压机油缸缸筒工艺规程及滚压头设计

周 聪

(镇江中福马机械有限公司，江苏 镇江212028)

缸筒是压机油缸总成的关键零件，年产1 200件，属中批量生产。由于该零件结构复杂，尺寸精度和形位公差要求高，如采用普通加工方法，其尺寸精度和位置精度难以保证，既费时又费力，加工效率低，加工质量难以保证，废品率高(零件见图1)。故需对该零件进行工艺规程设计，编制零件工艺过程卡，绘制零件毛坯图，编制零件机械加工工序卡，并设计零件加工的滚压头，以提高工效。

图1 缸筒

1 工艺规程设计

零件毛坯图如图2所示。

图2 零件毛坯图

工序1：锻坯外协，需正火处理。

工序2：粗车外圆夹头部，车外圆排头挡(C620卧式车床)。

工序3：夹夹头部，支排头挡，找正，车右端面，取长455，精车外圆φ360，车φ280孔，车φ260H6孔至φ260(-0.021/-0.079)，车内孔其余各部达图，倒角(C620卧式车床)。

工序4：宽刀车φ260H6内孔至φ260(+0.004/-0.054)(C620卧式车床)。

工序5：滚压φ260H6孔达图(C620卧式车床)。

工序6：调面，找正，车另一端面，取长，接车外圆φ360，车R20圆弧(C620卧式车床)。

工序7：划钻攻12-M20螺孔，划钻2-φ15、2-φ12孔，扩攻2-M33×2、2-M22×1.5螺孔，划钻攻2-M30螺孔(Z3050摇臂钻床)。

工序8：以φ250H6孔定位，2-M20螺孔压紧，钻2-φ20深孔(Z3050摇臂钻床)。

2 滚压头设计

2.1 滚压头结构

滚压头结构如图3所示：滚压头主要由刀杆、轴套、刀柄、刀头、螺栓M12×35、螺母M12、圆螺母M16×1.5、推力球轴承51110、滚针轴承NA4908、压板、止动垫片36等组成。

图3 滚压头1.刀杆；2.轴套；3.刀柄；4.刀头；5.螺栓M12×35；6.螺母M12；7.圆螺母M16×1.5；8.推力球轴承51110；9.滚针轴承NA4908；10.压板；11.止动垫片

2.2 滚压头的工作原理

将滚压头放置在C650卧式车床刀架上，用刀架上的螺钉压紧滚压头的刀柄，找正后旋转工件，用手旋转把手带动小刀架连同滚压头沿工件轴线运动，从而对工件的内孔进行滚压加工。

通过使用这种自行设计的滚压头加工出的缸筒内孔，达到图纸要求的尺寸精度和表面粗糙度的要求，保证批量生产的一致性，解决了加工效率低下的问题，提高了工效和各项性能指标。

2.3 滚压头的主要零件设计

2.3.1 刀杆

刀杆的设计如图4所示，该零件与轴套、刀柄、圆螺母、滚针轴承、压板连接。在刀杆设计上标注有φ50h8外圆尺寸公差，推力球轴承内孔为φ50H7，所以刀杆与推力球轴承的配合为过渡配合；在刀杆设计上标注有φ40k6外圆尺寸公差，轴套内孔为φ40K7，所以刀杆与轴套的配合为过盈配合。由于φ50h8、φ40k6外圆的表面粗糙度均为3.2，所以工艺安排需磨削。刀杆材料选择45#中碳调质结构钢，经过调质处理后具有较高的强度和较好的切削加工性，并具有一定的韧性、塑性和耐磨性。

图4 刀杆

2.3.2 轴套

轴套的设计如图5所示，该零件与刀杆、推力球轴承、滚针轴承连接。在轴套设计上标注有φ50h6外圆公差，与其配合的推力球轴承的孔尺寸公差为φ50H7，所以轴套与推力球轴承的配合为过渡配合；在轴套设计上标注有φ40K7内孔公差，与其配合的刀杆的外圆尺寸公差为φ40k6，所以轴套与刀杆的配合为过盈配合。同时，设计上要求φ50h6外圆与φ40K7孔的同轴度为0.02 mm。由于φ50h6外圆与φ40K7孔表面粗糙度为3.2，所以工艺需安排磨削。轴套的材料选用Q235-A普通碳钢，经济性较好。

图5 轴套

2.3.3 刀柄

刀柄的设计如图6所示，该零件与刀杆、螺栓、螺母连接。刀柄的材料选用Q235-A普通碳钢，经济性较好。

图6 刀柄

2.3.4 刀头

刀头的设计如图7所示，该零件与工件、推力球轴承、滚针轴承连接，主要用于对工件的滚压加工。刀头材料选择6CrW2Si合金工具钢，具有高的淬火硬度和一定的高温强度，能承受冲击载荷而又耐磨性高。

图7 刀头

2.3.5 压板

压板的设计如图8所示，该零件与刀杆、推力球轴承、圆螺母连接。压板的材料选用Q235-A普通碳钢，经济性较好。

图8 压板

3 结论

工装夹具投入生产使用后，不仅提高了缸筒的加工精度，解决了缸筒滚压加工的问题，还减少了操作人员的加工负荷，降低了劳动强度，缩短了生产周期，从而大大提高了生产率，并且保证了产品质量。