液压油缸缸筒加工过程中的质量控制

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

液压油缸是现代工程机械等设备中的常用的重要部件之-，加工生产过程中油缸的重要组成件缸筒的废品率较高，主要原因有：1)刀杆细长，刚度小，容易发生刀具引偏、振动。

因此有必要采取相应措施来保证导向、切削、排屑、润滑和冷却的可靠性，才能有效降低缸筒的报废率号钢、27SiMn、25CrMo等材料，进行调质处理。不同材料毛坯的缸筒加工工艺相差不大，但工艺参数不同，需要根据毛坯的原材料和热处理状态分别制定各 自的工艺方案和参数。

液压油缸缸筒的结构如图 1所示，对该结构缸筒可以制定出以下几种加工工艺路线：方案 1：下料- 热处理- 校直- 车镗床用定位止 口- 粗镗- 半精镗- 精镗(浮动镗)- 滚压。

方案2：下料- 热处理- 校直- 车珩磨机用定位止口- 粗镗--半精镗- 珩磨。

方案3：下料- 热处理- 校直- 车镗床用定位止口- 组合镗。

方案4：冷拔精密无缝钢管下料- 车珩磨机用定位止口- 珩磨。

1 缸筒加工工艺方案的制定 2 缸简加工中应注意的问题液压油缸缸筒大多采用无缝钢管为原材料，低压油缸缸筒多用 20号钢、25号钢，不经热处理。

中、高压油缸缸筒或重要的缸筒多采用 35号钢、452.1 下料下料时应考虑工艺夹头的尺寸，尺寸过猩能使两端加工出的定位止EI长度过短，造成镗孔时工2013年第4期 煤 矿 机 电 ·55·70兰 里 l ；-。

，/ ，/ 、 - ./ 牟 ， / 2 1 錾0 00000 ! 愚 l：j；。 -e -0 7-- ]～ - .e- e . l - ：，/// ，// Y./////////， ，，f I l n l qs -2x45。

1 960图 1 油缸缸筒结构示意图件在镗床上定位不准确，导致加工出来的成品缸筒壁厚不均匀。

2.2 热处理缸筒热处理后的硬度大型均匀程度不但影响缸筒的质量，而且对于后续加工工序的影响也很大。

硬度不均匀的缸筒，在后续镗内孔时，刀具的磨损会加剧，甚至有可能出现打刀”，造成工件报废。特别是在采用浮动镗刀精加工时，内孔成品质量也会下降。对于这种毛坯管，在加工内孔时，最好采用珩磨的形式。

缸筒毛坯采用最多的热处理方式是用箱式炉或井式炉加热后，垂直淬火，这种方式容易造成缸筒局部硬度不均匀。无缝钢管在中频淬火线上进行淬火处理，由于冷却介质与工件接触均匀，缸筒毛坯的硬度均匀，并且工件硬度-致性也好，对于后续工序非常有利。但由于受感应加热线圈尺寸限制，这种淬火方式在单件、小批量和特殊油缸的生产中应用较困难。

2.3 镗床调整和工件装夹在整个镗孔工序中，保证镗床主轴、夹具、工件、镗刀、镗杆、受油器、镗杆座的中心线-致是保证内孔各加工工序质量的关键。在镗床调整时，可以用磁力表座吸附在镗床主轴上，检查镗刀杆和受油器与主轴的同心度。镗床受油器尾部的减振套需经常检查和调整，磨损后要及时更换。

在粗加工时，工件可以使用鸡形夹头，以加大切削用量，提高生产率。但在精加工中，鸡形夹头有可能造成缸筒出口处圆度超差。精加工中可以采用锥面定位，摩擦夹紧的方式。为了保证夹紧可靠，需要加大受油器的夹紧力，如果摩擦力不足，可以将机床压盘和工件的定位锥面改校25/其余2.4 粗镗2.4.1 粗镗刀的刃磨由于深孔镗排屑困难，刀具刃磨时要将刀头处断屑槽开的深-些、窄-些，以加大断屑效果，方便排屑。刃倾角应注意与镗孔时采用的排屑形式相适应。

2.4.2 粗镗头的调整粗镗头的结构如图2所示 ，前导向块为硬质合金，后导向块为胶木条，粗镗头的调整原则是：保证刀尖和前硬质合金导向块的位置相适应；前硬质合金导向块和后面胶木导向条尺寸相-致；各胶木导向条径向尺寸彼此-致。

1-镗刀 ；2-压 紧螺钉 ；3-硬质合金导向块 ；4-调整螺钉 ；5-胶木导向条；6-镗头；7-对刀规图2 粗镗头结构示意图刀尖应比前硬质合金导向块超前，刀尖的超前量与加工余量和进给量有关，-般在 1 mm～2 mm之间。同时，刀尖在径向尺寸上应略微高出硬质合金导向块0.02 mm左右。为了保证上述尺寸，必须用专用的对刀规对刀，对刀规的内径按各工序的尺寸要求分别制作。如果前硬质合金导向块与对刀规的间隙大，在更换新的硬质合金导向块后，需重新磨削粗镗头；如果刀尖超前量不合适，需重新刃磨粗镗· 56· 煤 矿 机 电 2013年第4期刀。后导向块胶木条的尺寸调整时，为保证与前硬质合金导向块的尺寸相-致，最好每次调整后重新加工胶木条的外径，以保证每条导向条的径向尺寸相-致 。

2.5 精镗目前精镗应用最广泛的是浮动镗刀的形式，如图3所示。精镗刀可以在精镗头的长方形孔中滑动，自动调节两个刀刃的切削量，以减少刀杆弯曲和装夹不准确引起的误差。

1 2 3 4 5 6 7- -1-精镗头；2-精镗刀；3-导向条；4-楔板；5-调整螺母6-锁紧螺母；7-接头图3 精镗头结构示意图2.5.1 精镗刀的刃磨浮动镗的切削过程类似铰削，加工余量不易过大，在图 1所示结构缸筒加工中，精镗余量取 0.08mm～0.15 mil，刀头磨削出较长的校准刃，起到挤压作用，主副偏角均取 1.5。-2.5。，刀头刃磨后，表面粗糙度值应在 Ra 3.2以下，同时检查刃口的质量，不应有锯齿现象，两边的切削刃必须对称，两切削刃和校准刃必须在同-平面内。

2.5.2 精镗头的调整精镗头调整的原则是导向条前部尺寸 与精镗前的底孑L孔径相-致，导向条后部尺寸 与精镗后的孔径相-致，各导向条的径向尺寸彼此相-致。

排屑是精镗中需要特别注意的问题，在精镗中冷却液流量应适当加大，否则铁屑很可能划伤已加工的内孔表面。

2.6 滚压滚压加工可以提高油缸内孔的表面质量，但不能提高内孔的几何精度和位置公差，工件在滚压前的精度和粗糙度越是高，滚压后的表面质量也就越高。滚压前底孔的表面粗糙度-般控制在 Ra1.6左右。

2.6.1 滚压头的调整目前，深孑L加工使用的滚压头有各种不同的形式，但调整的原则是-样的。滚压头的滚柱需进行分组，保证同-滚压头同-排滚柱外径彼此-致，最大相差不超过 0.002 mm。如果是双排滚柱的滚压头，前、后两排滚柱的外径可以不-致。滚柱的棱边需要磨成 1 mm或 2 mm的圆角，修磨后表面需抛光，表面粗糙度 Ra 0.2～0.4 m。同-排滚柱的圆角也要彼此-致。对于双排滚柱的滚压头后排滚柱的外圆大径需要 比前排的外圆大 0.0l mm～0.02mm左右。

2.6.2 滚压参数的选择滚压用量的选取应根据材料的硬度、壁厚等条件由试验得出。滚压的走刀量愈小表面质量愈好。

滚压余量太小滚压效果也不好，不能提高有效提高底孔的表面质量，过盈量太大，会将缸筒滚毛，产生脱皮”，甚至将滚压头卡在缸筒中间，造成滚压头损坏和缸简报废。薄壁缸筒滚压时过盈量过大还会破坏缸筒的直线度。滚压加工旧能-次走刀完成。在图1所示缸筒加工中走刀量取 0.25～0.35mm/r。滚压过盈量取 0.08 mm～0.12 mlTl，实际滚压后尺寸增大0.02 mm左右。

2.7 组合镗在大批量生产中，为了提高生产率，可以采用组合镗，即镗滚复合加工，将粗镗刀、浮动镗刀和滚柱装在-个刀体内，在-次走刀中完成粗镗、精镗和滚压。组合镗的对刀原则同前面提到的工序分开时的对刀原则是-致的，所不同的是组合镗刀体的导向更困难-些，对刀精度要求高-些。

2.8 珩磨和强力珩磨珩磨也是内孔常用的加工手段，可以提高缸筒内孔的几何精度和表面粗糙度，珩磨的适应性 比深孔滚压好，珩磨后的缸筒圆度-般也比滚压后的好，但珩磨的效率比滚压低的多。强力珩磨是油缸缸筒采用较多的又-种工艺，它比普通珩磨加工余量大，磨削效率高。

在珩磨和强力珩磨中要根据缸筒的材料来选择油石磨料和粒度。油石的粒度越粗，切削效率越高，但加工的表面粗糙度越差；油石的粒度越细，切削效率越低，但加工的表面粗糙度越好。在满足工件粗糙度要求的前提下，尽量选取粗的粒度，以提高生产率。油石的硬度与缸径、工件的硬度、珩磨机的形式、珩磨头的涨紧形式、珩磨头的涨紧力有关系，需要根据具体情况综合选择，珩磨和强力珩磨的有关磨削参数在-般切削手册中都可以查到，需通过试加工确定最佳工艺参数。

(下转第 62页)· 62· 煤 矿 机 电 2013年第4期图 1 开槽端子 图2 柔性端子2.6 优化驱动电路驱动电路的性能对 IGBT可靠工作和正常运行有着重要的影响3 J。驱动电路应该能提供合适的驱动信号，保证有-定的驱动电流和功率，有足够的输入输出电隔离能力。

通常情况下根据 IGBT的数据手册选取相应的栅极驱动电阻就可以保证 IGBT的正常运行，在有更严格要求的情况下，将栅极开通电阻和栅极关断电阻分开，达到不同的开通关断时间 J。在短路的情况下，集电极电流迅速增加，当保护电路监测到短路发生后关断 IGBT，栅极关断电阻-定时，di/dt会比正常工作状态时高很多，过电压将会导致 IGBT损坏，所以在发生短路时，应当采用软关断的方式。软关断的方式如图3所示，是指发生短路后，关断时在栅极关断电阻上额外的串接-个电阻 R ，使栅极电阻增大，从而延长了关断时间，使 IGBT既可以及时关断，又可以不使 IGBT因di/dt过高而导致损坏。

图3 软关断示意图3 结语通过分析，矿用变频器硬件的可靠性提高主要在结构、安装方式等方面优化，在保证变频器性能的前提下，需要解决好散热、抗振动、抗干扰等关键技术。只要采用合适的方法，通过对变频器细节方面的优化，完全可以大大改善变频器的稳定性。