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一種重型液壓油缸加工工藝（yì）的研究

2018-5-7 來源：惠州市（shì）技師（shī）學（xué）院作者：陳義華

摘（zhāi）要：本文主要介紹一種重型液壓油缸的機械（xiè）加工工藝（yì）。液壓油缸的（de）機械加工其加工質量的好（hǎo）壞直接影響整個油缸的壽命和可靠性，缸筒加工（gōng）要求高，其內表麵粗糙度要求為（wéi）Ra0.4～0.8μm，對同（tóng）軸度、耐磨性要求嚴格。缸筒的基本（běn）特征是深孔加工，其加工工藝一直困擾著許（xǔ）多機械加工製造人員。

關（guān）鍵詞：重型液壓油缸；表麵粗糙度；圓（yuán）柱度

C5112A立式車床，屬工作台移動式車（chē）床，加工特點切削（xuē）直徑1250mm，車（chē）床布局的主要特點是主軸垂（chuí）直布置，安裝工件（jiàn）的圓形工作台水平布（bù）置，故（gù）笨重工作的裝夾、找正比較方（fāng）便。此外，工件及工（gōng）作台的重量均布在工作台（tái）導軌及推力軸承上，大大減輕了主軸（zhóu）及（jí）其軸承的載荷，因（yīn）此，對減少磨損，保證加工精度十分有利，並能長期保持工（gōng）作精度。所以對加工重型液壓油缸十分有利。圖1為油缸加工圖紙，油缸的加工工藝過程見表1。

表 1 油缸機械加工工藝過程

一、粗車（如圖（tú）1所示的油缸）

圖1

1.液壓油缸為45鋼材鍛造、並（bìng）退火（外資企業來料加工）是一個大（dà）而重（chóng）的圓柱體工（gōng）件，重約1300kg。工件重（chóng）而不規（guī）則圓，要考慮粗車過（guò）程的兩次起重和裝吊工件上下平行和（hé）安全，所以設計了（le）焊接三點吊環的工藝，如圖2所示。

圖2

注：用45鋼材料（liào）Φ50下料80mm長，車孔Φ20mm，厚20mm，共3件（jiàn）。銑去5mm外圓尺寸R300mm位（作與油缸外圓毛坯焊（hàn）接位）。將工件毛坯取總（zǒng）高一半分三等份將3個吊環工藝焊接牢固。如圖3所示工件實樣毛坯。

圖3

圖4

2.將焊接後的工件用3根圓鋼絲繩（shéng）拴在3個吊環支承孔中，固定後用吊車輕放在立（lì）車工作台麵上，用四爪單動（dòng）卡（kǎ）盤校正平麵、外圓夾緊夾牢（láo）。（因工件外圓為毛坯（pī）鍛造故不（bú）規則圓，所以用4件厚銅板分別放入4個卡爪中支承夾緊工件表麵）

3.粗車平麵見光（guāng），用（yòng）側刀架將外圓車至尺寸（cùn）Φ600mm，下移高度280mm，以不碰工（gōng）藝吊（diào）環，倒（dǎo）角3×45°。

4.卸下工件調頭，以已車好的平麵和外圓作（zuò）基（jī）準麵用四爪單（dān）動卡盤校正外圓（yuán）夾牢工件，並用磁性百分表檢查外圓。按工藝（yì）過程3工（gōng）序車端（duān）麵取總高600mm，外圓用（yòng）側刀架車外圓600mm下移280mm，以不碰工藝吊環。在端麵上（shàng）刻圓心Φ550mm鑽孔中心線（16×M20螺紋處用），另以圓心線刻（kè）一條Φ50mm鑽孔工藝中心線，倒角3×45°，卸下工件，吊去鑽床上（shàng）去鑽孔（kǒng）。

5.由於立車不具備鑽孔機構（gòu）和工裝夾具，所以轉（zhuǎn）下道工序鑽床引鑽Φ50mm×200mm深的工藝孔。（作立車（chē）背吃刀量進給）並在（zài）鑽（zuàn）床上將Φ550mm中心線分布16等份M20×50深的（de）螺紋攻好，（也可（kě）作吊起工件的工藝螺孔）將原焊接的3個工藝吊環割（gē）去，並打磨好。

6.利用工（gōng）件端（duān）麵螺孔，用（yòng）兩個標準的M20吊環旋（xuán）緊端麵對稱（chēng）中心處，用兩根鋼絲平行工件吊起1m高，擦幹淨（jìng）底麵，輕放立車工（gōng）作台麵上，用四爪單動卡盤將工件校正夾牢。刀具選擇：由於工件內孔加（jiā）工餘量大，切削後工件為1/4的重量，為（wéi）凹孔Φ500mm×550mm深。針對加工餘（yú）量大，孔（kǒng）底深，排（pái）屑困難等不利因素，我采用合（hé）理車刀幾何角（jiǎo）度，選用硬（yìng）質合金為YT5 YT15，主偏角（jiǎo）為90°，斷屑槽為外（wài）斜（xié）式，前寬後窄，前深（shēn）後淺，刃傾角為（wéi）負值，易形成切屑C形或6形，斷屑範圍寬，斷屑穩定可靠，如圖4所（suǒ）示。

7.在合理的（de）刀具中粗車由中心背吃刀量（liàng）ap/8mm向（xiàng）外（wài）緣徑向切削，進給量為f/0.5mm切削速度為V=55~75mm/min，將（jiāng）工件車至Φ495mm，留5mm精車。車完每一刀，用垂直刀架下移一刀，由於凹孔越車越深，排屑越難，我采用大型喇叭的鐵芯，（磁（cí）鐵）每車一刀停機下來吸（xī）一次鐵屑（xiè），以免工件之內的鐵屑多而打壞刀具（jù），順利車削深度（dù）為200mm。另將原外（wài）圓（yuán）3個工藝處用側刀架車Φ600mm，使（shǐ）外圓為圓柱體。

8.卸下工件吊至鑽（zuàn）床引鑽中心工藝孔Φ50mm×550mm內孔總高，（采用加長（zhǎng）深孔鑽削，工藝過程省略）鑽完孔後將工件吊放立車（chē）工作台麵上，用四爪單動卡盤（pán）找正夾緊。由於工件內孔深為（wéi）550mm，垂直（zhí）刀架下移切削將會碰工件，所以特做一（yī）把加長刀杆，如圖5所示。刀杆材料選（xuǎn）用45鋼並調質，尾部莫氏5號（hào）錐柄（bǐng）與垂直旋轉刀架錐孔配合緊固，刀杆（gǎn）做好後，裝入刀架錐孔，並（bìng）鎖緊刀（dāo）架上的錐度自鎖裝置螺釘，保證（zhèng）刀杆（gǎn）安（ān）裝牢固，切削振（zhèn）動時不會掉刀。因軸小而又長，所以刀具采（cǎi）用90°偏刀、增（zēng）大前角，刃傾角為正、刀尖（jiān）圓（yuán）弧減少，使切（qiē）削（xuē）刃（rèn）鋒利，減少刀杆受力時切削振（zhèn）動。背吃刀（dāo）量ap/5mm，進給量f/0.3mm，切削速度V55~75m/min，順（shùn）利將工件車至內孔（kǒng）為Φ495mm，內孔總高為550mm，R10車好。

二、精車

工件粗車（chē）好後，重新裝夾校正（zhèng）工件，以免粗（cū）車時工件移位或不平，為（wéi）了（le）磨削最後一道工序做好準備，精（jīng）車至為（wéi）重要。因工件（jiàn）內孔圓柱度要求（qiú）高為/0/0.05mm，為保證圖紙要求，在精車中（因粗車留（liú）下5mm）每次背吃刀量1mm車（chē）削一次，用內徑千分尺上（shàng）下測量圓柱度（dù），修正垂直刀（dāo）架溜板至圓柱度為0.05mm以內。並留0.8mm餘量為磨削。

三、缸筒（tǒng）內表麵磨削

1.關鍵最後一道工序磨削。工件油缸表麵粗糙度為0.8，公差等級IT6級，圓柱度0.05mm，對油缸要求精（jīng）度高及表麵粗糙度高的情（qíng）況，而且立車轉塔刀架與（yǔ）垂直中（zhōng）滑板為一整體，故不能卸下（xià）刀架，需另配（pèi）裝磨頭夾具。所以既要保證圖紙尺寸要求，又要準時交貨，我采用新型的手動砂輪機，將（jiāng）原電動機（jī）後蓋卸（xiè）下，以（yǐ）主動電機軸前後中心孔為基準，在車床（C6140）上采用前後兩頂針車削電機鋁外殼以圓為基準並留0.5mm為台階作定位（wèi），外圓Φ120-0-0.05mm×100mm。

2.做一個專用夾具電機外殼套。圖6為下料φ140mm×孔φ110mm45號無縫圓鋼管，長100mm。在外圓焊一條30mm×30mm長100mm的四方長鍵作立車刀架裝夾緊作用，φ120的（de）孔在車床上加（jiā）工完畢。另將電機兩頭（tóu）前後軸承改換為圓錐（zhuī）滾子軸承GB300200型。外殼專用套車好後將電機外殼整體用油壓機輕壓入夾具套內，並用M12的（de）螺釘緊固電機外殼。改裝後（hòu）的（de）手動砂輪機變成機械（xiè）緊固（gù）式磨（mó）頭（tóu），其有（yǒu）效工作深度為580mm，磨頭采用型號為GB/T2476-1994WA（GB）150X30A60的氧化鋁砂輪。其功率0.8k W，三相電壓（yā），采用1.5k W變（biàn）頻器電子無級調速，調定轉速為1440r/min，如圖7所示。

圖5

圖 6 專用（yòng）夾（jiá）具套

圖7 整體機夾式磨頭

3.油缸磨削工作高度為540mm尺寸，將機夾磨頭安裝在（zài）立車刀架上，每次磨削背吃刀量ap/0.05mm，切削速度Vc40m/min，進給量f4mm/r因磨削進給量大而快，所（suǒ）以采用垂直刀架中滑板的刻度尺調整為540mm用白色粉筆標記，以免磨（mó）頭砂輪碰到底麵。磨削（xuē）中采用幹磨，如（rú）磨頭（tóu）發熱即停下機床（chuáng）來進行風冷卻，在常溫下再磨削，每磨削幾次進給用（yòng）金（jīn）剛筆修整砂輪（金剛筆裝在側刀架上緊固）上下修整。

在整個磨削過程中，表（biǎo）麵粗糙（cāo）度已達0.8IT6級，圓柱度0.02mm，內徑Φ500+0.05+0.03mm。經檢驗（yàn）、各項要求合格達標，使外（wài）資企業非常滿意（yì）。按以上機械加工方法成功為客戶加工了12個液壓油缸，給企業創造了（le）顯著的經濟效益（yì）。

圖7為整體機夾式磨頭。

三、結語

綜上所述（shù），加工大而重的液壓油缸，關鍵要充分利用立式車床的加工原理，合理使用刀具的幾何角度和加工工藝方法，充分理解圖紙的各項（xiàng）要（yào）求，即使難度大、精度高的工件都能在設備和技（jì）術的突破中解決。

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