液压支架油缸加工工艺革新

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在液压支架的制造过程中，油缸是其中的关键部件。其制造方法与工艺直接关系着产品的质量和生产成本。尤其在液压支架立柱的制造方面，由于部件多 ，生产工艺复杂 ，加工工序多 ，制造速度直接影响着生产工期。因此提高液压支架油缸方面的制造T艺是提升企业形象、保证液压支架质量、按时完成生产任务的重要因素。

1 小柱堆焊改成焊套为适应市场发展的需求，我厂承担并完成了薄煤层-米以下含坚硬夹矸薄煤层安全高效综合高效机械化开采成套设备与技术”这-科技项 目。我厂为其配套 自主设计并制造的ZY2600/6.5/16D型液压支架实现了兖州地区及周边矿区的普及推广。其中液压支架立柱的小柱见图 1：， - - 登 釜 蓥塞 荸 n霉 味 - - I50441582图 1 小柱 图由图 1可 以看 出 ，左 端 加 工后 的尺 寸 为d)158.5mm。为节约原材料，使用 140mm的圆钢进行堆焊 ，为确保外径尺寸 158.5mm及长度尺寸60mm，长度与直径上都留有足够的加工余量，外圆尺寸堆焊至 (b 167mm，长度尺寸 60ram堆焊至 70ram(图 2)。单边堆焊厚度为(167-140)÷213.5，堆焊-道在厚度上-般为 5mm左右，需要堆焊层数为13.5÷52.7层，取整数为 3层；-次堆焊宽度-般在15ram左右 ，每层需要焊 70÷l54.67，取整为 5道 ，所以需要堆焊 15周圈。

由于堆焊区域过于集中，堆焊层数多，且圆钢直径较小，散热效果不好，熔池不断加大，甚至超前于电唬容易造成堆焊层成分偏析、夹渣、气孔等缺陷，影响密封性能，很难控制产品质量。且在堆焊过程中左端面无母材，宽度 70mm无法保证，需要增加原材料长度或增加堆焊高度，才能满足加工要求。

j 、 9l敬IIIJ ㈩ l70444585图 2 小柱堆焊 图经工艺讨论采用焊套方式代替堆焊。如图 3所示，小柱体左端车直口及焊接坡口，小柱套采用168×36mm的无缝钢管下料，在车完内孔及焊接坡口后进行组对焊接。由于 l45 -0.0。 4mm及 154： 0.04 imm位置处为无缝钢管材料，避免了气孔 、夹渣等焊接缺陷，防止密封沟槽缺陷的产生。

图 3 小柱焊套 图焊 接强 度 校核 ，活柱 工作 状 态 下受 力 为1300kN，小柱体与小柱套 Y形焊接坡口深 20ram，焊缝强度不低于 600MPa，则焊缝承压能为 600×20×3.14 X 1204521.6kN，安全系数为 4521.6/13003.5，足以满足使用要求。

小柱套与小柱体的焊接量只有堆焊的1/5，提高了生产效率近 5倍，并保证了产品质量。目前我厂现已制造了8套支架，在北宿、武所屯、山东鑫国、保利等煤矿得到应用，取得了良好的经济效益与社会效益。

· 79·煤矿现代化 2013年第4期 总第1 15期2 带外导套缸筒加工工艺优化在有些液压支架立柱的设计中，为保证缸口及导向套的强度，增大了缸口直径及导向套的厚度 ，采用了外导套的设计方式，如图4所示：/ . Ill - ； 善毪 777777777万 7l l1125图 4 带缸箍缸筒按照原工艺，两端四爪撑内孔，车缸筒左端 45。

倒角及右端 264mm直 口后转焊接焊外导套 (图5)，转车床撑左端内孔，顶右端内孔，车右端 5 X45o倒角，转 T2120深孔钻镗床粗加工内孔至 226mm，然后再精镗滚压至 d)230H9mm。缸筒在车左端45。倒角及右端直 口是以 273mm外圆为基准两端用四爪撑内孔进行找正 ，而在焊完右端外导套后采用撑 273mm左端内孔，顶缸筒右端的方式对缸筒进行车倒角。由于缸筒毛坯内孑L面与外圆同心度相差较大，且内孔-般带有椭圆，-撑-顶加工后，容易造成精镗时缸筒内孑L与外导套中心偏移过多，外导套的内孔 C面车不起来。

图 5 带外导套缸简经工艺分析分析 ，C面车不起来是因为焊外导套前是以 273mm外圆为粗基准，而焊完外导套后以内孔为粗基准进行加工。由于缸筒毛坯内外圆同心度相差较大，造成了基准相差较大，不能满足生产要求 。为保证基准的统-性 ，决定在车完缸筒264mm直 口及两端倒角后先对缸筒进行粗镗至(b 226mm，在焊完外导套后 ，三爪撑缸筒内孑L，顶缸筒右端进行加工。这样保证了基准的统-性，问题得到 了妥善解决 。 目前我厂 以这种加 丁工艺生产ZFS7200支撑掩护式放顶煤液压支架4套共计立柱1000余颗。

活柱是立柱的重要部件之-，随着大采高高端支架及大缸径油缸制造的发展，为节省原材料，活柱多采用柱头、柱管、柱塞组焊的方式。如图6所示为活柱图纸，从图中可以看出，活柱的尺寸较大 ，尽量减少加工工序来提高其生产效率。原丁艺数控车床采用三爪卡盘夹右端柱头外圆，顶尖顶左端中心孔，车 200mm外圆及 205mm等沟槽尺寸，掉头夹左端外圆，架柱管右端车 SR90mm球头，然后到普通车床修左端内孔倒角(磨床用)及右端中心孔后转入磨床磨削。由于数控车床需两次装夹工件，且需要转普车专门修倒角。经工艺研究 ，数车采用-撑-顶方式加工，如图 7所示。

疆量网蒗 S O篱 嚣0311--] ∞8 I图 6 小柱图图 7 小柱-撑 -顶加 工在普车夹柱塞架柱管右端，车柱头处焊接焊余高及焊瘤 ，平柱头右端端面，并钻中心孔，车柱头右端台阶处外网；调头，三爪夹刚车的工艺台，架柱管左端，车柱塞处焊接余高及焊瘤，车直径 126mm深 5ram的工艺台及 30。倒角；转数控车床使用软爪撑 126mm工艺 台，顶尖顶右端中心孔车柱塞205mm及其它沟槽、柱管镀铬区及柱头 SR90mm。

由于顶尖顶在柱头的右端，不能车削到根部，需要让出-直径为 30ram的工艺圆台在 SR90ram以内。

精车完成后转磨床顶左端 c面及右端中-tL，#L进行磨削。由于左端 126mm工艺台与 C面为-次装夹车削面 ，保证了磨削时 230H9 mm与 210f9 0 0 5mm的同轴度要求。由于数车采用-次装夹，并且在数车精车完成后不再回普车修中心孔及倒角，减少了 2道工序及周转次数 ，较大提高了活柱的生产效率 ，我厂采用此工艺已在多个架型十余套支架的柱制造中得到应用。

3 活柱-次性修中心孔及工艺台 4 活塞杆两顶加工· 80 ·煤矿现代化 2013年第4期 总第1 15期除立柱以外，所有的液压支架油缸都有活塞杆。

活塞杆是液压油缸的重要部件之- ，是液压油缸动力的传递和执行部件 ，活塞杆加工速度与精度的好坏直接影响油缸的生产进度。在原来的生产工艺中为方便夹持，在活塞杆端部会留有- 35～ 50mm的工艺圆台，但由于数控车床液压卡盘本身结构的限制 ，其卡爪移动的形成只有 5ram左右，在更换粗细相差较大的活塞杆时，由于T艺台尺寸相差较大 ，需要拆卸来调节卡爪 ，尤其是在样机制造中问题更加显现。为提高生产效率 ，保证生产质量，制定活塞杆采用两顶加工的加工工艺。

活塞杆加工原工艺为 ：下料 ，长度加工余量1Omm-钻 中心孔--夹-顶粗车外圆和端面-掉头，-夹-架粗车台阶和端面、留工艺台-刨扁-划线-钻孔-热处理--夹-顶精车外圆-平头修中心孔-磨削-电镀。

工艺优化后：下料，长度加工余量3～4mm-铣端面打中心孔-粗车外圆-刨扁-划线-钻孔-热处理-采用两顶工艺精车(见图 8)-磨削-电镀。

图 8 活塞杆两顶加工在生产过程中，把原来的 A形中心孔改为 B类带护锥中心孔，避免周转等方面造成的磕碰对工件的影响。且采用中心孔定位，省去了更换工件品种时拆卸卡爪的时间，使样机生产周期大大缩短。下料加工余量比原来减少 6～7mm，减少原材料的同时也减少了车削加工量。此工艺在我厂现已成熟使用，已加工2套支架的3000余根活塞杆，提高了生产效率10%左右。活塞杆的加工减少了两个加工及周转工序，预计为我厂每年可节约资金 20～30万元。取得了良好的社会效益与经济效益。

5 结束语通过小柱堆焊改成焊套”、带外导套缸筒加工丁艺优化”、活柱-次性修中心孔及工艺台”和活塞杆两顶加工”4种丁艺的革新，优化了油缸生产工艺，产品质量得到了保证，生产效率有了较大幅度的提高，在油缸生产中具有-定地推广意义。在此基础上我们仍不断探索调整新工艺 ，针对以后的产品的结构、形式进行适当调整，以适应产品，适应市常