液壓支架油缸加工工藝分析

李勇勇，文寶紅

（西安重裝銅川煤礦機械有限公司，陜西 銅川 727031）

液壓支架生產中，油缸屬于其中的重要部件。其制造方式以及工藝，除了和產品質量有關，也能夠影響到生產費用。特別在立柱制造上，因為涉及較多的部件，制造工藝頗為復雜，有著較多的工序，生產速度能夠決定生產工期。對此提升制造工藝，屬于提高形象、確保支架質量、如期完成制造任務的關鍵因素。

1 液壓油缸的相關介紹

對于液壓油缸來講，其為壓力光整制造，根據金屬冷塑性特征，通過對滾壓設備的使用，向工件施加壓力，讓金屬形成塑性流動，填至低凹波谷，從而實現粗糙值的減小。因為金屬塑性變形，導致組織冷硬化，同時減小晶粒直徑，產生纖維狀，同時產生應力層，進一步增加硬度及強度，對工件的耐磨性及耐蝕性等進行優化[1]。

就液壓油缸而言，它主要包含五個部件，比如活塞桿及密封裝置等。對于不同的缸來說，其工作原理一般都是類似的，以手動千斤頂為例，事實上，它屬于簡易油缸。利用手動增壓桿能夠讓液壓油從單向閥流入油缸，在這個時候，油缸的液壓油就會由于單向閥而無法倒退出來，會迫使缸桿朝上，接著繼續讓液壓油流入液壓缸，這樣缸桿就會持續向上，如果想要將其下降，僅需將液壓閥開啟，讓液壓油倒退回油箱，該原理非常簡單，其他原理也是以此為前提進行優化的，氣缸及油缸的原理是一樣的。

2 液壓支架油缸加工工藝分析

對于液壓支架油缸加工工藝，本文主要從以下幾個方面進行分析：小柱堆焊改成焊套方式、外導套缸筒制造工藝改進、活柱修右端中心孔與剛車工藝臺、活塞桿兩頂加工工藝等，以供參考。

2.1 小柱堆焊改成焊套方式

為了滿足發展的需要，某廠承擔并完成了某一科技項目。該廠自主設置及加工液壓支架，對附近一帶進行了普及。圖1所示為立柱的小柱。結合圖中所含信息可知，左端在進行加工之后，尺寸大小是158.5mm。為減少對原材料的使用，通過圓鋼開展焊堆，為保證外徑以及長度大小依次是158.5mm與60mm，均留下一定的加工余量，外圓大小堆焊到167mm，長度大小堆焊到70mm。對于單邊堆焊來講，其厚度大小是13.5mm，堆焊一道厚度通常情況下是5mm上下，應該堆焊2.7層，四舍五入取三層；對于一次堆焊寬度，通常情況下為15mm上下，每層應該堆焊五道，由此應該堆焊15周圈[2]。

圖1 小柱圖

因為堆焊區域相對集中，有著很多層堆焊，同時圓鋼直徑相對小，散熱效果不夠理想，熔池持續變大，有的時候還超過了電弧。極有可能致使一系列缺陷，比如夾渣，會降低密封性能，難以把控產品質量。另外在堆焊中，左端面沒有母材，難以確保70mm的寬度，應該提高堆焊高度，方可符合加工需要。通過討論選取焊套方式。對坡口進行焊接處理，小柱套選擇無縫鋼管下料，完成坡口焊接之后，在開展組對焊接。因為在一些位置是無縫鋼管，防止了一系列焊接不足，比如氣孔，避免形成密封溝槽。焊接強度校核，當處于工作狀況，受力大小是1.3＊103千牛，焊接坡口深度達到20mm，對于焊縫強度，其大小超過600兆帕，承壓能約達到4.5＊103千牛，安全系數是3.5，能夠符合使用需要。焊接量僅為堆焊的五分之一，切實增加了生產效率，同時保障了產品質量。現如今該廠已生產了數套支架，得到了較好的普及，并且獲得了可觀的效益。

2.2 外導套缸筒制造工藝改進

部分立柱設計過程中，針對缸口與導向套，為不影響二者的強度，依次提高了二者的直徑與厚度，選擇外導套設置方法。根據以往工藝，缸筒左端45度倒角，同時完成直口后，針對外導套，對其實行焊接，右端5＊45度倒角，加工內控到226mm，在此之后，精鏜滾壓到230mm處。對于左端倒角和右端直口，是針對273mm外圓，將其視為基準兩端，通過四爪撐內孔開展找正，完成對外導套焊接之后，對缸筒開展車倒角。因為孔面和同心度相對大，同時內孔通常存在橢圓，以撐一頂制造之后，極有可能致使精鏜時，內孔和中心偏移偏多，C面難以車起來。

通過工藝分析研究，C面難以車起來，主要由于焊外導套前，是針對273mm外圓，將其視為粗基準，然而在完成焊接之后，是將內孔當作粗基準，由此而開展加工的。因為同心圓相差相對大，引起了基準相差相對大，難以符合生產需要。為了確保統一，在直口與倒角之后，先基于缸筒，對其開展粗鏜到226mm，完成堆焊后，三爪撐內孔，頂右端開展制造。通過這樣的方式，確保了基準的統一，有效處理了相差較大問題。采取如此的生產工藝，該廠生產了1千余顆立柱。

2.3 活柱修右端中心孔與剛車工藝臺

立柱中包含較多的部件，尤其是活柱，伴隨支架與油缸加工的進步，為了節約原材料，活柱一般實施這樣的方式，也就是柱頭以及柱管等組焊。活柱的尺寸相對大，能夠最大程度減少制造工序，由此提升其生產效率。以往數控車床，通過三爪卡盤夾柱頭外圓，頂車左端中心孔，掉頭夾左端外圓，采用架柱管右端90mm球頭，在此之后，至倒角與中心孔之后，轉到磨床磨削。對于數控車床來講，因為要2次裝夾工件，同時需修倒角[3]。通過工藝分析，選取一撐一頂方式制造。

在車柱頭位置，針對焊余高與焊瘤，對二者進行焊接，平柱頭右端端面，同時實行鉆中心孔，右端臺階位置外圓；調頭，采用三爪夾工藝臺，同樣在車柱塞位置，對余高與焊瘤實行焊接，工藝臺（其深度達到5mm）與30度倒角，車直徑為126mm；轉車床，通過軟爪撐工藝臺，頂尖頂柱頭以及溝槽等。因為頂尖頂于右端，無法車削至根部，對此，應當讓出一工藝圓臺（其直徑大小為30mm），于SR90mm之內。精車結束之后，頂C面和中心孔，然后實行磨削。對于工藝臺以及C面來講，因為都屬于一次裝夾車削面，所以在進行磨削時，可以確保同軸度要求。因為數控車床實施一次裝夾，同時在精車結束之后，不至普車，進一步來修右端中心孔與倒角，省去了兩道工序與周轉次數，一定程度上增加了生產效率，這一加工工藝，被大力推廣于立柱制造方面。

2.4 活塞桿兩頂加工工藝

不局限于立柱，全部的支架油缸均存在活塞桿。對于液壓油缸來講，活塞桿屬于關鍵的部件，可以實現對動力的傳遞，其加工速度以及精度，與生產進度有著很大的聯系。在以往生產工藝之下，為了易于夾持，在端部處通常會留下一定厚度的工藝圓臺，不過針對機床，因為其自身結構的約束，卡爪移動的產生僅存在5mm上下，當更換活塞桿時，因為工藝臺大小相差較大，不得不進行拆卸處理，以便能夠更好調節卡爪，特別是在樣機生產過程中問題更為突出。為了切實提高生產效率，確保產品的質量，確定活塞桿選擇兩頂制造工藝。

以往工藝是：選擇無縫鋼管下料，長度制造余量10mm，實行鉆中心孔，夾頂外圓以及端面，在此之后是掉頭，夾架臺階以及端面，留出足夠的工藝臺，完成刨扁之后，進行劃線處理，然后是開展鉆孔操作，在此之后進行熱處理，夾頂精車外圓，修中心孔，接下來是進行磨削，最后才是電鍍[4]。工藝改進之后是：選擇無縫鋼管下料，長度制造余量3mm至4mm，基于銑斷面，實行鉆中心孔，夾頂粗車外圓，完成刨扁之后，進行劃線處理，然后是開展鉆孔操作，在此之后進行熱處理，實施兩頂工藝精車（詳情如圖2），接下來是進行磨削，最后才是電鍍。

圖2 活塞桿兩頂加工

實際進行生產時，可將之前的中心孔進行轉變，以產生護錐中心孔，防止出現磕碰，從而對工件帶來一定的影響。與此同時，還應借助中心孔進行定位，這樣在很大程度上，可以降低更換工件所需的時間，并且可以短時間內完成對卡爪的拆卸，從而極大的減少樣機的生產周期。在這一過程中，就加工余量來說，同之前的進行對比，應降低6mm至7mm，在有效降低原材料使用的基礎上，還應對車削加工量進行削減。這一工藝在該廠的運用中已經獲得一定的成效，加工完成了3000多根活塞桿，進一步增加了生產效率，使其提升了大概10%。基于活塞桿的加工，可以有效縮減加工和周轉工序，對于該廠來說，可以每年節省大概20萬至30萬元，獲得了較好的社會及經濟效益。

3 結論

通過以上幾種生產工藝的優化，比如活塞桿兩頂加工，改進了油缸制造工藝，充分保障了油缸質量，很大程度上提高了生產效率，在油缸生產過程中，存在著較大的普及意義。基于此，應該持續探究新的工藝，對將來產品的結構等，實行合理的調節，以便能夠更好適應產品，切實滿足市場的需求。