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一種船舶超（chāo）長液壓油缸體車床加工（gōng）工裝（zhuāng）

2022-6-21 來源（yuán）：黃海造（zào）船有限公司作者（zhě）：滕（téng）曉岩

摘要：超長油缸體內孔加工是機（jī）械加工中（zhōng）經常遇到的一類問題。為（wéi）了解決普通車床加工超長油缸體（tǐ）內孔，該文介紹在普通車床安裝一種工裝，有效解決船舶超長液壓油缸體內孔加工。在設計工裝過程中，從刀杆振（zhèn）動方麵進（jìn）行解決。對刀杆設置滑動（dòng）支撐銅（tóng）套和刀杆夾持（chí）器，在加工過程中，通過調整刀杆支撐點，能夠有效解決刀杆（gǎn）振動問題，從而提高超長液壓油缸體的加工質量。

關鍵詞：機械加工加工工藝車床工裝超（chāo）長油缸體（tǐ）加工

客滾船艏艉門的開閉油缸、坡道的升降油缸、貨船液壓艙蓋的開閉油缸等，都是超長液壓油缸，其油缸加工質量（liàng）直接影響到船員和乘客的生命（mìng）安全。超長（zhǎng）油缸體內孔加工（gōng）是機械加工中難度係數較高的一種，通常工人需要借助其他機器輔（fǔ）助（zhù）完成，即使這（zhè）樣，這也是一個十分複雜精密的過程。傳統常規加工方法是（shì）采用一端懸空長刀杆進行加工，加工過程中刀杆容易發生振動現象，影響加（jiā）工質量。

該（gāi）文介紹一（yī）種利用普通車床安裝工（gōng）裝進行超長（zhǎng）油缸體加工的方法，能夠（gòu）有效地解決該加工難題。

1、工件特點分析

分析油缸體工件的結（jié）構特點：工件屬於（yú）薄壁深孔加工，自身剛性差（chà），用傳統加工法，刀杆細長易振動，易產生報廢現象，需使用特殊附件和工裝才能達到工件精度要求。

2、加工方案、工裝設（shè）計及製（zhì）作

根據工件特點，結合（hé）公司設備情況，了解工件的加工難度，選擇合適的加工設（shè）備。

工件長1 400 mm，考慮到加工刀杆長度，首先車床有效加工長度（dù）至少3.5 m。其次，采用傳統的單刀車孔法無法（fǎ）達到工件精度要求。傳統車床加（jiā）工長內孔使用的刀杆，刀杆懸臂較長，刀頭距離刀杆固定（dìng）點距離太遠，易發生振動現象，內孔產生崩（bēng）刀現象，導（dǎo）致加工精度和粗糙度不（bú）滿足要求。

孔法無法達到工件精度要（yào）求。傳統（tǒng）車床加工長內（nèi）孔使用的刀杆，刀杆懸臂較長，刀頭距離刀杆固定點（diǎn）距離太遠，易發生振動現象，內孔產生崩刀（dāo）現象，導致加工精度和粗糙度（dù）不（bú）滿足要求。

船廠做出如下加工方案：配（pèi）合車床床頭錐孔，製作（zuò）一個起到支（zhī）承刀杆作用的支撐銅套，做一支油缸體2.2倍長的刀杆，刀杆的（de）一端支承在銅套內（間隙配合），另一端通過（guò）刀杆夾持器，夾在車床溜板的刀架上，刀杆中間（jiān）裝車刀（dāo）。車刀可分粗車（chē）刀、半精車刀、精車刀。示意圖如圖1所（suǒ）示。

圖1 加工工裝安裝（zhuāng）使用示意圖

2.1 製作刀杆

刀杆用無縫（féng）鋼管分成兩段，由A、B製成，A段長（zhǎng）1700 mm，一（yī）端焊（hàn）接堵頭，B段長1 600 mm，一端焊接堵頭。刀杆A和B通過（guò）內外（wài）螺紋進行連接。刀杆A、刀杆B加工工藝過程，如下所示。

（1）C6140車床。刀杆A：堵頭端鑽中心孔；一夾一頂，裝夾車全（quán）長外圓（yuán）至Ф60+0.4+0.5 mm；調頭Ф60外圓伸（shēn）進床頭內孔中，夾（jiá）緊車端麵、車M52×2內螺紋長50 mm，配車M52×2堵頭外端（duān）鑽中心孔。刀杆（gǎn）B：堵頭端鑽攻M14×1內螺紋，帶保護錐孔；一夾一頂，裝夾車外圓Ф60-0.05，長200 mm，車Ф61全長（zhǎng）；調頭夾Ф60外圓，中心架支撐Ф61外圓，車端麵，配車M52×2外螺紋。

（2）鑽床：刀杆A螺紋一端100 mm處，鑽Ф14通孔轉90°鑽攻M10螺紋（wén）。

（3）插床（chuáng）：插（chā）14刀方，與高速工具鋼車（chē）刀配合，間隙適度。

（4）外圓磨床：裝螺紋堵頭用兩頂尖裝夾磨刀杆A全長外圓（yuán）Ф60±0.015 mm。

2.2 製作支撐銅套

支撐銅套用耐磨錫青銅製作而成（chéng），外圓是錐麵。夾一端車銅套外圓，按床頭孔配錐度，精車錐度，內孔加工至尺（chǐ）寸要求，此法以保（bǎo）證（zhèng）錐麵和內孔的同軸度。內孔（kǒng）設置油線，不延伸至端部，便於（yú）儲存滑油。端麵斜鑽孔與油線（xiàn）相通（tōng），攻內螺紋，安裝油杯，供刀杆在支撐銅套（tào）內孔中移動和旋轉潤滑。

2.3 製作刀杆夾持器（qì）

刀杆夾（jiá）持器用45鋼鍛製並加工而成，具體情況見圖2。

圖（tú）2 刀杆夾持器

3、工（gōng）裝的安裝

（1）控製刀杆的（de）安裝（zhuāng）過精度。

（2）刀（dāo）杆A和B內外螺紋連接旋緊。刀杆A非螺紋端插（chā）入銅套中，刀杆B非螺紋（wén）端插入夾持器內孔並利用車床刀台（tái）的螺釘擰緊（此時夾持器已裝夾在刀（dāo）台上，基本找正高度，但不要夾緊），移動大溜板，測試刀杆A在（zài）整個走（zǒu）刀範圍內（nèi）是（shì）否卡滯。銅套上的注油孔注入（rù）潤（rùn）滑油，潤滑內孔，如有卡滯（zhì）現象，可用墊片或小（xiǎo）溜板來調整（zhěng）夾（jiá）持器在刀台上的高度及軸向平行度。調至刀杆A全長範圍內在銅套內輕鬆移動，然後（hòu）鎖定小滑板。

（3）刀（dāo）具需要準備四（sì）把。車內（nèi）孔粗加工用車刀，刀（dāo）頭采用硬質合金YT15。其（qí）餘采用14方高速工具鋼條，磨削成三把不可調刀頭。

4 、工（gōng）裝的（de）使用及油缸體的加工工（gōng）藝過程

首先（xiān），在車床上加工工件兩端的方形法蘭端麵及止口，重要的（de）是在兩端方（fāng）法（fǎ）蘭之間的（de）缸體非加工（gōng）外圓上，車一凹台，凹台用作支撐中心（xīn）架用。操作工藝過程如下。

（1）卡盤定位一端內孔，另一端利用中心架支撐工（gōng）件外圓，車削端麵，測量保證另一端（duān）留有餘量。

（2）工件調（diào）頭，車削另（lìng）一端，保證工（gōng）件的總（zǒng）長。

（3）卡盤安裝工件定位一端內孔，另一端利用活頂（dǐng）尖找正頂緊，車削兩（liǎng）個方法蘭的背麵處的中心架凹台，檢查外圓跳動情況，必要時，利用紙墊片調整活頂尖找正，找正後一次車（chē）好兩個凹台，外圓加工至無（wú）氧化皮即可，公差保證±0.02 mm。

（4）一撐一架，車兩端止口，車一段（duàn）內（nèi）孔，以備對（duì）內孔尖刀用（yòng）。

下一步就（jiù）是車油缸內孔，操作過程具體如下。

（1）刀杆A和B螺紋（wén）連接處鬆開，將刀杆A插（chā）入車床床頭（tóu）錐形銅套（tào）內孔中，並（bìng）安裝（zhuāng）調整中心（xīn）架。

（2）四爪卡盤夾一端方法蘭，位置找正（zhèng）車好的凹台，另一端用中心架架住。

（3）刀杆A與刀杆B聯接旋緊，錐形銅套內孔加油。

（4）車刀插入刀杆方孔中，通過螺釘壓緊車刀，這把刀必須使油缸內孔加工成整圓，吃刀深度盡量小，由於是單麵吃（chī）刀，刀杆長、吃刀（dāo）深度大，會引起振動。如果（guǒ）內孔一（yī）次不能夠去掉氧化皮，可繼（jì）續第二次進（jìn）刀加（jiā）工。

（5）鬆開車刀壓緊螺釘，換第一（yī）把粗車刀，打開冷卻液，開始（shǐ）走刀。觀察刀兩側（cè）切（qiē）削是否勻，如果不均勻，需要重磨車刀倒角。這一刀吃刀深度較大，刀杆有振動感。切（qiē）屑（xiè）較多，但在切削液的噴射下很順利地排（pái）除，然後利用內卡鉗測量內孔尺寸至Ф（79+0.1）mm。

（6）第一刀加工到末端，車刀從銅套與油缸體之間的空間抽出，大溜板退到走刀起點，換第二把刀，銅套內孔加注潤滑（huá）油。走刀（dāo）過程（chéng）中，觀察兩（liǎng）側切削，這一刀吃刀深度較小，刀杆振（zhèn）動（dòng）感消除。走刀約20 mm後，退刀、停車，鬆開刀（dāo）杆（gǎn）A、B連接，用（yòng）百分表（biǎo）測量內孔尺（chǐ）寸滿足Ф（80-0.1）mm後，旋緊刀杆A、B繼續走刀。

（7）第二刀加工完畢，車刀也是從銅套與油缸體之間（jiān）的空間抽出，大溜板退到走刀起點。換第三把精車刀，銅套（tào）內孔繼續加油。精車刀刃（rèn）磨鋒利，吃刀深度隻有0.075 mm，刀（dāo）杆無振感，走刀20 mm，退刀停車，鬆開刀杆A、B連接（jiē），刀杆（gǎn）A插入（rù），百分表測量內孔尺寸，尺寸符合要求後，旋緊刀杆A、B聯接，繼續走（zǒu）刀。

（8）精車（chē）完畢，刀頭從銅套與（yǔ）油缸體空間抽出，大溜板退到起點，刀杆A、B聯接鬆開，刀杆A插入床頭，鬆開四爪卡盤的兩（liǎng）爪（zhǎo），卸下工件，測量夾持一端尺寸Ф80+0.05 mm，圓度誤差0.01 mm，對比表麵粗糙度1.6 μm達到。經檢測，加工件滿足圖紙要求。

5、結語

通（tōng）過普通車床加裝設計（jì）長刀杆（gǎn）工裝，用來加（jiā）工超長油缸體（tǐ），經實際（jì）使用，油缸（gāng）體加工精度完全滿足要求，獲得船東的一致好評，為解決細長內孔（kǒng）加（jiā）工提供了參考方案。

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