镗、滚压在数控车上的工艺研究及应用

刘春雷 王丽琴 高礼奎

摘 要：在ADJ15后置刀塔数控车上进行先镗孔、后滚压加工工艺进行批量生产的研究，通过分析加工工艺及加工质量，确定合适刀具、工装以及加工参数。可以较好的代替珩磨加工，其效率是珩磨加工的10倍，滚压出来的内孔表面粗糙度可以达到Ra0.2以下，硬度提高40HV，在加工效率上显示很大的优越性。

关键词：数控车；镗孔；滚压；桁磨

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.022

近几年来，随着公司业务的快速发展，我公司新投了一条转向液压缸生产线，用于发展拖拉机零部件业务，通过调研液压缸缸体孔的传统精加工工艺方案是在专用珩磨机上珩磨加工。该方法虽然对缸孔的加工精度高，但是效率较低，对设备的专用性要求高，对于多品种且批量较大的液压缸制造，尤其是液压缸新产品的加工，造成生产准备周期较长，是液压缸生产的瓶颈，因此我公司将缸体加工工艺定为镗、滚压的工艺方案，然而如何控制镗、滚压量成为了关键问题。

液压缸缸孔的传统精加工工艺方案是在专用珩磨机上珩磨加工。该方法虽然对缸孔的加工精度高，但是效率较低，对设备的专用性要求高，对于多品种且批量较大的液压缸制造，尤其是液压缸新产品的加工，造成生产准备周期较长。经过调研并经过初步实验，近几年由国外发达国家引进的滚压刀具在精加工液压缸孔时，可以较好的代替珩磨加工，其效率是珩磨加工的10倍，滚压出来的内孔表面粗糙度可以达到Ra0.2以下，硬度提高40HV，尤其是目前滚压刀已经标准化，可以配置在数控车、加工中心等通用机床上，实现液压缸在一台机床上一次装夹完成镗孔、挖槽、切端面、滚压等加工。这种“工序集中”的液压缸缸孔加工方式成功地应用在了本项目中，转向液压缸缸孔的加工精度、表面粗糙度都达到了工艺要求。

1 零件加工状态分析

该工件在初始状态为：冷拔无缝管（20#退火状态为宜）与接头完成焊接，内孔焊接变形0.15以上。

加工后要求：缸孔内径为φ55H8（0，+0.048），Ra0.4，圆柱度φ0.03，锁紧槽对内孔同轴度φ0.025，端面对内孔垂直度0.015。

加工工艺方案为：

硬件：ADJ15数控车、非标加长卡爪夹具、刀具（570-3C 40528山特防震镗杆、滚压刀、切槽刀具等 ）。

2 工艺分析

加工工艺方案为：

硬件：ADJ15数控车、自制加长卡爪夹具（增加接触面积以减少由于加持力集中照成在加持力集中区域出现滚压缺陷）、刀具（570-3C 40528山特防震镗杆、滚压刀、切槽刀具等 ）。

技术难点：长径比6：1深孔镗削；在小型数控车上安装悬伸过长的夹具，且要进行滚压加工，要确保工艺系统刚性；通用机床滚压工艺的应用，包括滚压工艺参数的探索。

3 工艺实施步骤

加工工步：

（1）装夹焊合件缸体到专用夹具上；

（2）粗镗、精镗缸孔及端面，内孔光洁度控制的Ra6.3以下，直线度要控制在0.05mm，直线度错太多容易出现部分滚压不出来；

（3）滚压缸孔成形，滚压转速600r/min，进给0.5mm/r，滚压时采用深孔切削液为宜，不宜采用煤油等油类物质；

（4）切槽。

整個加工过程，含上下料，节拍约7min/p。

4 效果评价

加工后内孔光洁度能够控制在Ra0.2以下，圆柱度0.03以内，达到了设计的要求。

液压缸孔的新型镗滚压工艺方法：该工艺方法采用一次装夹定位，将缸孔镗削、缸孔滚压、缸孔车端面、车孔口锁紧环槽全部加工完成。工序集中度高，柔性大，端面对缸孔垂直度高，环槽与缸孔同轴度高，且节省外圆加工工艺基准的工序。该工艺方法不需要投资昂贵的专用机床，仅配置通用滚压刀和镗刀即可完成液压缸孔的精加工。可以在数控车、加工中心，甚至摇臂钻上进行缸孔精加工。所以具有很广泛的应用前景。

5 结论

在我们使用过程中通过对比20#无缝冷拔管各供货状态的加工对比发现，退火状态的无法冷拔管加工效果最佳，滚压刀具寿命也更长，残次品率较低，同时也要求无缝管材料杂质要少，无缝管里杂质容易造成滚压缺陷，对无缝管质量控制比较为重要。

滚压时要特别注意滚压量的控制，合适的滚压量不仅可以提高刀具寿命，同时也可以保证产品的稳定性。对于20#无缝冷拔管滚压量目前我们控制在0.1mm，实际使用时略有区别，滚压到的调节量要大于镗孔尺寸0.1mm左右，滚压后内孔尺寸仅会增加0.03-0.05mm。

该项工艺经生产实践检验证明其具有一定的先进性，现已纳入正常的生产工艺，并广泛应用于φ40mm～φ110mm的液压缸内孔加工，为液压缸的生产提供了理想的工艺保证。该工艺在数控车床上的应用也特别适合新产品研制少量的投入就可以快速的形成产能。

参考文献：

[1]李洪等.机械加工工艺手册[M].北京：北京出版社，1990.

[2]陈家芳，王立亮，苏科等.实用机械工人切削手册[M].北京：机械工业出版社，1995.

[3]张英云.最新实用金属材料手册[M].江西：科学技术出版社，1999.

作者简介：刘春雷（1988-），男，河南洛阳人，本科，工程师，主要研究方向：液压缸设计、加工工艺方案。