照缸體內(nèi)孔加工精度和缸體材質(zhì)特點(diǎn)及熱處理工藝選擇合適的加工方法。

液壓缸缸體毛坯一般選擇熱軋無(wú)縫管，所以其加工余量的變化比較大，工件的固定夾緊比較難；另外，選材及熱處理對(duì)加工工藝影響也比較大。

根據(jù)以上我們分析的液壓缸缸體內(nèi)孔的特點(diǎn)，在進(jìn)行缸體內(nèi)孔加工時(shí)首先要解決缸體外徑不一致的問(wèn)題，解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是在內(nèi)孔加工時(shí)采用端面定位法進(jìn)行加工處理，也就是在缸體兩端分別加工出一個(gè)90°的錐面作為缸體內(nèi)孔的定位裝夾基準(zhǔn)，其次是缸體內(nèi)孔加工粗糙度問(wèn)題，解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是在缸體內(nèi)孔加工時(shí)，根據(jù)加工余量及加工精度，把粗精加工分開(kāi)，解決粗糙度、毛坯量大等問(wèn)題；采用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀頭加工能夠有效解決材料硬的問(wèn)題。機(jī)夾硬質(zhì)合金刀頭在不利用刀模的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)很好的斷屑效果，這種加工方法對(duì)精度的要求一般比較高，避免了人工加工不穩(wěn)定問(wèn)題的出現(xiàn)；另外是缸體內(nèi)孔在加工的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)較好的精確度和粗糙度，可以采用滾壓和珩磨的方式解決此類問(wèn)題。

通過(guò)以上分析我們可以確定兩種加工工藝方法：一個(gè)是推鏜滾壓，另一個(gè)是推鏜珩磨。推鏜珩磨所采用的工藝路線為：粗鏜→半精鏜→浮動(dòng)鏜→珩磨，這種工藝結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、所以加工制作起來(lái)也比較容易，工藝路線比較容易掌控，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)較好的粗糙度和尺寸精度控制，提高加工零件的質(zhì)量。但是這種工藝路線涉及的生產(chǎn)工藝比較多，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，而且在生產(chǎn)加工的工作中產(chǎn)生的噪聲比較大，由于這方面的原因其應(yīng)用范圍也受到一定的限制。

推鏜滾壓工藝加工方法中滾壓技術(shù)屬于無(wú)屑加工，是目前液壓缸體內(nèi)孔加工中比較先進(jìn)的一種加工技術(shù)。此加工工藝特點(diǎn)是：加工效率高、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、表面粗糙度好，加工時(shí)在滾壓過(guò)程中缸體內(nèi)孔會(huì)產(chǎn)生表面冷作硬化，提高缸體內(nèi)孔耐磨性。所以在液壓缸體內(nèi)孔加工中一般選擇此種加工方法進(jìn)行加工。在加工過(guò)程中為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，可以將滾壓、推鏜進(jìn)行合并，也就我們常說(shuō)的推鏜滾壓復(fù)合工藝法，這種加工設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了加工效率的進(jìn)一步提高。

3 工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

我們采用推鏜滾壓復(fù)合工藝進(jìn)行內(nèi)孔加工，加工時(shí)要特別注意切屑問(wèn)題，前道工序推鏜可能會(huì)產(chǎn)生大量的切屑，這時(shí)應(yīng)該注意不能使切屑進(jìn)入滾壓頭內(nèi)，以免影響滾壓頭工作質(zhì)量，影響加工出的內(nèi)孔表面質(zhì)量。定位裝夾基準(zhǔn)選擇缸體兩端加工的90°錐面，然后通過(guò)輸油器和機(jī)床床頭頂住工件實(shí)施各個(gè)工序的定位夾緊。工藝系統(tǒng)中選擇帶液壓油缸的輸油器，這樣不僅操作簡(jiǎn)便，而且提高夾緊工件的穩(wěn)定性。

1）鏜桿。推鏜壓頭安裝在鏜桿的前端，使鏜桿的尾座與后端相連接，這樣的設(shè)計(jì)能夠起到較好的導(dǎo)向作用，便于操作。但是在這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)鏜桿具有一定的要求，鏜桿要有足夠的長(zhǎng)度，以便能夠適應(yīng)加工不同長(zhǎng)度的缸體結(jié)構(gòu)；鏜桿要具備可靠的剛度和強(qiáng)度，一般情況下采用27SiMn的厚壁無(wú)縫鋼管，調(diào)質(zhì)處理后具有較好的使用效果，完全能夠滿足工藝要求；鏜桿的外表面要求具有一定的尺寸精度和較低的表面粗糙度，如果有些設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)這一要求，就采用鏜桿分段加工法，在鏜桿的中間利用過(guò)盈連接，并且在二者的連接處用錐銷連接，以便能夠保障聯(lián)接處不會(huì)有變形和脹大現(xiàn)象。

2）輸油器分析。輸油器的主要作用是提供冷卻液和基座，同時(shí)為工件裝夾提供基準(zhǔn)和所需運(yùn)動(dòng)。輸油器主要由活塞、壓力表、推力軸承、鏜桿導(dǎo)向套、后頂件盤、向心軸承以及軸承套等組成，各個(gè)部件相互聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行工作。輸油器在制作的過(guò)程中要保障其同軸度公差，一般情況下選擇0.03 mm。所以在加工過(guò)程中要首先加工好導(dǎo)軌面，再將其安裝在機(jī)床上進(jìn)行自鏜，以便最大限度地減小誤差。

3）加工過(guò)程中冷卻液的選擇。冷卻液具有冷卻、潤(rùn)滑、排屑功能，一般情況下推鏜加工過(guò)程中切削速度比較快，因而會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，需要冷卻液進(jìn)行冷卻，否則影響加工質(zhì)量。在推鏜滾壓的情況下，為了降低粗糙度，必須利用潤(rùn)滑液增加潤(rùn)滑效果。可以利用油性切削液進(jìn)行潤(rùn)滑，但是為了減少機(jī)油使用過(guò)程中產(chǎn)生的大量油霧污染，一般采用861通用切削液比較好。另外，切削液要有足夠的流量，以便實(shí)現(xiàn)排屑順利。

4 推鏜滾壓復(fù)合工藝法

1）推鏜頭的設(shè)計(jì)。推鏜滾壓復(fù)合工藝法的設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，推鏜頭是缸體內(nèi)孔粗加工的重要組成部分，推鏜頭主要由8部分組成。

按照這個(gè)程序設(shè)計(jì)的推鏜頭，通過(guò)把普通推鏜頭中的硬質(zhì)合金導(dǎo)向改成滾柱，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)摩擦向滾動(dòng)摩擦的過(guò)渡，很大程度上縮小摩擦力，而且這種實(shí)現(xiàn)更換的方式，提高了推鏜頭的使用壽命。推鏜頭中的滾柱具有導(dǎo)向和滾壓雙重作用。滾柱的外圓面要設(shè)計(jì)成腰鼓形，而且要具有一定的圓滑性，不能有棱線存在，以免影響加工質(zhì)量。滾道和滾柱設(shè)計(jì)成左右對(duì)稱的形狀，以便于日后更換。

2）滾壓頭。滾壓頭的設(shè)計(jì)能夠提高滾壓效果和切削速度，從而提高生產(chǎn)效率。滾壓頭一般包括刀盤、芯軸、滾道、鏜刀、保持器、推力軸承等部件，推鏜頭和滾壓頭在可以設(shè)計(jì)成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以便更好地提高生產(chǎn)效率。

3）推鏜滾壓復(fù)合工藝。滾壓加工屬于無(wú)屑加工，它是通過(guò)滾柱擠壓零件表面，使零件材料在擠壓的作用下產(chǎn)生塑性變形，以便降低零件表面粗糙度。推鏜滾壓是缸體內(nèi)孔加工的最后一道工序，它的加工至關(guān)重要，所以滾壓頭必須有一個(gè)可靠的初始導(dǎo)向，這樣才能保障滾柱進(jìn)入工件前，鏜刀不會(huì)發(fā)生讓刀現(xiàn)象，提高內(nèi)徑尺寸精確度。另外，加工過(guò)程中產(chǎn)生的大量斷屑也會(huì)影響滾壓效果，在加工的過(guò)程中鏜刀刃應(yīng)該選擇為短螺卷狀或者C形切屑，以降低切屑對(duì)滾壓效果的影響。而且加工過(guò)程中機(jī)夾鏜刀的運(yùn)用把刀頭轉(zhuǎn)為硬質(zhì)合金，提高其加工刀具的硬度，這樣能夠較好地保證斷屑，減少切屑的產(chǎn)生，提高滾壓成功率。

5 結(jié)語(yǔ)

液壓缸體內(nèi)孔加工必須根據(jù)其加工特點(diǎn)認(rèn)真選擇工藝方法，在此基礎(chǔ)上利用各種先進(jìn)的工藝加工手段，提高缸體內(nèi)孔加工的尺寸精確度和表面質(zhì)量，同時(shí)提高加工效率，實(shí)現(xiàn)缸體加工質(zhì)量水平的提高。但是在加工處理的過(guò)程中要特別注意切削液、潤(rùn)滑油的使用，保證斷屑的可靠性和潤(rùn)滑速度，使各種缸體能夠能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的加工，提高液壓缸體內(nèi)孔加工工藝水平。

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