說難不難

——細(xì)長油缸活塞桿的車床加工難點分析

上海迪士尼夢幻世界燈塔用主油缸，是目前國內(nèi)最長的油缸。缸徑φ340mm、桿徑φ220mm、行程12800mm，總高度21米。本文簡要敘述了活塞桿(Φ220*19980)加工工藝特點，提高活塞桿加工精度措施，以及實際加工時的工藝參數(shù)、工裝、刀具的應(yīng)用，確?；钊麠U加工質(zhì)量和預(yù)防措施。

零件概述

通常把L/D大于20就定位于細(xì)長活塞桿，此項目的比值大于90。為典型的細(xì)長活塞桿，此類零件在加工中切削力、重力、頂尖頂緊力和熱變形的作用下，橫向的細(xì)長活塞桿很容易產(chǎn)生彎曲、橢圓等現(xiàn)象。要提高細(xì)長活塞桿的加工精度，就需要控制加工工藝，合理選擇刀具、切削參數(shù)和必要的輔助工裝等。

細(xì)長軸變形控制

(1)毛坯直線度校直，活塞桿雖然回火后進(jìn)行了校直處理，由于工件過長、應(yīng)力的釋放、中途吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)和自身重量的因素，活塞桿會產(chǎn)生一定的變形，到車床上校調(diào)中直線度會產(chǎn)生30-40mm左右弧形,本次采用氧氣加乙炔對凸起的部位進(jìn)行高溫烘火，利用800多度的高溫軟化局部組織，靠活塞桿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了滾輪旋轉(zhuǎn)法，5付滾輪擺放在調(diào)整好的墊鐵上，在校調(diào)時，通過對凸起部位的烘火加旋轉(zhuǎn)活塞桿來控制直線度，把毛坯20米的活塞桿直線度控制在10mm以內(nèi)。

(2)車床上直線度的找正（排擋的車削），因為粗車時活塞桿的自重和旋轉(zhuǎn)時的離心力等現(xiàn)象，所以不可能用常規(guī)的一夾一頂?shù)姆桨?，只能用中心架支撐，所以對排擋的要求較高，由于此活塞桿過長，需3個中心架支撐。本次采用自制的調(diào)整器工裝方案處理，調(diào)整器的外圓架在車床的中心架上，通過調(diào)整器上6只M24的螺栓來調(diào)節(jié)活塞桿的中心，選用YT15-90°焊接偏車刀車削排擋位置。

(3)車削細(xì)長工件車削采用一夾一頂?shù)男问?，中間配中心架或者跟刀架車削，在通常的車削時是會產(chǎn)生熱量致使工件軸向伸長（熱變形），隨著加工時的溫度的升高，工件直徑脹大，待工件冷卻后則形成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，導(dǎo)致工件彎曲變形，加工后將產(chǎn)生圓柱度誤差。由于45鋼：在20——100℃時，線膨脹系數(shù)為：11.59×10-8(C-1)，加工時可能會出現(xiàn)的伸長δ=熱膨脹系數(shù)×總長度*×溫度變化；δ=11.59×10-8(C-1)×19980×100≈24mm。為了防止出現(xiàn)以上可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，本次采用反向車削法，左端四爪卡盤卡爪上墊小銅塊，減小加緊時的接觸面積，避免夾緊時產(chǎn)生彎曲力距，配合中心架和跟刀架同時使用，增大切削液的濃度和流量，降低切削速度，切削量控制在3mm以內(nèi)；尾座頂尖選用彈性頂尖，在活塞桿切削產(chǎn)生熱膨脹時頂尖自動后退，可避免熱膨脹引起的彎曲變形。