液压支架缸体内孔的加工工艺系统分析

丹慧芳

（河北天择重型机械有限公司，河北 邯郸 056200）

0 引言

液压缸是液压支架中的重要组成部分，缸体设计采用国家统一标准，设计中应考虑到机械加工性能及材料等因素，这样才能使液压缸精度更高，安全性更好。在加工过程中要根据内孔加工特点，采用先进的工艺提高缸体内孔加工的表面质量和尺寸精度，提高生产效率。

1 液压缸体内孔加工中存在的问题

1）加工精度问题。液压缸体内孔加工要求具有严密的加工工艺，否则难于保证液压缸体内孔的形位公差及表面粗糙度，最终影响液压缸功能的实现。但是在实际加工过程中有时会发生人为或者客观的因素，导致液压缸缸体内孔中心线歪斜，壁厚不均匀；甚至出现液压缸缸体孔壁粗糙不平，表面质量达不到相关标准要求。

2）加工过程中产生的热量和切屑能否及时排出的影响。在机械加工过程中，会产生大量的热量和切屑，这些热量和切屑如果不及时排出和清理，热量集中不均匀也会影响液压缸缸体内孔的加工，影响其精度。

2 工艺方法的选择和确定

针对以上液压缸缸体内孔在加工过程中容易出现的一些问题，必须制定严格的加工工艺，确保液压缸缸体内孔加工能够符合设计要求。液压缸缸体内孔的加工属于深孔加工，加工时必须按照缸体内孔加工精度和缸体材质特点及热处理工艺选择合适的加工方法。

液压缸缸体毛坯一般选择热轧无缝管，所以其加工余量的变化比较大，工件的固定夹紧比较难；另外，选材及热处理对加工工艺影响也比较大。

根据以上我们分析的液压缸缸体内孔的特点，在进行缸体内孔加工时首先要解决缸体外径不一致的问题，解决这个问题的关键是在内孔加工时采用端面定位法进行加工处理，也就是在缸体两端分别加工出一个90°的锥面作为缸体内孔的定位装夹基准，其次是缸体内孔加工粗糙度问题，解决这个问题的关键是在缸体内孔加工时，根据加工余量及加工精度，把粗精加工分开，解决粗糙度、毛坯量大等问题；采用机夹硬质合金刀头加工能够有效解决材料硬的问题。机夹硬质合金刀头在不利用刀模的情况下也能够实现很好的断屑效果，这种加工方法对精度的要求一般比较高，避免了人工加工不稳定问题的出现；另外是缸体内孔在加工的过程中实现较好的精确度和粗糙度，可以采用滚压和珩磨的方式解决此类问题。

通过以上分析我们可以确定两种加工工艺方法：一个是推镗滚压，另一个是推镗珩磨。推镗珩磨所采用的工艺路线为：粗镗→半精镗→浮动镗→珩磨，这种工艺结构比较简单、所以加工制作起来也比较容易，工艺路线比较容易掌控，而且也能够实现较好的粗糙度和尺寸精度控制，提高加工零件的质量。但是这种工艺路线涉及的生产工艺比较多，导致生产效率低，而且在生产加工的工作中产生的噪声比较大，由于这方面的原因其应用范围也受到一定的限制。

推镗滚压工艺加工方法中滚压技术属于无屑加工，是目前液压缸体内孔加工中比较先进的一种加工技术。此加工工艺特点是：加工效率高、加工精度高、加工质量稳定、表面粗糙度好，加工时在滚压过程中缸体内孔会产生表面冷作硬化，提高缸体内孔耐磨性。所以在液压缸体内孔加工中一般选择此种加工方法进行加工。在加工过程中为了进一步提高生产效率，可以将滚压、推镗进行合并，也就我们常说的推镗滚压复合工艺法，这种加工设计方法，实现了加工效率的进一步提高。

3 工艺系统设计

我们采用推镗滚压复合工艺进行内孔加工，加工时要特别注意切屑问题，前道工序推镗可能会产生大量的切屑，这时应该注意不能使切屑进入滚压头内，以免影响滚压头工作质量，影响加工出的内孔表面质量。定位装夹基准选择缸体两端加工的90°锥面，然后通过输油器和机床床头顶住工件实施各个工序的定位夹紧。工艺系统中选择带液压油缸的输油器，这样不仅操作简便，而且提高夹紧工件的稳定性。

1）镗杆。推镗压头安装在镗杆的前端，使镗杆的尾座与后端相连接，这样的设计能够起到较好的导向作用，便于操作。但是在这个设计过程中对镗杆具有一定的要求，镗杆要有足够的长度，以便能够适应加工不同长度的缸体结构；镗杆要具备可靠的刚度和强度，一般情况下采用27SiMn的厚壁无缝钢管，调质处理后具有较好的使用效果，完全能够满足工艺要求；镗杆的外表面要求具有一定的尺寸精度和较低的表面粗糙度，如果有些设备不能实现这一要求，就采用镗杆分段加工法，在镗杆的中间利用过盈连接，并且在二者的连接处用锥销连接，以便能够保障联接处不会有变形和胀大现象。

2）输油器分析。输油器的主要作用是提供冷却液和基座，同时为工件装夹提供基准和所需运动。输油器主要由活塞、压力表、推力轴承、镗杆导向套、后顶件盘、向心轴承以及轴承套等组成，各个部件相互联系，实现运行工作。输油器在制作的过程中要保障其同轴度公差，一般情况下选择0.03 mm。所以在加工过程中要首先加工好导轨面，再将其安装在机床上进行自镗，以便最大限度地减小误差。

3）加工过程中冷却液的选择。冷却液具有冷却、润滑、排屑功能，一般情况下推镗加工过程中切削速度比较快，因而会产生大量的热量，需要冷却液进行冷却，否则影响加工质量。在推镗滚压的情况下，为了降低粗糙度，必须利用润滑液增加润滑效果。可以利用油性切削液进行润滑，但是为了减少机油使用过程中产生的大量油雾污染，一般采用861通用切削液比较好。另外，切削液要有足够的流量，以便实现排屑顺利。

4 推镗滚压复合工艺法

1）推镗头的设计。推镗滚压复合工艺法的设计也比较简单，推镗头是缸体内孔粗加工的重要组成部分，推镗头主要由8部分组成。

按照这个程序设计的推镗头，通过把普通推镗头中的硬质合金导向改成滚柱，实现运动摩擦向滚动摩擦的过渡，很大程度上缩小摩擦力，而且这种实现更换的方式，提高了推镗头的使用寿命。推镗头中的滚柱具有导向和滚压双重作用。滚柱的外圆面要设计成腰鼓形，而且要具有一定的圆滑性，不能有棱线存在，以免影响加工质量。滚道和滚柱设计成左右对称的形状，以便于日后更换。

2）滚压头。滚压头的设计能够提高滚压效果和切削速度，从而提高生产效率。滚压头一般包括刀盘、芯轴、滚道、镗刀、保持器、推力轴承等部件，推镗头和滚压头在可以设计成系列化、标准化，以便更好地提高生产效率。

3）推镗滚压复合工艺。滚压加工属于无屑加工，它是通过滚柱挤压零件表面，使零件材料在挤压的作用下产生塑性变形，以便降低零件表面粗糙度。推镗滚压是缸体内孔加工的最后一道工序，它的加工至关重要，所以滚压头必须有一个可靠的初始导向，这样才能保障滚柱进入工件前，镗刀不会发生让刀现象，提高内径尺寸精确度。另外，加工过程中产生的大量断屑也会影响滚压效果，在加工的过程中镗刀刃应该选择为短螺卷状或者C形切屑，以降低切屑对滚压效果的影响。而且加工过程中机夹镗刀的运用把刀头转为硬质合金，提高其加工刀具的硬度，这样能够较好地保证断屑，减少切屑的产生，提高滚压成功率。

5 结语

液压缸体内孔加工必须根据其加工特点认真选择工艺方法，在此基础上利用各种先进的工艺加工手段，提高缸体内孔加工的尺寸精确度和表面质量，同时提高加工效率，实现缸体加工质量水平的提高。但是在加工处理的过程中要特别注意切削液、润滑油的使用，保证断屑的可靠性和润滑速度，使各种缸体能够能够实现高效率的加工，提高液压缸体内孔加工工艺水平。

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