楊敬娜,白日欣,焦新境（河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北 保定 071000）

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工程機(jī)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(yè)技術(shù)學(xué)院,河北 保定 071000）

摘 要：液壓缸缸體壁薄，軸向尺寸長，質(zhì)量大，工作時(shí)承受較大壓力。內(nèi)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(jī)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(shù)，保證了加工質(zhì)量，穩(wěn)定了零件加工合格率，提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：液壓缸；加工工藝；長套筒

工程機(jī)械用液體缸工況上需承受較大壓力，性能要求穩(wěn)定可靠。結(jié)構(gòu)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(jī)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(nèi)孔軸線同軸度和內(nèi)孔軸線與端面垂直度要求較高，常規(guī)方法加工精度難以保證，本文從工藝流程、裝夾方法和參數(shù)選擇上多次嘗試，保質(zhì)保量的完成了加工任務(wù)。

1 零件結(jié)構(gòu)

零件結(jié)構(gòu)如圖1所示。液壓缸內(nèi)徑φ70mm，尺寸精度等級7級，內(nèi)孔表面粗糙度Ra0.32um，圓柱度公差為0.04mm，內(nèi)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(nèi)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(zhì)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(nèi)孔表面質(zhì)量要求高，端面與孔軸線垂直度要求高，加工時(shí)要重點(diǎn)考慮。

圖1 液壓缸零件圖

2 工藝方案確定

工程機(jī)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(nèi)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(nèi)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(kuò)口、壓扁無裂縫等優(yōu)點(diǎn)，直線度公差為0.5mm，尺寸精度等級為IT8-IT10，內(nèi)孔粗糙度為0.4-1.6。尺寸公差為內(nèi)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(chǎn)率等方面有明顯的優(yōu)勢。

工藝路線安排如下：

下料——磨端面——磨內(nèi)孔——珩磨內(nèi)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(nèi)錐孔。

3 主要工序?qū)嵤?/h2>

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

（2）磨內(nèi)孔：磨削內(nèi)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(jìn)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(jìn)給速度12mm/r；砂輪速度v=25m/s，工作臺一次往復(fù)行程磨削深度取0.02mm/st。加工過程中，采用對砂輪進(jìn)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(nèi)孔：為了使內(nèi)孔表面粗糙度值達(dá)到0.32um，進(jìn)行孔的珩磨，珩磨余量為0.2-0.5mm。珩孔完成后，以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，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(yù)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(yù)留工序余量0.5mm。半精車外圓至尺寸φ82.5，選擇硬質(zhì)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(jìn)給量都取0.3mm/r,轉(zhuǎn)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(shí)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(jìn)給速度30mm/r；砂輪速度v=30m/s，工作臺一次往復(fù)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(jìn)給速度20mm/r；砂輪速度v=30m/s，工作臺一次往復(fù)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(nèi)錐面。完成零件加工。

圖3 工藝堵頭

4 結(jié)語

液壓缸加工工藝從工藝安排、裝夾方法、參數(shù)選擇等方面通過反復(fù)調(diào)整，多次實(shí)踐，最終保質(zhì)保量的完成了零件加工，為其他工程用液壓缸的工藝安排提供了參考。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.030

作者簡介：楊敬娜（1981-），女，河北保定人，碩士研究生，講師，主要從事機(jī)械制造和設(shè)備故障檢測方向研究。