液压支架油缸加工工艺分析

李勇勇，文宝红

（西安重装铜川煤矿机械有限公司，陕西 铜川 727031）

液压支架生产中，油缸属于其中的重要部件。其制造方式以及工艺，除了和产品质量有关，也能够影响到生产费用。特别在立柱制造上，因为涉及较多的部件，制造工艺颇为复杂，有着较多的工序，生产速度能够决定生产工期。对此提升制造工艺，属于提高形象、确保支架质量、如期完成制造任务的关键因素。

1 液压油缸的相关介绍

对于液压油缸来讲，其为压力光整制造，根据金属冷塑性特征，通过对滚压设备的使用，向工件施加压力，让金属形成塑性流动，填至低凹波谷，从而实现粗糙值的减小。因为金属塑性变形，导致组织冷硬化，同时减小晶粒直径，产生纤维状，同时产生应力层，进一步增加硬度及强度，对工件的耐磨性及耐蚀性等进行优化[1]。

就液压油缸而言，它主要包含五个部件，比如活塞杆及密封装置等。对于不同的缸来说，其工作原理一般都是类似的，以手动千斤顶为例，事实上，它属于简易油缸。利用手动增压杆能够让液压油从单向阀流入油缸，在这个时候，油缸的液压油就会由于单向阀而无法倒退出来，会迫使缸杆朝上，接着继续让液压油流入液压缸，这样缸杆就会持续向上，如果想要将其下降，仅需将液压阀开启，让液压油倒退回油箱，该原理非常简单，其他原理也是以此为前提进行优化的，气缸及油缸的原理是一样的。

2 液压支架油缸加工工艺分析

对于液压支架油缸加工工艺，本文主要从以下几个方面进行分析：小柱堆焊改成焊套方式、外导套缸筒制造工艺改进、活柱修右端中心孔与刚车工艺台、活塞杆两顶加工工艺等，以供参考。

2.1 小柱堆焊改成焊套方式

为了满足发展的需要，某厂承担并完成了某一科技项目。该厂自主设置及加工液压支架，对附近一带进行了普及。图1所示为立柱的小柱。结合图中所含信息可知，左端在进行加工之后，尺寸大小是158.5mm。为减少对原材料的使用，通过圆钢开展焊堆，为保证外径以及长度大小依次是158.5mm与60mm，均留下一定的加工余量，外圆大小堆焊到167mm，长度大小堆焊到70mm。对于单边堆焊来讲，其厚度大小是13.5mm，堆焊一道厚度通常情况下是5mm上下，应该堆焊2.7层，四舍五入取三层；对于一次堆焊宽度，通常情况下为15mm上下，每层应该堆焊五道，由此应该堆焊15周圈[2]。

图1 小柱图

因为堆焊区域相对集中，有着很多层堆焊，同时圆钢直径相对小，散热效果不够理想，熔池持续变大，有的时候还超过了电弧。极有可能致使一系列缺陷，比如夹渣，会降低密封性能，难以把控产品质量。另外在堆焊中，左端面没有母材，难以确保70mm的宽度，应该提高堆焊高度，方可符合加工需要。通过讨论选取焊套方式。对坡口进行焊接处理，小柱套选择无缝钢管下料，完成坡口焊接之后，在开展组对焊接。因为在一些位置是无缝钢管，防止了一系列焊接不足，比如气孔，避免形成密封沟槽。焊接强度校核，当处于工作状况，受力大小是1.3＊103千牛，焊接坡口深度达到20mm，对于焊缝强度，其大小超过600兆帕，承压能约达到4.5＊103千牛，安全系数是3.5，能够符合使用需要。焊接量仅为堆焊的五分之一，切实增加了生产效率，同时保障了产品质量。现如今该厂已生产了数套支架，得到了较好的普及，并且获得了可观的效益。

2.2 外导套缸筒制造工艺改进

部分立柱设计过程中，针对缸口与导向套，为不影响二者的强度，依次提高了二者的直径与厚度，选择外导套设置方法。根据以往工艺，缸筒左端45度倒角，同时完成直口后，针对外导套，对其实行焊接，右端5＊45度倒角，加工内控到226mm，在此之后，精镗滚压到230mm处。对于左端倒角和右端直口，是针对273mm外圆，将其视为基准两端，通过四爪撑内孔开展找正，完成对外导套焊接之后，对缸筒开展车倒角。因为孔面和同心度相对大，同时内孔通常存在椭圆，以撑一顶制造之后，极有可能致使精镗时，内孔和中心偏移偏多，C面难以车起来。

通过工艺分析研究，C面难以车起来，主要由于焊外导套前，是针对273mm外圆，将其视为粗基准，然而在完成焊接之后，是将内孔当作粗基准，由此而开展加工的。因为同心圆相差相对大，引起了基准相差相对大，难以符合生产需要。为了确保统一，在直口与倒角之后，先基于缸筒，对其开展粗镗到226mm，完成堆焊后，三爪撑内孔，顶右端开展制造。通过这样的方式，确保了基准的统一，有效处理了相差较大问题。采取如此的生产工艺，该厂生产了1千余颗立柱。

2.3 活柱修右端中心孔与刚车工艺台

立柱中包含较多的部件，尤其是活柱，伴随支架与油缸加工的进步，为了节约原材料，活柱一般实施这样的方式，也就是柱头以及柱管等组焊。活柱的尺寸相对大，能够最大程度减少制造工序，由此提升其生产效率。以往数控车床，通过三爪卡盘夹柱头外圆，顶车左端中心孔，掉头夹左端外圆，采用架柱管右端90mm球头，在此之后，至倒角与中心孔之后，转到磨床磨削。对于数控车床来讲，因为要2次装夹工件，同时需修倒角[3]。通过工艺分析，选取一撑一顶方式制造。

在车柱头位置，针对焊余高与焊瘤，对二者进行焊接，平柱头右端端面，同时实行钻中心孔，右端台阶位置外圆；调头，采用三爪夹工艺台，同样在车柱塞位置，对余高与焊瘤实行焊接，工艺台（其深度达到5mm）与30度倒角，车直径为126mm；转车床，通过软爪撑工艺台，顶尖顶柱头以及沟槽等。因为顶尖顶于右端，无法车削至根部，对此，应当让出一工艺圆台（其直径大小为30mm），于SR90mm之内。精车结束之后，顶C面和中心孔，然后实行磨削。对于工艺台以及C面来讲，因为都属于一次装夹车削面，所以在进行磨削时，可以确保同轴度要求。因为数控车床实施一次装夹，同时在精车结束之后，不至普车，进一步来修右端中心孔与倒角，省去了两道工序与周转次数，一定程度上增加了生产效率，这一加工工艺，被大力推广于立柱制造方面。

2.4 活塞杆两顶加工工艺

不局限于立柱，全部的支架油缸均存在活塞杆。对于液压油缸来讲，活塞杆属于关键的部件，可以实现对动力的传递，其加工速度以及精度，与生产进度有着很大的联系。在以往生产工艺之下，为了易于夹持，在端部处通常会留下一定厚度的工艺圆台，不过针对机床，因为其自身结构的约束，卡爪移动的产生仅存在5mm上下，当更换活塞杆时，因为工艺台大小相差较大，不得不进行拆卸处理，以便能够更好调节卡爪，特别是在样机生产过程中问题更为突出。为了切实提高生产效率，确保产品的质量，确定活塞杆选择两顶制造工艺。

以往工艺是：选择无缝钢管下料，长度制造余量10mm，实行钻中心孔，夹顶外圆以及端面，在此之后是掉头，夹架台阶以及端面，留出足够的工艺台，完成刨扁之后，进行划线处理，然后是开展钻孔操作，在此之后进行热处理，夹顶精车外圆，修中心孔，接下来是进行磨削，最后才是电镀[4]。工艺改进之后是：选择无缝钢管下料，长度制造余量3mm至4mm，基于铣断面，实行钻中心孔，夹顶粗车外圆，完成刨扁之后，进行划线处理，然后是开展钻孔操作，在此之后进行热处理，实施两顶工艺精车（详情如图2），接下来是进行磨削，最后才是电镀。

图2 活塞杆两顶加工

实际进行生产时，可将之前的中心孔进行转变，以产生护锥中心孔，防止出现磕碰，从而对工件带来一定的影响。与此同时，还应借助中心孔进行定位，这样在很大程度上，可以降低更换工件所需的时间，并且可以短时间内完成对卡爪的拆卸，从而极大的减少样机的生产周期。在这一过程中，就加工余量来说，同之前的进行对比，应降低6mm至7mm，在有效降低原材料使用的基础上，还应对车削加工量进行削减。这一工艺在该厂的运用中已经获得一定的成效，加工完成了3000多根活塞杆，进一步增加了生产效率，使其提升了大概10%。基于活塞杆的加工，可以有效缩减加工和周转工序，对于该厂来说，可以每年节省大概20万至30万元，获得了较好的社会及经济效益。

3 结论

通过以上几种生产工艺的优化，比如活塞杆两顶加工，改进了油缸制造工艺，充分保障了油缸质量，很大程度上提高了生产效率，在油缸生产过程中，存在着较大的普及意义。基于此，应该持续探究新的工艺，对将来产品的结构等，实行合理的调节，以便能够更好适应产品，切实满足市场的需求。