一種新型液壓千斤頂油缸滾壓加工裝置的設計

陳 華 闕燚彬

（柳州職業技術學院，廣西 柳州 545006）

一種新型液壓千斤頂油缸滾壓加工裝置的設計

陳 華 闕燚彬

（柳州職業技術學院，廣西 柳州 545006）

采用滾壓加工原理，優化了液壓千斤頂油缸的加工技術，研究設計了一種液壓千斤頂油缸滾壓加工裝置，使用該裝置加工的油缸表面粗糙度能達到設計要求，并且使油缸內孔表面形成了壓應力。

千斤頂油缸；滾壓加工；加工裝置；壓應力

1 前言

油缸內孔的加工是該零件的在制造過程中的一項關鍵技術，現有的工藝方法加工效率較低，且油缸內孔的表面沒有壓應力產生，容易產生疲勞損傷而降低使用壽命。為了提高油缸的生產效率，延長液壓千斤頂的使用壽命，本文嘗試設計液壓千斤頂油缸滾壓加工裝置優化液壓千斤頂油缸的加工技術。

2 滾壓加工特點與液壓千斤頂油缸現狀

滾壓加工是將金屬表面與硬度高且光滑的滾柱滾壓接觸，使其產生局部的微小塑性變形的一種塑性精加工，優點是即改善了表面粗糙度的同時硬化加工表面，并產生壓縮殘留應力使表面更耐磨。

加工時，在碾入區域滾柱與加工表面接觸并漸漸加壓，在塑性變形區域壓力將超過材料屈服點，加工表面產生局部塑性變形。在滾柱下端最大負載作用后，在平滑區域開始彈性復原，滾柱漸漸與加工表面分離。

由于液壓千斤頂中的油缸和活塞之間的配合為精密配合，因此，油缸內孔的表面需要達到較低的表面粗糙度值（Ra＜0.4 μm）。而現有的液壓千斤頂油缸內孔的加工工藝為車床精車后再用磨床進行粗磨、精磨，才能達到所要求的表面粗糙度，其效率較低，而且油缸內孔的表面還不能產生壓應力。

基于滾壓加工的優點和液壓千斤頂油缸加工現狀，為優化加工效果，本文設計了一種液壓千斤頂油缸滾壓加工裝置，使用其加工后的油缸內孔表面形成壓應力，并且表面粗糙度也能達到設計要求。

3 液壓千斤頂油缸滾壓加工裝置結構及工作原理

3.1 加工裝置結構

該千斤頂油缸滾壓加工裝置包括壓蓋、滾柱、滾套、滾芯、推力軸承、鎖緊裝置以及刀桿等。如圖 1所示，其中滾芯6為整體式的T形結構，滾套5安裝在滾芯6外，滾柱4沿圓周方向均勻鑲嵌在滾套5的一端，滾柱4的內端面與滾芯6大端的外錐面緊密接觸，并用安裝在滾套5一端的壓蓋3和壓蓋3上的螺栓2壓緊；滾套5、鎖緊裝置安裝在滾芯6的小端與可作往復直線運動的刀桿10相連接；軸承7為推力球軸承，軸承通過鎖緊裝置壓緊安裝在滾套 5的另一端；鎖緊螺母8和防松螺母9構成鎖緊裝置，螺母8和螺母9的外圓上分別設有扳手槽801、901，滾芯6的小端依次通過鎖緊螺母8和防松螺母9的內孔與螺紋連接。

圖1 油缸滾壓加工裝置結構

3.2 加工裝置工作原理

采用本文所述的液壓千斤頂油缸滾壓加工裝置進行滾壓加工油缸內孔時：

（1）首先將油缸裝夾在車床的卡盤上，使其以V1的速度轉動；然后將本裝置通過刀桿安裝在車床尾座上，并在尾座上改裝增加一小型液壓千斤頂，通過千斤頂的運動帶動本加工裝置以V2的速度對油缸內孔進行滾壓加工。

（2）軸向調整鎖緊螺母8，鎖緊螺母8帶動滾套5沿滾芯6的軸向移動，滾柱4隨著滾套5一起軸向移動，通過與滾芯6外錐面接觸，兩滾柱4外徑形成所被加工油缸的內孔ΦD尺寸；

（3）當油缸隨車床主軸轉動，滾壓裝置沿油缸內孔軸向移動，油缸帶動滾柱一起轉動，即可形成油缸內孔尺寸及表面粗糙度。

4 裝置對油缸加工的優化效果

使用本文所述裝置加工液壓千斤頂油缸取得了下列優化效果：

（1）延長了油缸的使用壽命：由于采用滾壓加工，內孔表面硬度比采用磨削方式提高5HRC左右，加工后的油缸內孔表面產生壓應力，表面的耐磨性更高，從而可使油缸的使用壽命延長30%以上。

（2）保證了表面粗糙度油缸的設計要求：滾壓后的油缸，表面粗糙度可在Ra0.4um以下，滿足了油缸表面的粗糙度設計要求。

（3）提高了油缸的生產效率：加工只需一次滾壓成形，用時較傳統磨削加工減少25分鐘左右，生產效率較原加工方式提高62%以上。

（4）節省設備投資：該滾壓加工裝置只需安裝在改裝后的普通車床上，設備成本要比一臺內圓磨床低得多，從而可有效地減少了企業對設備資金的投入。

5 總結

在液壓千斤頂油缸加工中應用滾壓加工技術，用本文所述的滾壓加工裝置，可延長油缸的使用壽命，在保證加工質量的同時提高了油缸的生產效率，并節省了設備的投資，因此對在液壓千斤頂油缸內孔加工采用本裝置滾壓加工具有較強的實用性、經濟性和可行性。

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[2]吳雄彪,張雁平,王志明.大直徑油缸內孔鏜-滾復合加工工藝[J].制造技術與機床,2008,(7):106-108.

[3]陳懷南.加工缸體內孔的鏜滾頭裝置的設計[J].機床與液壓,2006,(7):255-256.

圖4 多譜勒測量模式（DPRF）定標曲線

由圖3和圖4可知，對于713XD型天氣雷達的強度監測模式，不同的處理方式--PPP 和FFT，其強度定標曲線是相同的。

對于713XD型天氣雷達的多譜勒測量模式，根據雷達方程似乎可以用強度監測模式的定標曲線加上一個雷達常數的差值△C=C1-C2，

AD=134.893+0.995Pr+△C=127.068+0.995Pr

直中C1=77.045 為多譜勒測量模式下的雷達常數

C2=84.870為強度監測模式下的雷達常數

△C=-7.825

由圖 4可知，實際上由于數字中頻接收機的帶寬及信號處理方式的不同，713XD型天氣雷達多譜勒測量模式的實際定標曲線方程為

AD=130.952+0.990Pr

由此可見對多工作模式的713XD型天氣雷達，有必要對不同模式進行強度定標。

4 結論

天氣雷達回波強度定標是一項極重要的工作，也是在天氣雷達使用中定期要進行的一項工作，定標結果的好壞直接關系到回波強度數據的準確性和精確度。因此須考慮影響強度定標精度的諸多因素，修正誤差，確保定標精度。

Design of a new type hydraulic jack cylinder rolling device

In this paper, using the principle of rolling process, optimize the processing technology of hydraulic jacks, research and design of a hydraulic jack cylinder rolling processing device, cylinder surface machining roughness using the device can meet the design requirements, and the cylinder bore surface compressive stress

Jack cylinder;surface rolling; processing device;compressive stress

TH21

A

1008-1151(2015)05-0053-02

2015-04-10

陳華（1972－），男，柳州職業技術學院機電工程系副教授，工程碩士，研究方向為機械設計與制造；闕燚彬（1981－），男，柳州職業技術學院機電工程系講師，工程碩士，研究方向為機械設計與制造。