改造普通卧式车床镗挤铣小长缸体

施宣义，吴 凌

（广西右江矿务局机械厂，广西 百色 531501）

随着煤炭生产和社会发展提高，为了适应煤矿安全生产发展的要求，右江矿务局各生产矿的所有回采巷道和工作面的支护材料，用金属单体液压支柱取代原来的木头支护和摩擦支柱支护。所以金属单体液压支柱使用量很大，经过近十年的购置使用，全局拥有量已有3万根，并且随着在井下恶劣环境的使用，每年都有近2000根需要报废或大修，还有由于工作面撤退，部分回收的支柱需要升井维护和中修，进行安全压力试验，试验合格后才能放到井下重复使用。所以，金属单体液压支柱维护修理，对右江矿务局机械厂来说，是一个很大的经济增长项目。

征得矿务局的同意，右江矿务局机械厂组建了一个单体液压支柱修理车间。对于单体液压支柱的拆、装、清理及调直试压等工作，工厂是很容易解决的。唯独在大修时，单体液压支柱缸体Φ100mm内壁腐蚀孔面磨损后漏液的难题，需要下功夫去解决（如图1）。

图1 单体液压支柱缸体Φ100 mm内壁

1 缸体的修复工艺

经过综合论证，参考并优化同类维修厂家做法，我们拟采用镗孔镶薄壁不锈钢套方法，修复此缸体并重新使用。修复工艺流程为：

（1）把已磨损的Φ100mm内孔，镗扩孔至尺寸Φ（101±0.01）mm，表面光洁度达；

（2）把定购回来的外径Φ100mm，壁厚0.6mm相应长度的不锈钢套，套进镗好的缸体内；

（3）把不锈钢套经过挤压紧贴在缸体内壁上，使得缸体内径在不锈钢套衬下达到内径Φ（100±0.01）mm的要求，并利用不锈钢内衬作用下形成光滑缸体内径，起到缸体密封和防腐作用；

（4）加工缸体两端，达到缸体原长度要求；

（5）加工缸体A处宽度为5mm，长度为25mm的缸体锁紧槽，最后检测合格，成品入库。

2 车床的改造

由于此缸体材质为20MnVK无缝钢管，其长度随着不同规格的单体液压支柱（长度L有800mm，1000mm，1200mm，1400mm等），属于薄壁细长管。根据工艺流程要求，镗内孔的难度较大：精度要求高，加工材料韧性较大，易产生加工振纹，若内孔加工精度达不到要求，会造成挤压不锈钢套成形时内孔过大，造成不密封而漏液，起不到支承作用；内孔过小，容易造成密封圈磨损；更主要的是工厂也没有专用镗床以及高精度数控车床。针对上述缸体需要镗、挤、铣的加工问题，我们利用现有C630×3000车床进行改造（见图2）。

图2 车床改造示意图

在图2中，我们利用车床夹头2夹紧缸体3，并通过固定导座6上的缸体扶座5支承，使得缸体随同车床作旋转运动，镗刀头4调整后锁紧在空心镗杆8前端上，空心镗杆尾端固定在镗杆固定架9上，拆去车床中拖板机构上的刀架座，把固定架9又固定安装在车床中拖板机构11上，这样镗刀头4在中拖板机构的传动作用下，经过固定导座6的导向后做直线运动，进刀镗缸体内孔。

3 镗杆的设计和调整

整个机构在设计和调试中，我们首先考虑镗杆8在满足安装镗刀头4条件下，最大限度地设计足够大的外径，在固定导座6的作用下，达到最好的强度和刚性要求，保证镗缸过程初端和终端误差最小，满足镗出来的缸体两端的孔径尽量一致。设计镗杆时，还要做成中心空镗杆，进行导流冷却液作用，冷却刀片和润滑挤压头，延长刀片和挤压滚珠使用时间，同时减轻镗杆净质量，增大镗杆刚度。在安装调试中，应调准镗杆与车床主轴的同轴度，避免镗出缸体内孔与外圆柱产生不同轴心，再次调试刀口直径尺寸，刀口直径就是加工出缸体内径尺寸，所以只要经常注意刀口尺寸变化，并且经常做到镗孔加工过程常检测，发现问题及时再进行调整，确保镗出的缸体合格率达98%以上。镗出合格缸体是最重要的，它为挤压过程打好基础。

4 钢套的挤压和铣削

不锈钢套的挤压过程，原理如上述镗孔过程，只不过就是把图2中镗刀头4换成挤压头4。在调整好挤压头滚珠外径尺寸后，在上述操作下完成不锈钢挤压要求，后在普通车床上切割加工缸体的两端，最后剩下的就是铣缸体A处锁紧槽。

由于要求铣锁紧槽A的缸体量多，如采用常用铣床加工，速度慢，并且占用铣床，为了提高生产率，我们利用C630车床加工（见图3所示）。

把Φ75×25×5圆盘锯铣刀安装在铣刀杆3上，并安装夹紧在车床夹头2上，铣刀4随着车床主轴旋转而做旋转运动；拆去中拖板上的刀架座，固定安装虎钳7在车床中拖板架上，把需要铣削锁紧槽A的缸体5夹在虎钳7上，这样缸体5随着中拖板机构作纵向和横向直线运动。缸体5的纵向运动，是核对缸体锁紧槽A的加工定位运动；横向运动，是缸体5的加工槽A的进给运动。经过把车床中拖板刀架座拆除，安装虎钳，加工了缸体锁紧槽A，提高了生产效率。

图3 缸体锁紧槽的铣削

5 结束语

只需在普通车床床身上安装固定导座，拆除车床中拖板上的刀架座，安装固定架和虎钳，并配上镗杆、镗刀头和挤压头，就能在普通卧式车床上实现细长缸体上的镗孔、挤、滚、压镶套和铣槽加工，解决了工厂在大修单体液压支柱过程中，缸体内壁孔面腐蚀磨损的修复问题，达到单体液压支柱的大修目的。通过小改小革，在现有的设备上实现了以最少的投入、生产出最大经济效益的目标。

[1]国家安全生产监督局、煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社，2004.

[2]赵 雍.装载机气缸体的修复[J].工程机械与维修，2010（6）：86.

[3]席党生.单体液压支柱镀层损伤的分析与研究[J].液压气动与密封，2010（4）：7-9.