鏜、滾壓在數控車上的工藝研究及應用

劉春雷 王麗琴 高禮奎

摘 要：在ADJ15后置刀塔數控車上進行先鏜孔、后滾壓加工工藝進行批量生產的研究，通過分析加工工藝及加工質量，確定合適刀具、工裝以及加工參數。可以較好的代替珩磨加工，其效率是珩磨加工的10倍，滾壓出來的內孔表面粗糙度可以達到Ra0.2以下，硬度提高40HV，在加工效率上顯示很大的優越性。

關鍵詞：數控車；鏜孔；滾壓；桁磨

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.022

近幾年來，隨著公司業務的快速發展，我公司新投了一條轉向液壓缸生產線，用于發展拖拉機零部件業務，通過調研液壓缸缸體孔的傳統精加工工藝方案是在專用珩磨機上珩磨加工。該方法雖然對缸孔的加工精度高，但是效率較低，對設備的專用性要求高，對于多品種且批量較大的液壓缸制造，尤其是液壓缸新產品的加工，造成生產準備周期較長，是液壓缸生產的瓶頸，因此我公司將缸體加工工藝定為鏜、滾壓的工藝方案，然而如何控制鏜、滾壓量成為了關鍵問題。

液壓缸缸孔的傳統精加工工藝方案是在專用珩磨機上珩磨加工。該方法雖然對缸孔的加工精度高，但是效率較低，對設備的專用性要求高，對于多品種且批量較大的液壓缸制造，尤其是液壓缸新產品的加工，造成生產準備周期較長。經過調研并經過初步實驗，近幾年由國外發達國家引進的滾壓刀具在精加工液壓缸孔時，可以較好的代替珩磨加工，其效率是珩磨加工的10倍，滾壓出來的內孔表面粗糙度可以達到Ra0.2以下，硬度提高40HV，尤其是目前滾壓刀已經標準化，可以配置在數控車、加工中心等通用機床上，實現液壓缸在一臺機床上一次裝夾完成鏜孔、挖槽、切端面、滾壓等加工。這種“工序集中”的液壓缸缸孔加工方式成功地應用在了本項目中，轉向液壓缸缸孔的加工精度、表面粗糙度都達到了工藝要求。

1 零件加工狀態分析

該工件在初始狀態為：冷拔無縫管（20#退火狀態為宜）與接頭完成焊接，內孔焊接變形0.15以上。

加工后要求：缸孔內徑為φ55H8（0，+0.048），Ra0.4，圓柱度φ0.03，鎖緊槽對內孔同軸度φ0.025，端面對內孔垂直度0.015。

加工工藝方案為：

硬件：ADJ15數控車、非標加長卡爪夾具、刀具（570-3C 40528山特防震鏜桿、滾壓刀、切槽刀具等 ）。

2 工藝分析

加工工藝方案為：

硬件：ADJ15數控車、自制加長卡爪夾具（增加接觸面積以減少由于加持力集中照成在加持力集中區域出現滾壓缺陷）、刀具（570-3C 40528山特防震鏜桿、滾壓刀、切槽刀具等 ）。

技術難點：長徑比6：1深孔鏜削；在小型數控車上安裝懸伸過長的夾具，且要進行滾壓加工，要確保工藝系統剛性；通用機床滾壓工藝的應用，包括滾壓工藝參數的探索。

3 工藝實施步驟

加工工步：

（1）裝夾焊合件缸體到專用夾具上；

（2）粗鏜、精鏜缸孔及端面，內孔光潔度控制的Ra6.3以下，直線度要控制在0.05mm，直線度錯太多容易出現部分滾壓不出來；

（3）滾壓缸孔成形，滾壓轉速600r/min，進給0.5mm/r，滾壓時采用深孔切削液為宜，不宜采用煤油等油類物質；

（4）切槽。

整個加工過程，含上下料，節拍約7min/p。

4 效果評價

加工后內孔光潔度能夠控制在Ra0.2以下，圓柱度0.03以內，達到了設計的要求。

液壓缸孔的新型鏜滾壓工藝方法：該工藝方法采用一次裝夾定位，將缸孔鏜削、缸孔滾壓、缸孔車端面、車孔口鎖緊環槽全部加工完成。工序集中度高，柔性大，端面對缸孔垂直度高，環槽與缸孔同軸度高，且節省外圓加工工藝基準的工序。該工藝方法不需要投資昂貴的專用機床，僅配置通用滾壓刀和鏜刀即可完成液壓缸孔的精加工?？梢栽跀悼剀?、加工中心，甚至搖臂鉆上進行缸孔精加工。所以具有很廣泛的應用前景。

5 結論

在我們使用過程中通過對比20#無縫冷拔管各供貨狀態的加工對比發現，退火狀態的無法冷拔管加工效果最佳，滾壓刀具壽命也更長，殘次品率較低，同時也要求無縫管材料雜質要少，無縫管里雜質容易造成滾壓缺陷，對無縫管質量控制比較為重要。

滾壓時要特別注意滾壓量的控制，合適的滾壓量不僅可以提高刀具壽命，同時也可以保證產品的穩定性。對于20#無縫冷拔管滾壓量目前我們控制在0.1mm，實際使用時略有區別，滾壓到的調節量要大于鏜孔尺寸0.1mm左右，滾壓后內孔尺寸僅會增加0.03-0.05mm。

該項工藝經生產實踐檢驗證明其具有一定的先進性，現已納入正常的生產工藝，并廣泛應用于φ40mm～φ110mm的液壓缸內孔加工，為液壓缸的生產提供了理想的工藝保證。該工藝在數控車床上的應用也特別適合新產品研制少量的投入就可以快速的形成產能。

參考文獻：

[1]李洪等.機械加工工藝手冊[M].北京：北京出版社，1990.

[2]陳家芳，王立亮，蘇科等.實用機械工人切削手冊[M].北京：機械工業出版社，1995.

[3]張英云.最新實用金屬材料手冊[M].江西：科學技術出版社，1999.

作者簡介：劉春雷（1988-），男，河南洛陽人，本科，工程師，主要研究方向：液壓缸設計、加工工藝方案。