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細長（zhǎng）油缸活塞杆的車床加工難點分析

2017-3-3 來源：轉載作者（zhě）：何衛鋒

1.零件概述

1.1 通常把L/D 大於（yú）20 就定（dìng）位於（yú）細長活塞（sāi）杆，此項目的比值大於90。為典型的細長活（huó）塞（sāi）杆（gǎn），此類零件在加工中切削（xuē）力、重力、頂尖（jiān）頂緊力和熱變形的作用下，橫向的細長活塞杆（gǎn）很（hěn）容易產生彎曲、橢圓等現象。要（yào）提（tí）高細長活塞杆的加工精度，就需要控製加工工藝，合（hé）理選擇刀具、切削（xuē）參數和必要的輔助工裝等。

2.加工難點分析

2.1 細長軸變形控製

(1) 毛坯直線度校直，活塞杆雖然回火後（hòu）進行了校直處理，由於工件過長、應力的釋放、中途吊裝轉運和（hé）自身重量的因素，活塞杆會產生一定的變形，到車床上校調中直線度（dù）會產生（shēng）30-40mm 左右弧形, 本（běn）次采（cǎi）用（yòng）氧（yǎng）氣加乙炔對凸起的部位進行高溫烘火，利用800 多度的（de）高溫軟化局部組織，靠活塞（sāi）杆本身的自重或者重物錘壓的方法對局部校直，在整枝校直期間采用（yòng）了滾輪旋轉法，5 付滾輪擺放在調整好的墊鐵上，在校調時（shí），通過對凸起部位（wèi）的烘（hōng）火（huǒ）加旋轉活塞杆來控製直線度，把毛坯20 米的活塞杆直線度控製在10mm 以內。

1-1 零件圖紙

(2) 車床上直線度的找正（排擋的車（chē）削），因為粗（cū）車時活塞杆的自重和旋轉時的離心力等（děng）現象，所以不可能用常規（guī）的一夾一頂的方案，隻能用中心（xīn）架支撐，所以對（duì）排（pái）擋的要求較高，由於此活塞杆（gǎn）過長，需（xū）3 個中心架支撐。本次采用自製的調整器工裝方案處理（見圖2-1），調整器（qì）的外圓（yuán）架在車（chē）床的中（zhōng）心架上（shàng），通過調整器上6 隻M24 的螺栓來調節活（huó）塞杆的中心，選（xuǎn）用YT15-90°焊接偏車刀車削排擋位置。

(3) 車削細長工件車削采用一（yī）夾一頂的形（xíng）式，中間配中心架或者跟刀架車削，在（zài）通常（cháng）的車削時是會產生（shēng）熱量致使工件軸向伸長（熱變形（xíng）），隨著加工（gōng）時的（de）溫度（dù）的升高，工件直徑脹大，待工件冷卻後則形成（chéng）圓柱度和直線尺寸的誤差，用頂尖車削時，熱變形將使工件伸長（zhǎng），導致工件彎曲變形（xíng），加工後將產生圓柱度誤差。由於45 鋼：在20——100° C 時，線膨脹（zhàng）係數為：11.59×10^-8(C^-1)，加工時可能會（huì）出現的（de）伸長δ= 熱膨脹（zhàng）係數× 總（zǒng）長度*× 溫度變化；δ=11.59×10^-8(C^-1)×19980×100 ≈ 24mm。為了防止出現以上可能出現的現象，本次采用反向車削法，左（zuǒ）端四爪卡盤卡爪上墊小銅塊，減小加緊時（shí）的（de）接觸麵積，避免夾緊時產生彎曲力距，配合（hé）中心架和（hé）跟刀架同時（shí）使（shǐ）用，增（zēng）大切削液的濃度和流量，降低切削速度，切削量控製（zhì）在3mm 以內；尾座頂尖選用彈（dàn）性頂尖，在活塞杆切削（xuē）產生熱（rè）膨脹（zhàng）時頂尖自動後退，可避（bì）免熱膨（péng）脹引起的彎曲變形。

2.2 刀具的影（yǐng）響

(1) 粗車時車刀後（hòu）刀麵α 角度不易過大（dà），控製在小於3°，副後刀麵夾角α1 小於5°，刀尖需修磨R2 的（de）圓（yuán）角。因為（wéi）粗車時活塞杆切削量較大，旋轉時的離心力，所以，粗車時會產生（shēng）斷續切削，產生振動，刀具容易崩碎，所以對刀具的角度的選擇尤為重要。本次選擇的角度α＜ 3°，α1 ＜ 5°，保證了刀具（jù）的強度，改（gǎi）善切（qiē）削刃受力狀況和散熱條件，提高切削刃強度（dù）和抗衝擊能力，在車削時刀尖高度高於工件中心0.5mm，有利於正常的車削加工，可（kě）有效預防崩刀和振動等現象。

(2) 精車、半精（jīng）車時（shí）選擇前角（jiǎo）為6°，主偏角95°，副偏角5°，刀刃角5°的鍍鈦硬質（zhì）合金機夾車刀，采用以上刀具，可以減小切屑被切（qiē）下時的彈性變形和切屑流出時與前刀麵的摩擦阻力，減小切削力和切削熱；提高切削刃強（qiáng）度和抗衝擊能力，在車削時刀尖高度高於工件中心0.5mm，有利於（yú）正常的車（chē）削加工，可有效防止振動等現象

(3) 切削參（cān）數的（de）選擇（zé）

①轉速n 的選擇，粗車時（shí）硬質合金車刀Vc 選擇60m/min, 轉（zhuǎn）速n 為83r/min;精（jīng）車和半精車時選擇鍍鈦硬質合金機夾車（chē）刀Vc 選擇90m/min, 轉速n 為130r/min。

② 背吃刀（dāo）量(ap)=（dw-dm)/2, 粗車（235-225）/2=5mm; 半精車（225-222）/2=1.5mm; 精車（chē）（222-220.6）/2=0.7mm，留磨量0.6mm。

③進（jìn）給量（F）粗車：F=n*f=83*0.2= 16.6mm/min;半精車（chē）和精車（chē）F=n*f=130*0.1= 13mm/min。

3.結束語

細長活塞杆（gǎn）車削加工在液壓啟閉機行（háng）業是較（jiào）為常見（jiàn）的一種加工方式。由於細、長剛性差，車削時產生的離心力（lì）、熱變形等因素，很難保證加工質量。通過采（cǎi）用合理的加工工藝，合適的工裝，選擇適當的刀具和切削參數，可以保證活塞杆的（de）加工質量。通過本次對迪（dí）斯尼超長油缸的加工，認識到（dào）加工超長活塞杆中承在的問（wèn）題，本次得到了處理，為以後加工更大更長的超（chāo）大（dà）型液壓啟閉機做準備。

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