鏜、滾壓在數(shù)控車(chē)上的工藝研究及應(yīng)用

劉春雷 王麗琴 高禮奎

摘 要：在ADJ15后置刀塔數(shù)控車(chē)上進(jìn)行先鏜孔、后滾壓加工工藝進(jìn)行批量生產(chǎn)的研究，通過(guò)分析加工工藝及加工質(zhì)量，確定合適刀具、工裝以及加工參數(shù)?？梢暂^好的代替珩磨加工，其效率是珩磨加工的10倍，滾壓出來(lái)的內(nèi)孔表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.2以下，硬度提高40HV，在加工效率上顯示很大的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)；鏜孔；滾壓；桁磨

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

近幾年來(lái)，隨著公司業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，我公司新投了一條轉(zhuǎn)向液壓缸生產(chǎn)線，用于發(fā)展拖拉機(jī)零部件業(yè)務(wù)，通過(guò)調(diào)研液壓缸缸體孔的傳統(tǒng)精加工工藝方案是在專用珩磨機(jī)上珩磨加工。該方法雖然對(duì)缸孔的加工精度高，但是效率較低，對(duì)設(shè)備的專用性要求高，對(duì)于多品種且批量較大的液壓缸制造，尤其是液壓缸新產(chǎn)品的加工，造成生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)，是液壓缸生產(chǎn)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(guān)鍵問(wèn)題。

液壓缸缸孔的傳統(tǒng)精加工工藝方案是在專用珩磨機(jī)上珩磨加工。該方法雖然對(duì)缸孔的加工精度高，但是效率較低，對(duì)設(shè)備的專用性要求高，對(duì)于多品種且批量較大的液壓缸制造，尤其是液壓缸新產(chǎn)品的加工，造成生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)調(diào)研并經(jīng)過(guò)初步實(shí)驗(yàn)，近幾年由國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)的滾壓刀具在精加工液壓缸孔時(shí)，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(lái)的內(nèi)孔表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.2以下，硬度提高40HV，尤其是目前滾壓刀已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，可以配置在數(shù)控車(chē)、加工中心等通用機(jī)床上，實(shí)現(xiàn)液壓缸在一臺(tái)機(jī)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(yīng)用在了本項(xiàng)目中，轉(zhuǎn)向液壓缸缸孔的加工精度、表面粗糙度都達(dá)到了工藝要求。

1 零件加工狀態(tài)分析

該工件在初始狀態(tài)為：冷拔無(wú)縫管（20#退火狀態(tài)為宜）與接頭完成焊接，內(nèi)孔焊接變形0.15以上。

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

加工工藝方案為：

硬件：ADJ15數(shù)控車(chē)、非標(biāo)加長(zhǎng)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(shù)控車(chē)、自制加長(zhǎng)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(qū)域出現(xiàn)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(shù)難點(diǎn)：長(zhǎng)徑比6：1深孔鏜削；在小型數(shù)控車(chē)上安裝懸伸過(guò)長(zhǎng)的夾具，且要進(jìn)行滾壓加工，要確保工藝系統(tǒng)剛性；通用機(jī)床滾壓工藝的應(yīng)用，包括滾壓工藝參數(shù)的探索。

3 工藝實(shí)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(nèi)孔光潔度控制的Ra6.3以下，直線度要控制在0.05mm，直線度錯(cuò)太多容易出現(xiàn)部分滾壓不出來(lái)；

（3）滾壓缸孔成形，滾壓轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給0.5mm/r，滾壓時(shí)采用深孔切削液為宜，不宜采用煤油等油類(lèi)物質(zhì)；

（4）切槽。

整個(gè)加工過(guò)程，含上下料，節(jié)拍約7min/p。

4 效果評(píng)價(jià)

加工后內(nèi)孔光潔度能夠控制在Ra0.2以下，圓柱度0.03以內(nèi)，達(dá)到了設(shè)計(jì)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(chē)端面、車(chē)孔口鎖緊環(huán)槽全部加工完成。工序集中度高，柔性大，端面對(duì)缸孔垂直度高，環(huán)槽與缸孔同軸度高，且節(jié)省外圓加工工藝基準(zhǔn)的工序。該工藝方法不需要投資昂貴的專用機(jī)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?shù)控車(chē)、加工中心，甚至搖臂鉆上進(jìn)行缸孔精加工。所以具有很廣泛的應(yīng)用前景。

5 結(jié)論

在我們使用過(guò)程中通過(guò)對(duì)比20#無(wú)縫冷拔管各供貨狀態(tài)的加工對(duì)比發(fā)現(xiàn)，退火狀態(tài)的無(wú)法冷拔管加工效果最佳，滾壓刀具壽命也更長(zhǎng)，殘次品率較低，同時(shí)也要求無(wú)縫管材料雜質(zhì)要少，無(wú)縫管里雜質(zhì)容易造成滾壓缺陷，對(duì)無(wú)縫管質(zhì)量控制比較為重要。

滾壓時(shí)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(shí)也可以保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。對(duì)于20#無(wú)縫冷拔管滾壓量目前我們控制在0.1mm，實(shí)際使用時(shí)略有區(qū)別，滾壓到的調(diào)節(jié)量要大于鏜孔尺寸0.1mm左右，滾壓后內(nèi)孔尺寸僅會(huì)增加0.03-0.05mm。

該項(xiàng)工藝經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)證明其具有一定的先進(jìn)性，現(xiàn)已納入正常的生產(chǎn)工藝，并廣泛應(yīng)用于φ40mm～φ110mm的液壓缸內(nèi)孔加工，為液壓缸的生產(chǎn)提供了理想的工藝保證。該工藝在數(shù)控車(chē)床上的應(yīng)用也特別適合新產(chǎn)品研制少量的投入就可以快速的形成產(chǎn)能。

參考文獻(xiàn)：

[1]李洪等.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京：北京出版社，1990.

[2]陳家芳，王立亮，蘇科等.實(shí)用機(jī)械工人切削手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

[3]張英云.最新實(shí)用金屬材料手冊(cè)[M].江西：科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

作者簡(jiǎn)介：劉春雷（1988-），男，河南洛陽(yáng)人，本科，工程師，主要研究方向：液壓缸設(shè)計(jì)、加工工藝方案。