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一種船舶超長液壓（yā）油缸體車床加工工裝（zhuāng）

2022-6-21 來（lái）源：黃海造船有限（xiàn）公司作者：滕曉岩

摘要：超長油（yóu）缸體內孔加工是機械加工中經常遇到的（de）一類問題。為了解決普通車床加工（gōng）超長油缸體內孔，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（zài）設計工裝過程中，從刀杆振動方麵進行解決。對刀杆設置滑動支撐銅套和刀杆夾持（chí）器（qì），在加工（gōng）過程中（zhōng），通過調整（zhěng）刀杆支撐點，能夠有效解決刀杆（gǎn）振（zhèn）動問題，從而提（tí）高超長液壓油缸體（tǐ）的加工質量。

關鍵詞：機械加工加工工（gōng）藝車床工裝超長油缸體（tǐ）加（jiā）工

客滾船艏（shǒu）艉門的開（kāi）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，其油缸加工質量直接影響到船員和乘客的生命安全。超長油缸體內孔加工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助（zhù）完成，即使這樣，這也是一（yī）個十分複（fù）雜精密的過程。傳統常規加工方法是采用（yòng）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（xiàn）象，影響加（jiā）工質量。

該文介（jiè）紹一種利用普（pǔ）通車床安裝工裝進行超長油缸（gāng）體加工的方法，能（néng）夠有效地解（jiě）決該加工難題。

1、工件特點分析（xī）

分析油缸體工件的結構（gòu）特點：工件（jiàn）屬於薄壁（bì）深（shēn）孔加工，自身剛性差，用傳統（tǒng）加工法，刀杆細長易振動，易產生報廢現象，需使（shǐ）用特殊（shū）附件和（hé）工裝才能達到工件（jiàn）精度要求。

2、加工方案（àn）、工裝設計及製（zhì）作

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

工件長1 400 mm，考慮（lǜ）到加工刀杆長度，首先車床有效加工長度至少3.5 m。其次（cì），采（cǎi）用傳統（tǒng）的單刀車孔法無（wú）法達（dá）到工件精度要求。傳統車床加工長內孔使用的刀杆，刀杆懸臂較長，刀頭距離刀杆固定點距離太遠（yuǎn），易發生振動現象，內孔產生崩刀（dāo）現（xiàn）象，導致加工精度和粗糙度不滿足要求。

孔法無法達到工（gōng）件精（jīng）度（dù）要（yào）求。傳統車床加工長內（nèi）孔使用的刀杆，刀杆懸臂較長，刀頭距離刀杆固定點距離太遠，易（yì）發生（shēng）振動現象，內孔產生崩刀現象，導致加工（gōng）精度和粗糙度不滿足要求。

船廠做出如下加工方案：配合車床床頭錐孔，製（zhì）作一個起到支承刀杆作用的支撐銅套，做一支油缸體2.2倍長的（de）刀杆，刀杆的一端支承在銅套（tào）內（間隙配合），另一端通過刀杆夾持器，夾（jiá）在（zài）車床溜板的刀架（jià）上，刀杆中間裝車刀。車刀可（kě）分粗車刀、半精車刀、精車刀。示意圖如圖1所示。

圖1 加工工裝安裝使（shǐ）用示意圖

2.1 製作刀杆

刀杆用（yòng）無縫鋼（gāng）管分成兩（liǎng）段，由A、B製（zhì）成，A段長1700 mm，一端焊（hàn）接堵頭，B段長1 600 mm，一端焊接堵頭。刀杆A和B通過內外螺紋（wén）進行（háng）連接。刀（dāo）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，裝夾車全長外圓（yuán）至Ф60+0.4+0.5 mm；調頭Ф60外（wài）圓伸進床頭內（nèi）孔中，夾緊（jǐn）車端麵、車M52×2內螺紋長（zhǎng）50 mm，配車M52×2堵頭外端鑽中心孔。刀杆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；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（zuàn）床：刀杆A螺紋一端（duān）100 mm處，鑽Ф14通孔轉90°鑽攻M10螺紋。

（3）插床：插14刀方，與高速工具鋼車刀配合，間隙適度。

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

2.2 製作支（zhī）撐銅套

支撐銅套用耐（nài）磨（mó）錫青銅製作而成，外圓是錐麵。夾（jiá）一端車銅套外圓，按（àn）床頭孔配錐度，精車錐度（dù），內孔加工至尺寸要求，此法以保證錐麵和內孔的同軸度。內孔設置油線，不延伸至端部，便於儲（chǔ）存滑油。端麵斜鑽孔與油線（xiàn）相通，攻內螺紋，安裝油杯，供刀杆在支（zhī）撐銅套內孔中移動和旋轉潤滑。

2.3 製作刀杆夾持器

刀杆夾持器用45鋼鍛製並加（jiā）工而成，具（jù）體情況見圖2。

圖2 刀杆夾（jiá）持器（qì）

3、工裝的安裝

（1）控製刀杆的安裝過精度。

（2）刀杆A和B內外螺紋（wén）連接旋緊。刀杆A非（fēi）螺紋端插入銅套中，刀杆B非螺紋端插入夾持器內孔並利用車床刀台的螺釘擰緊（此時夾持（chí）器已裝夾在刀台上，基本找正高（gāo）度（dù），但不要（yào）夾緊），移動大（dà）溜板，測試刀（dāo）杆A在整個走刀範圍（wéi）內是（shì）否卡滯。銅套上的注（zhù）油孔注（zhù）入潤滑油，潤滑內孔，如有卡滯現象，可用墊片或（huò）小溜（liū）板來調整夾持器在刀台上的高度及（jí）軸（zhóu）向平行度。調至刀杆A全長範圍內在銅套內輕（qīng）鬆移動，然後鎖定小滑板。

（3）刀具需要準備四把。車內孔粗加工用車刀，刀頭采（cǎi）用硬質合金YT15。其餘采用（yòng）14方高速工具鋼條，磨削成三把不可調刀頭。

4 、工裝的使用及油缸（gāng）體（tǐ）的加工工（gōng）藝過（guò）程（chéng）

首先，在（zài）車床（chuáng）上加工工件兩端的方形法蘭端麵及止口，重要的是在兩端方法蘭之間的缸體非加工外圓上，車一（yī）凹台，凹台用作支撐中心架用。操作工藝過程如下。

（1）卡盤定位一端內孔，另（lìng）一（yī）端利（lì）用中心架支撐工件外圓，車削端麵，測量保證另一端留有餘量。

（2）工（gōng）件調（diào）頭，車削另一端，保證工（gōng）件（jiàn）的總長。

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

（4）一撐一架（jià），車兩端止口（kǒu），車（chē）一段內（nèi）孔，以備對內孔尖（jiān）刀用。

下一步就是車油缸內孔，操作過（guò）程具體（tǐ）如下。

（1）刀杆（gǎn）A和B螺紋（wén）連接處（chù）鬆開，將刀杆（gǎn）A插入車床床頭錐形銅套內孔中，並安裝調整中心架。

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

（3）刀杆A與刀（dāo）杆B聯接旋緊，錐形銅套內孔加油。

（4）車刀插入刀杆方孔（kǒng）中，通過螺釘壓緊車刀，這把刀（dāo）必須使油（yóu）缸（gāng）內孔加工成整（zhěng）圓，吃刀深度盡量小，由於是單麵吃刀，刀杆長、吃刀深度大，會引（yǐn）起振動。如果內孔一次不能夠去（qù）掉氧化皮，可繼續第（dì）二次進刀加工。

（5）鬆開車刀壓緊螺釘，換第一把粗車刀（dāo），打開冷（lěng）卻液，開始走刀。觀察刀兩（liǎng）側切削是否勻，如果不均勻，需（xū）要（yào）重磨車刀倒（dǎo）角。這一刀吃刀深（shēn）度較大，刀杆有振動感。切屑較多，但在切削液的噴射下很順利地排除，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（duān），車刀從銅套與（yǔ）油缸體之間的空間抽出（chū），大溜板退到走刀起點，換第二把刀（dāo），銅套內（nèi）孔加注潤（rùn）滑油。走刀過程中（zhōng），觀察兩側切削，這一刀吃（chī）刀深度較小，刀（dāo）杆振動感消除。走刀約20 mm後，退刀、停車，鬆開刀杆A、B連接，用百分表測量內孔尺寸滿足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（dāo）也是從銅套與油缸體之間的空間抽出，大溜板（bǎn）退（tuì）到走刀起點。換第三把（bǎ）精車刀，銅套內孔繼續加油。精（jīng）車刀刃磨鋒利，吃（chī）刀深度隻有0.075 mm，刀杆無振感，走（zǒu）刀20 mm，退刀停車（chē），鬆開刀（dāo）杆A、B連接，刀杆A插（chā）入（rù），百分表測量內孔尺寸，尺寸（cùn）符合要求後，旋緊刀杆A、B聯接，繼續走刀。

（8）精車（chē）完畢，刀頭從銅套與油缸體空間抽出，大溜板退到起點，刀杆A、B聯接鬆開，刀（dāo）杆A插入床頭，鬆開四爪卡盤的兩爪，卸下（xià）工件（jiàn），測量夾持一端尺寸Ф80+0.05 mm，圓（yuán）度誤差0.01 mm，對比表麵粗糙（cāo）度1.6 μm達到。經檢（jiǎn）測，加工件滿足圖紙要求。

5、結語

通過普通（tōng）車床加裝設計長刀杆工裝，用來加工超長油缸體，經實際使（shǐ）用，油（yóu）缸體加工精度完（wán）全（quán）滿足要求，獲得（dé）船東的一致好評，為解決細長內孔（kǒng）加工提供了參考方案。

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