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細長油缸活塞杆的（de）車床加工難點分析

2017-3-3 來源：轉載作（zuò）者：何衛鋒

1.零件概述

1.1 通常把L/D 大（dà）於20 就定位於細長活（huó）塞杆，此（cǐ）項目的比值大於90。為典型的細長活塞杆，此類零件在加工中切削力、重力、頂尖頂緊力和熱變形的作（zuò）用下（xià），橫向的（de）細長活塞杆（gǎn）很容易產生彎曲、橢圓等現象。要提高細長活塞杆的加（jiā）工精度，就需要控製加（jiā）工工藝，合理選擇刀具、切削參數和必要的輔助（zhù）工裝（zhuāng）等。

2.加工難點分析

2.1 細長軸變形控（kòng）製（zhì）

(1) 毛坯直線度校直，活塞杆雖（suī）然回火後進行了校直處理，由於工件過長、應力的釋放、中途吊裝轉運和自身重量的因素，活塞杆會產生一定的變形，到車床上（shàng）校調中（zhōng）直線度會產生30-40mm 左右弧形, 本次采用氧氣加乙炔（quē）對凸起的部位進行高溫（wēn）烘火，利用800 多（duō）度的高溫軟化局部組織，靠活塞杆本身（shēn）的自重或者重物（wù）錘壓的方法對局部校直（zhí），在整（zhěng）枝校直期間采用了滾輪旋（xuán）轉法，5 付滾（gǔn）輪（lún）擺放在調整好的墊鐵上，在校調時，通過對凸起部位的烘火加旋轉活塞杆來控製直（zhí）線度，把毛坯20 米的活塞杆直線度控製在10mm 以內。

1-1 零件圖紙

(2) 車（chē）床上直線度的找正（排擋的車削），因（yīn）為（wéi）粗車時活塞（sāi）杆的（de）自重和旋轉時的離心力等現象，所以不可能（néng）用常規的一夾（jiá）一頂的方案（àn），隻能用中心架支撐，所以對排擋的要求較高，由於此活塞杆過長，需3 個中心架支撐。本次采用自製的調整器工裝方案處理（lǐ）（見圖2-1），調整器（qì）的外圓架在車床的中心架上（shàng），通過調整器上6 隻M24 的螺（luó）栓來調節活塞（sāi）杆的（de）中心（xīn），選用YT15-90°焊接偏車刀車（chē）削排擋位置（zhì）。

(3) 車削細長工件車削采用一夾（jiá）一頂的形式，中間配中（zhōng）心（xīn）架或者跟刀架車削，在通常的車削時是會產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，待工件冷卻後則形成圓柱度和直線尺寸的誤差，用頂尖車（chē）削時，熱變形將使工件伸長，導致工件彎曲變形，加工後將產生（shēng）圓（yuán）柱度誤差。由（yóu）於45 鋼：在20——100° C 時，線膨脹係數為：11.59×10^-8(C^-1)，加工時可能會出（chū）現的伸長δ= 熱膨脹係數× 總長度*× 溫度（dù）變化；δ=11.59×10^-8(C^-1)×19980×100 ≈ 24mm。為了防止（zhǐ）出現以上可能出現（xiàn）的現象，本次采用反向車削法，左端四爪卡盤卡爪上墊（diàn）小銅塊，減小加緊時的接觸麵積，避免夾緊時產生彎曲力距（jù），配合（hé）中心架和（hé）跟刀架同時使用，增大切（qiē）削液的濃度和流量，降低切削速度（dù），切削量控製在3mm 以內；尾座頂（dǐng）尖選用彈性頂尖，在活塞杆切削產生（shēng）熱膨脹時（shí）頂尖自動後退，可避免熱（rè）膨脹引起的彎曲變（biàn）形。

2.2 刀具的影響（xiǎng）

(1) 粗車時車刀（dāo）後刀麵α 角度（dù）不易過大，控製在小於3°，副後刀麵夾角α1 小於5°，刀尖需修磨R2 的圓角。因（yīn）為粗車時活塞杆切（qiē）削量較大，旋轉時的離心力，所以，粗車時會產生斷續切削，產（chǎn）生振動，刀具容易崩碎，所（suǒ）以對刀具的角度的選擇尤為重要。本次（cì）選擇的角（jiǎo）度α＜ 3°，α1 ＜ 5°，保證了刀具的強度，改善切削刃受力狀況和散熱（rè）條件，提高切削刃強度和（hé）抗衝擊能力，在車削時（shí）刀尖高度高於工件中心0.5mm，有利於（yú）正常的車削加工，可有效預防崩刀和振動等現象。

(2) 精車、半精車時（shí）選擇前角為6°，主偏角95°，副偏角5°，刀刃角（jiǎo）5°的鍍鈦硬質合金（jīn）機夾車刀，采用以上刀具，可以減小切（qiē）屑被切下時（shí）的彈性變形（xíng）和切屑流出時與前刀麵的摩擦阻力，減小切削力和切削熱；提高（gāo）切（qiē）削刃強度（dù）和抗衝擊能（néng）力，在車削時刀尖高度高於工件中心0.5mm，有利於正常的車削加工，可有（yǒu）效防止振動等現象

(3) 切削參數的選擇

①轉速n 的選擇（zé），粗車時硬質（zhì）合金車刀Vc 選擇60m/min, 轉速n 為83r/min;精車和半精（jīng）車（chē）時選（xuǎn）擇鍍鈦硬質合金機夾車（chē）刀Vc 選擇90m/min, 轉速n 為130r/min。

② 背吃刀量(ap)=（dw-dm)/2, 粗車（235-225）/2=5mm; 半精車（225-222）/2=1.5mm; 精（jīng）車（222-220.6）/2=0.7mm，留磨量0.6mm。

③進（jìn）給量（liàng）（F）粗車：F=n*f=83*0.2= 16.6mm/min;半精（jīng）車和精車F=n*f=130*0.1= 13mm/min。

3.結束語

細（xì）長活塞杆車削加工在液壓啟閉機行業是較為常見的一（yī）種加（jiā）工方式。由於細、長剛性（xìng）差，車削時產生的離心（xīn）力、熱變形等因素，很難保證加（jiā）工質量。通過采用合理的加工工藝，合適的工裝，選擇適當的刀具和切削參（cān）數，可以保證活塞杆的（de）加工質量。通過本次對（duì）迪斯（sī）尼超長油缸的加工，認識（shí）到加工超長活塞杆中承在的問題，本次得到了處理，為以（yǐ）後加（jiā）工更大更長的超大型液壓啟閉機做準備。

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