缸筒作為油缸官研、礦用單體支柱论稠、液壓支架榨厚、炮管等產(chǎn)品的主要部件,其加工質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)產(chǎn)品的壽命和可靠性项蝉。缸筒加工要求高,其內(nèi)表面粗糙度要求為Ra0.4～0.8μm,對(duì)同軸度舆飒、耐磨性要求嚴(yán)格。缸筒的基本特征是深孔加工,其加工一直困擾加工人員白找。

采用滾壓加工,由于表面層留有表面殘余壓應(yīng)力,有助于表面微小裂紋的封閉,阻礙侵蝕作用的擴(kuò)展能真。從而提高表面抗腐蝕能力,并能延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生或擴(kuò)大,因而提高缸筒疲勞強(qiáng)度。通過滾壓成型,滾壓表面形成一層冷作硬化層,減少了磨削副接觸表面的彈性和塑性變形,從而提高了缸筒內(nèi)壁的耐磨性,同時(shí)避免了因磨削引起的燒傷扰柠。滾壓后,表面粗糙度值的減小,可提高配合性質(zhì)粉铐。

1滾壓刀具的設(shè)計(jì)

以我們?cè)O(shè)計(jì)的?160mm組合鏜滾刀為例說明刀具設(shè)計(jì)及工藝。

如結(jié)構(gòu)圖所示,保護(hù)帽1用于保護(hù)芯軸頭部對(duì)刀儀的基準(zhǔn)位置卤档。支承墊4和支承釘6的作用是保護(hù)保持架(ZQSn6-6-3)免受滾柱軸向壓力的壓裂蝙泼。支承套11材料為GCr15,要求與芯軸15過盈配合,組裝后配磨。

滾柱材料為GCr15或高速鋼W18Cr4V,62～65HRC劝枣。滾柱在鏜滾刀中起滾壓和導(dǎo)向作用汤踏。采用滾柱滾壓的原因是它較圓珠滾壓工作接觸面積大,能承受較大的滾壓力,可選用較大的進(jìn)給量,從而提高生產(chǎn)率。對(duì)薄壁低剛性的工件,應(yīng)選用直徑較小而較長(zhǎng)的滾柱,滾柱直徑較小時(shí)可得較小的表面粗糙度值,這里我們選?13mm滾柱舔腾。滾柱圓角半徑r在一定范圍內(nèi)影響表面粗糙度,減小圓角半徑,相應(yīng)地增加了單位應(yīng)力,能減小表面粗糙度值和提高表面冷硬度茎活。滾柱數(shù)量z增多可減小滾壓粗糙度值,但所需滾壓力增大。一般z取5～10,我們?nèi)?琢唾。加大滾柱滾壓后角a可減小表面粗糙度值,但a過大易形成過冷硬狀態(tài),破壞表面層,一般取a≤1°载荔。滾柱直徑方向上高低不一會(huì)造成卡死、振動(dòng)采桃、拉傷加工表面,故直徑方向上差值不大于0.03mm懒熙。

技術(shù)要求:(1)裝配后轉(zhuǎn)動(dòng)后齒環(huán)、保待架和滾柱面能自由滑動(dòng)
(2)退刀時(shí),保證刃口向上,以免拉傷
1.保護(hù)帽2.緊定螺釘3.保持架4.支承墊5.滾柱6.支承釘7軸承
8.后齒環(huán)9.前齒環(huán)10.小套11.支承套12.螺栓13.刀體14.機(jī)夾刀塊15.芯軸
組合鏜滾刀結(jié)構(gòu)圖

滾壓完成,退刀時(shí),勾動(dòng)后齒環(huán)8,使前脂壁、后齒環(huán)成嚙合狀態(tài),在保持架3與芯軸15之間插人退刀半環(huán)(其長(zhǎng)度為滾柱長(zhǎng)度基本尺寸),從而使得保持架帶動(dòng)滾柱沿支承套1:40的錐度后移,退入支承套槽中,使?jié)L柱與缸筒脫離接觸,實(shí)現(xiàn)退刀囤乎。

鏜滾刀中滾柱、支承套揖帕、保持架為易損件,每副易損件約可滾壓?90m×2150m油缸150根(以行程計(jì)算)敢薄。

2滾壓影響因素分析

工件材料滾壓適用于50以下碳鋼,碳含量愈低,孔擴(kuò)張量愈小。材料硬度越低,塑性越高,則滾壓的表面質(zhì)量越好挎茂。滾壓后硬度雖可達(dá)到400HB,但從280HB開始,滾壓后效果顯著下降,因此,滾壓前工件材料硬度一般不低于140HB艇线。

預(yù)加工一般采用車削或鏜削。工件的幾何形狀精度由預(yù)加工來保證,一般要求預(yù)加工Ra0.25～5μm,銼削滾壓加工余量0.5mm左右。

滾壓次數(shù)第一次滾壓中塑性變形最顯著游鹿、最充分,表面質(zhì)量得到明顯提高,隨著滾壓次數(shù)的增加,表面產(chǎn)生過大的壓應(yīng)力,會(huì)破壞第一次滾壓所得到的表面質(zhì)量,即破壞滾壓冷硬層,造成脫皮現(xiàn)象故組合撞滾刀的滾壓次數(shù)選一次盔惑。

切削用量進(jìn)給量f越大,表面粗糙度值將增大；滾壓速度v與表面質(zhì)量關(guān)系不大义誓。滾壓頭過盈量一般取0.15mm左右(普通?60～200mm孔徑油缸),滾壓量0.02～0.04m律坎。以?160mm孔加工為例,我們?nèi)=30～40m/min,f=0.1～0.25mm/r。

冷卻清潔我們采用HT-40機(jī)械油:煤油(GB258-64)=1:1,也可采用硫化油:柴油=1:1配方蟋定。加工時(shí)壓力油從滾壓頭后部沖向鏜滾刀,經(jīng)未加工表面從床頭側(cè)排到油槽中,這樣避免了脫落的切屑刮傷已加工表面粉臊。油箱的設(shè)計(jì),主要問題是清潔、沉淀而不是冷卻,因?yàn)?a target="_blank" class="mmstipl3" href="http://www.atkqc.com/cutting-oil/">切削油每20min循環(huán)一次,根本來不及沉淀,加大容量不是方法驶兜。過濾問題主要通過選擇合適的過濾器材和在工藝上來保證∥眩現(xiàn)場(chǎng)證明,過濾網(wǎng)孔隙太大,毛氈孔隙太小容易堵塞。
缸筒滾壓加工常見問題及解決方法:尺寸超差:對(duì)刀不準(zhǔn),刀具或滾壓頭磨損;內(nèi)表面有振動(dòng)波紋:材料太硬,轉(zhuǎn)速太高;明顯刀紋:進(jìn)給量大,切削深度過大;拉溝:刀刃斷裂,切削液量小,切削液溫度太高促王。

3應(yīng)用實(shí)例

鏜削滾壓工藝是一種高效高質(zhì)量的工藝措施,現(xiàn)以?160mm健削滾壓頭(45鋼無縫鋼管)為例證明鏜滾效果犀盟。滾壓后,孔表面粗糙度由幢滾前Ra3.2～6.3μm減小為Ra0.4～0.8μm,孔的表面硬度提高約30%,缸筒內(nèi)表面疲勞強(qiáng)度提高25%。油缸使用壽命若只考慮缸筒影響,提高2～3倍,鏜削滾壓工藝較磨削工藝效率提高3倍左右蝇狼。以上數(shù)據(jù)說明,該鏜削滾壓工藝是高效的,能大大提高缸筒的表面質(zhì)量阅畴。

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