工程機械用液壓缸加工工藝分析

2016-06-13 06:44:15楊敬娜白日欣焦新境河北軟件職業技術學院河北保定071000

山東工業技術 2016年12期

楊敬娜,白日欣,焦新境（河北軟件職業技術學院,河北保定 071000）

工程機械用液壓缸加工工藝分析

楊敬娜,白日欣,焦新境
（河北軟件職業技術學院,河北保定 071000）

摘要：液壓缸缸體壁薄，軸向尺寸長，質量大，工作時承受較大壓力。內孔和外圓尺寸精度和形位精度要求高，加工難度大。通過對某裝載機動臂用液壓缸缸體加工工藝分析，確立了一套合理的工藝流程、裝夾方法、切削參數，保證了加工質量，穩定了零件加工合格率，提高了生產效率。

關鍵詞：液壓缸；加工工藝；長套筒

工程機械用液體缸工況上需承受較大壓力，性能要求穩定可靠。結構上壁薄軸向尺寸長，重量一般超過30kg，孔面和外圓面兩處尺寸和形位精度要求比較高，或者一處要求比較高。本零件為某裝載機動臂用液壓缸，長度為1920mm，壁厚兩端處只有6mm，兩端支承外圓軸線與內孔軸線同軸度和內孔軸線與端面垂直度要求較高，常規方法加工精度難以保證，本文從工藝流程、裝夾方法和參數選擇上多次嘗試，保質保量的完成了加工任務。

1 零件結構

零件結構如圖1所示。液壓缸內徑φ70mm，尺寸精度等級7級，內孔表面粗糙度Ra0.32um，圓柱度公差為0.04mm，內孔軸線直線度公差為0.15mm，與兩端面垂直度公差為0.03mm，與兩端支承外圓的軸線同軸度公差為0.04mm；支承外圓φ82mm，尺寸精度等級6級，內孔還要求光潔無縱向刻痕。

加工難度：（1）工件長徑比大，接近22，質量接近45kg，在本身重力及切削力作用下，非常容易變形；（2）工件軸向尺寸近2米，直線度和圓柱度不易保證；（3）內孔表面質量要求高，端面與孔軸線垂直度要求高，加工時要重點考慮。

圖1 液壓缸零件圖

2 工藝方案確定

工程機械用液壓缸毛坯采用普通的無縫鋼管，在深孔加工上造成的廢品率較高，保證孔軸線的直線度和內孔圓柱度比較困難。因此，毛坯選擇冷軋精密無縫鋼管，材料為14CrMnMoVB。毛坯尺寸為90mm*12mm*1938mm。

該鋼管具有內外壁無氧化層、承受高壓無泄漏、高精度、高光潔度、冷彎不變形、擴口、壓扁無裂縫等優點，直線度公差為0.5mm，尺寸精度等級為IT8-IT10，內孔粗糙度為0.4-1.6。尺寸公差為內徑在（＞50-80）范圍的，IT10級上偏差為+0.120，下偏差為0。

采用冷軋精密無縫鋼管在金屬材料利用率、液壓缸缸筒成品率、簡化工序，提高生產率等方面有明顯的優勢。

工藝路線安排如下：

下料——磨端面——磨內孔——珩磨內孔——焊接中心孔工藝堵——半精車外圓——粗磨外圓，精磨外圓——車去中心孔工藝堵——精車端面，車內錐孔。

3 主要工序實施

（1）磨端面：使用端面砂輪機磨削，提高端面平整度，保證后續夾具的安裝精度。保證總長為1936mm。

（2）磨內孔：磨削內孔φ66（毛坯尺寸）至φ69.5。為了解決工件軸向尺寸較長，剛性差的問題，采用三爪卡盤增加輔助支撐的方法進行裝夾。裝夾示意圖如圖2所示。取工件速度v=50m/min；工件縱向進給速度12mm/r；砂輪速度v=25m/s，工作臺一次往復行程磨削深度取0.02mm/st。加工過程中，采用對砂輪進行加壓噴射的冷卻方式，減小工件變形。

圖2 磨床裝夾示意圖

（3）珩磨內孔：為了使內孔表面粗糙度值達到0.32um，進行孔的珩磨，珩磨余量為0.2-0.5mm。珩孔完成后，以內孔為基準，在工件兩端車外圓，外圓跳動量不能大于0.02mm，外圓軸向尺寸距離兩端面為73mm，直徑由φ90切削到φ86。兩端軸向各預留8mm余量，用于焊接中心孔工藝堵，工藝堵如圖3所示。此道工序是為了保證孔軸線與兩端支承外圓軸線的同軸度要求。以車削的外圓定位，車中心孔。

（4）半精車外圓：工件以中心孔定位，使用跟刀架，半精車外圓，為磨削預留工序余量0.5mm。半精車外圓至尺寸φ82.5，選擇硬質合金外圓車刀。雙邊余量8mm，可取背吃刀量第一次走刀2.5mm，第二次走刀1.5mm，進給量都取0.3mm/r,轉速n=260r/min。

（5）粗磨外圓、精磨外圓：磨削外圓之前修研中心孔，在磨削時充分使用冷卻液。粗磨磨削用量選擇如下：工件速度v=50m/min；工件縱向進給速度30mm/r；砂輪速度v=30m/s，工作臺一次往復行程磨削深度取0.15mm/st。精磨磨削用量選擇如下：工件速度v=50m/ min；工件縱向進給速度20mm/r；砂輪速度v=30m/s，工作臺一次往復行程磨削深度取0.015mm/st。

（6）車去中心孔工藝堵，以精磨外圓表面為定位基面，采用扇形三爪卡盤，輔助使用中心架，精車兩端面保證總長。

車兩端內錐面。完成零件加工。