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細長油缸活塞杆的車床（chuáng）加工難點（diǎn）分析

2017-3-3 來源：轉載作者：何衛鋒

1.零件概述

1.1 通常把L/D 大於20 就定位於細（xì）長活塞杆，此項目的比值大於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用下（xià），橫向的細長（zhǎng）活塞杆很容易產生彎曲、橢圓等現象。要提高細長活塞杆的加工精度，就需要控製加工工藝，合理選擇刀具、切削參數和必要的輔助工裝等。

2.加（jiā）工難點分析

2.1 細長軸變形控製

(1) 毛坯（pī）直線度校直，活塞杆雖然回火後進行（háng）了校直處理，由於工件過長、應力的釋（shì）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）校調中直線（xiàn）度會產生30-40mm 左右弧（hú）形, 本次采用氧氣加乙炔對凸起的部位（wèi）進行高溫烘（hōng）火，利用800 多度的高（gāo）溫軟化局部組織，靠活塞杆本（běn）身的（de）自重或者重物錘壓的方法對局部校直，在整（zhěng）枝校直期間采用（yòng）了滾輪（lún）旋（xuán）轉法，5 付滾輪擺放在調整好的墊鐵上，在校調時，通過對（duì）凸起部位的烘火加旋轉活塞杆（gǎn）來控製直線度，把毛坯20 米的活塞杆直線度控製在10mm 以（yǐ）內。

1-1 零件圖紙

(2) 車床上直線度的找正（排擋（dǎng）的車削），因為粗車時活塞杆的自重和旋轉時的離心力等現象，所以不（bú）可能用常規的一夾一頂的方案，隻能用中心架支撐（chēng），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（cǎi）用自製的調整器工裝方案處（chù）理（見（jiàn）圖（tú）2-1），調整器的外（wài）圓架在車床的中心架上，通過調整器上6 隻M24 的螺栓來調節活塞杆的中心，選用YT15-90°焊接偏車刀車削排擋位置。

(3) 車削細長工件車削采用一夾一（yī）頂的形式，中間配中（zhōng）心架或者跟刀架（jià）車削，在通常的車削時是（shì）會產（chǎn）生熱量致使工件軸向伸（shēn）長（熱變形），隨著加工（gōng）時（shí）的溫度的升高，工件（jiàn）直徑脹大，待工件冷卻後則（zé）形成圓柱度和（hé）直線尺寸的（de）誤差，用頂尖車削時，熱變形將使工件伸長，導致工件（jiàn）彎曲變形，加工後將產（chǎn）生圓柱（zhù）度誤差。由於45 鋼：在20——100° C 時，線膨脹係數為：11.59×10^-8(C^-1)，加工時可能（néng）會出現的伸長δ= 熱膨脹係數（shù）× 總長度*× 溫（wēn）度變化；δ=11.59×10^-8(C^-1)×19980×100 ≈ 24mm。為了防止出現以上可能出現的現象，本次采用反向車削法，左端四爪卡盤卡爪（zhǎo）上墊小銅塊，減小加緊時的接觸麵（miàn）積，避免夾緊時（shí）產生彎曲力（lì）距，配合中心架和跟（gēn）刀架（jià）同時使用，增大切削（xuē）液的濃度和流量，降低切削速度，切削量控製在3mm 以內；尾座頂尖選用彈性頂尖，在活塞杆切削產生熱膨脹（zhàng）時頂（dǐng）尖自動後退，可避免熱膨脹（zhàng）引起的彎曲變形。

2.2 刀具的（de）影響

(1) 粗車時車刀後刀麵α 角（jiǎo）度不易過大，控製在小於3°，副後刀麵（miàn）夾角α1 小（xiǎo）於5°，刀尖需修磨R2 的圓角。因為粗車時活塞杆切削量較大，旋轉時的離心力，所以，粗（cū）車時會（huì）產生斷續切削，產生振動，刀具容易崩（bēng）碎，所以對刀具的角度的選擇尤為重要。本次選擇的角度α＜ 3°，α1 ＜ 5°，保證了刀具的強度，改善切削刃受力狀況和散熱條件，提高切削刃強度和（hé）抗衝擊能力，在車削時刀尖高度高（gāo）於工件中（zhōng）心0.5mm，有利於正常的車削加工，可有效預（yù）防崩刀和振動等（děng）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5°的鍍鈦硬質合金（jīn）機夾車刀，采用以上刀（dāo）具，可以減小切屑被切下時的彈性變形和切屑流出時與前刀麵的（de）摩擦阻力，減小（xiǎo）切（qiē）削力和切削（xuē）熱；提高切削刃強度和（hé）抗衝（chōng）擊能力，在車削時刀尖高度高（gāo）於工件中心0.5mm，有利於正常的車削（xuē）加工，可有效防止振動（dòng）等現象

(3) 切削參數的選擇

①轉速n 的選擇，粗車時硬質合金車刀Vc 選擇（zé）60m/min, 轉速n 為83r/min;精車和半（bàn）精車時選擇（zé）鍍鈦硬質合（hé）金機夾（jiá）車刀（dāo）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; 精車（222-220.6）/2=0.7mm，留磨量0.6mm。

③進給量（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

細長活塞杆車削加（jiā）工在液壓啟閉機行業是較為（wéi）常見的一（yī）種加工方式。由於細、長剛性差，車削時（shí）產生的（de）離心力、熱變形等因素，很難保證加工（gōng）質量。通過采用合理的加工工藝，合適的工（gōng）裝，選擇適當的刀具和切削參數（shù），可以保證活塞杆的加工質（zhì）量。通過本次對迪斯尼超長油缸的加工，認（rèn）識到加工超長活塞杆中承（chéng）在的問題，本次得到了處理，為以後加工（gōng）更大更（gèng）長的超大（dà）型液壓啟閉機做準備。

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