液压油缸内孔推镗的滚压工艺及设备.doc

液压油缸内孔推镗的滚压工艺及设备
张丽丽　胡大龙　张重州
　　摘　要：对液压油缸缸体内孔加工所采用的复合镗滚工艺、工艺装备设计及设备的选用进行了详尽的介绍，并对加工过程中的工艺经验数据加以推荐，对研究加工工艺与生产实践有一定的参考价值.
　　关键词：缸体；推镗滚压工艺；镗滚压头设备
　　中图分类号：TH 12　　　文献标识码： B
Rolling Technique and Equipment of Inner Bore Push Boring of The Oil Vat
ZHANG Li-li， HU Da-long, ZHANG Chong-zhou
(Zhengzhou Coalmining Machinery Plant,Zhengzhou 450007,China)
　　Abstract:In this paper,the compound bore rolling technique of the inner bore of the oil vat body, design of the technological clamping appartus and selection of the equipment were introduced, and some practical process parameters were given.This paper can provide some reference for the study of manufacturing process.
　　Key words：vat body; technology of the push boring rolling press; boring rolling press head equipment
0　引言
　　液压支架关键零件之一的缸体需要量很大，缸体的内孔加工又是该零件的关键工序，其内孔的加工方法有推镗珩磨和推镗滚压两种.近年来，推镗珩磨逐渐被推镗滚压所替代.我厂采用新型高效精密复合镗滚工艺，用Φ63,Φ125,Φ160及Φ230等缸筒镗滚压头代替珩磨工艺，经滚压后的内孔表面硬度、尺寸精度、位置精度，均能达到设计要求，粗糙度可达Ra0.4 mm，镗滚头的设计标准化、系列化已基本形成了模式.
1　液压油缸的技术要求
　　以Φ125油缸为例，缸体的技术要求见图1.缸体材料为27SiMn，调质硬度HB=230～270，属厚壁无缝钢管，其孔径与长度之比大于5.

图1　Φ125油缸零件设计图
2　镗滚头结构设计特点［1，2］
　　滚压加工是通过滚柱对零件表面进行挤压，使零件材料产生塑性变形，从而降低零件表面的粗糙度并提高其强度.滚压加工属于无屑加工，所设计的推镗头和滚压头都与镗削加工复合在一起，因此称之为推镗滚压.镗滚压头将普通推镗头中的硬质合金导向条改为滚柱，将滑动摩擦变为滚动磨擦.这样除具有导向作用外，还有滚压作用.为了增加其滚压效果，可将滚柱设置前、后两排，每排6个滚柱，一次行程兼起两次行程的作用，可使油缸的塑性变形得到改善.滚压头的结构见图2，主要由刀盘1、滚压滚柱4、保持器5、平面上推轴承7、芯轴8、半圆卡环6等组成 .

1.刀盘　2.紧固螺钉　3.机夹刀　4.滚压滚柱
5.保持器　6.半圆环　7.平面轴承　8.芯轴
图2　镗滚头结构示意图
　　滚压时，动力通过床头主轴接盘转动带动零件，滚柱受零件孔壁摩擦力带动，沿其滚道的外圆滚动，迫使保持器等相对于滚道作旋转运动，被加工表面的原始波峰在滚柱的辗压作用下，晶粒沿滚柱运动方向位移，并被拉长使微观波谷填平.滚压结束后，当纵向进给伸进套筒接盘后，令主轴停转，刀盘卸下，然后卸下半圆卡环，滚柱退至过渡套，滚压头工作直径即自行减少，滚压头退出.滚柱的材料为GCr15，热处理淬火硬度HRC 62～66，尺寸Φ13×20，Ra＜0.2，滚柱前端磨出R=2 mm的圆弧，尾部有30°×4的锥度.镗刀采用机夹刀具.不重磨涂层刀片，刀片材料选用YB 435，排屑方式采用杠销式，刀片、刀杆的耐用度很高，且刀片具有很高的尺寸精度，能够保证排出C形屑.
3　推镗滚压加工机床［3］
　　加工缸体内孔滚压时，缸径＞Φ140时是在T 2120或T 2130镗床上进行的，而对于缸径＜Φ125的油缸，因机床负荷大，输油器镗杆粗，不适合在镗床上加工，须将C 630车床改装成镗床.改装时，将尾座去掉改为镗杆座，拖板上面的方刀架、横向走刀溜板卸下，改成输油器.输油器具有冷却、导向、夹紧工件的作用.车床主轴卡盘装一套筒和带90°锥面的接盘，镗刀体镗杆孔中心线与车床主轴中心线等高，同轴度误差不大于0.02 mm，滚压头与刀杆中心同轴度误差不小于0.02 mm.加工装夹示意图见图3.缸体外圆的45°倒角作定位夹紧基准，通过床头接盘和输油器上的接盘顶住工件即可定位夹紧.切削冷却液从输油器的侧口输入，在内腔沿刀杆流向刀头，将切削热和切屑带走.加工时工件旋转，刀具作直线运动，这样有利于油缸壁厚均匀，能保证其直线性.

1.床头箱　2.套筒接盘　3.镗滚头
4.后接盘 5.输油器　6.镗杆导向套
7.镗杆　8.镗杆座
图3　缸体加工工艺系统图
4　工艺参数的选择
　　(1) 用加长C630车床时，刚性要好，精度要高，主轴径向和轴向跳动误差应小于0.015 mm.
　　(2) 前后排6个滚柱的几何尺寸和形位公差必须选配一致，误差应在0.002 mm以内，每排滚柱连接圆角R也必须一致，否则影响滚压质量.
　　(3) 为使滚压头进入工件前有一个可靠的初始导向，输油器上的滚压导向套过盈导向，其过盈量为0.02 mm.这样在滚柱进入工件前，镗刀不易发生让刀现象，保证了内孔的尺寸精度和直线度.
　　(4) 滚压时工件的过盈量按下式选取
Δt=hp+he+Δ,
式中：hp为压下量，滚压后孔径实际尺寸与滚压前镗刀对刀尺寸之差；he为弹性恢复量.在挤压力作用下，Δt高度内，一部分金属产生塑性变形hp，一部分产生弹性变形he；Δ为扩张量，与机床工艺系统刚度、切削用量(V，f)大小，工件的外形是否规则，弯曲度大小等有关.
　　Δt为过盈量，滚压前滚子的对刀尺寸与镗刀对刀尺寸之差；过盈量一般选取0.12～0.15mm.
　　(5) 利用对刀规，使对刀精度达到0.01 mm.
　　(6) 滚压开始必须先通入冷却液，以防高温烧伤内孔表面.冷却液采用乳化液、机油或861通用切削液等，必须对切削液采取过滤和防尘措施.
　　(7) 若镗滚前壁厚差大小于1.5 mm需粗镗，而当壁厚差小于1.5 mm时，可直接镗滚.粗镗的目的是为了保持镗滚时余量较均匀，不致于因余量变化过大导致切削力变化过大而引起振动.
文章编号:1007-6492(1999)01-0106-02
作者简介:张丽丽(1961-),女,广东省潮阳县人,郑州煤矿机械厂高级工程师，主要从事金属加工工艺等技术工作.
作者单位：郑州煤矿机械厂，河南 郑州 450007
参考文献
　［1］　程通模.滚压和挤压光整加工［M］.北京：机械工业出版社，1989.
　［2］　金属机械加工工艺设计手册［M］.上海：上海科学技术出版社，1987.
　［3］　王先逵.机械制造工艺学［M］.北京：清华大学出版社，1989.
收稿日期:1998-06-18; 修订日期:1998-10-30