液压泵缸体深孔加工工艺- 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

T 喃 薏 液压泵缸体深孔加工工艺 中国船舶工业集团公司第六三五四研究所 江西九江3 3 2 0 0 0 关福州 王俊 我所主要从事导航精 密设备和精密测量仪器的 研发、设计与制造 ，2 0 1 2 年承接 了华中科技大学科 研项 目 液压 泵缸体 的制造加工 。如 图1 N示 ， 该零件特 点是外 圆与内孔同轴度要求高 ， 5 0 mm 内孔分布 在缸体 的中 间位 置 ，表 面粗糙度 值要求 R 0 ． 2 m，属于深孔加 工，加工质量的好坏直接 影响到液压泵的工作精度 。针对加工难 点，我们进 行了工艺分析和论证 ，反复比较 ，最后确定了有效 的加工工艺方案 。加工完毕后经最后检测 ，各项技 术指标全部达 到设计要求 ，装配调试一次通过。以 下对液压泵缸体加工工艺过程进行介绍。 圆柱 度 ≤0 ． 0 0 2 mm，表 面粗糙 度值R 0 ． 2 m， 5 0 mm内孔 要 求 圆度 ≤0 ． 0 0 3 mm，圆柱 度 ≤ 0 ． 0 0 2 mm， 表面 粗糙 度值R 0 ． 2 m，并 且 与 6 6 mmg 圆同轴度为0 ． 0 1 mm。由此可见 ，要达到 设计技 术要求 ，必须采用好 的装夹方 法和工 艺方 法 ，关键在于保证尺寸公差和形位 公差要求。 2 ． 加工难点分析 1 5 0 mm的 深 孔加 工 5 0 m m孔 长 1 1 0 m m分布于缸体的结构中间，与缸体端部距离为 2 3 8 mm，属于深孔加工。我所现有瑞士C NC一1 5 0 大孔磨 床无法加 工 ，主要存 在两个 问题 一是超 图1 缸体 1 ． 工 艺分析 1 硬度液压 泵缸体材质为3 8 C r Mo A L， 硬 度要求2 5 3 0 HR C，表层氮化后硬度达1 0 0 0 ～ 1 1 0 0 HV。这就要求在工艺上 。必须先将材料进行 调质处理后再加工 ，保证液压泵缸体的硬度、韧性 及抗疲劳强度 ，精加工后再安排进行表层软氮化处 理 ，使缸体具有更好的耐磨性和抗腐蚀性的特性。 2 圆度 6 6 mm b 圆要求圆度d0 ． 0 0 3 mm， 4 6 参 磊 籼工 越 了加工范围 ，二是受到零件外形限 制 ，无法装夹。磨 5 0 mm深孔并达 到设计要求 ，必须采取特 别的工艺手 段。具体做法是 一是精车时用心轴 顶车 ，确保 6 6 mm9 圆与 5 0 mm内 孔同轴度在0 ． 0 2 mm范 围内；二是 设 计 并制作一根高精度加长磨杆 ，扩大 磨床加工范围；三是设计并制作过渡 板 ，通过过渡板保证缸体与数控磨床 主轴 同轴 四是在精磨后，用铸铁心 棒研 5 0 mm内孔 ，降低孔内表 面粗 糙 度值 。通过 以上四个工艺步骤 ，可 以解决缸体 5 0 mm长1 1 0 mm深孔的难加工问题 ， 满足制定的工艺方案要求。 2 控制缸体 6 6 mm9 圆与 5 0 mm内孔同 轴度为0 ． 0 1 mm在缸体 5 0 mm内孔精磨 以及钳工 研磨后 ，制 作的心轴根据右端 5 l mm L 该尺寸 在磨 5 0 mm L 时同时磨 实际测量尺寸 ，磨心轴 与 5 l mm L 配间隙0 ． 0 0 5 mm，钳工装配并用M4 螺 纹锁紧 ，最后上s一4 0 数控外 圆磨床 ，顶两端 中心 孔 磨两处 6 6 mm尺寸 ，可以控制缸体 6 6 mm b 圆与 5 0 mm内孔 同轴度在0 ． O l m m以内。 3 ． 工艺方案的分析及确定 1 工 艺 方 案 比较 方 案 一 粗 加 工 与 半精加 工采 用立式数 控加 工 中心 KV1 4 0 0 ／ A与车 床CW6 1 8 0 组合 加 工 ，精加 工 5 0 mm内孔采 用 瑞士 C NC一1 5 0 精 密 内孔磨床 ，再用研 磨心棒研 5 0 mm内孔 ，工装能够达到设计要求 ，内孔表面 粗糙度值低 ，测量方便 ，尺寸公差容易控制 ，有利 于保证 5 0 mm内孔 与 6 6 mmg b 圆同轴度。缺点 是 需要设计工装 ，增加成本。 方案二 粗加 工与半精加工采用立式数 控加 工 中 t , KV1 4 0 0 ／ A与车 床C W6 1 8 0 组合加工 ，精加 工 5 0 mm内孔时采用瑞士S I P 7 0 0 0 精密卧式镗铣床 精镗 后 ，再 用研 磨心棒研 5 0 mm内孔 ， 1 9 mm 内孔采用昆机T 4 1 6 3 精密立式镗床加工 ，优 点是 不需要做工装。缺点是 加 工精度不高，难保证设 计尺寸公差要求 。 由于本次加工的液压泵缸体外 圆与内孔两轴的 圆度 、圆柱度以及同轴度精度要求较高，特别是高 精度要求的内孔分布在缸体的中间部分 ，孔磨加工 难度大 ，通过对上述方案进行仔细地分析与研究 ， 最后确定选用方案一 ，认为第一种方案可以解决上 述加工 中的关键技术问题 。 2 工艺 方案 确 定确 定 的加 工 工艺 方 案 为 下料 一粗车C 6 1 8 0 留余量2 mm一 热 处理 一 精车c 6 1 8 0 留余量 l mm一数控铣KV1 4 0 0 ／ 1 一 钳 一精车C 6 1 8 0 留余量0 ． 5 mm 一钳 一坐标镗 T 4 1 6 3 一钳一大孔磨C NC一1 5 0 一钳 一圆磨 1 0 0 0 U 研中心孔 一圆磨1 0 0 0 U 留余量0 ． 2 5 ram一圆 磨 1 0 0 0 U- - , 坐标镗MT 1 0 0 。 4 ． 加工设备的选择 根据液压泵缸体加工难点的分析 ，零件 的最后 精加工 ，在设备的选择方面 比较重要。外 圆精加工 方面有手动式瑞士格林伯格1 0 0 0 U 精密外圆磨床和 瑞士S 一4 0 CNC 精密数控外圆磨床 ，内孔精加工方 面有手 动式瑞士格 林伯格6 A大孔磨床和瑞士C NC 一 1 5 0 精密数控大孔 磨床 ，特别是 瑞士S 一4 0 C NC 和C NC一1 5 0 两 台机 床都是 精密设 备 。就现 状而 言 ，1 0 0 0 U、6 A 磨床导轨进给行程是液压控制 ，磨 头 由电动机通过带轮传动。磨 削力大 、容易磨削零 件 ，但液压式循环进给瞬时冲击力大 ，对零件圆度 的控制有一定难度 ；其次切削液是 由1 0 全损耗 系 统用油和煤油的混 合而成 ，在磨削加 工零件时冷却 油温度上升 ，冷却效果不好 ；冷却油温度的不稳定 性直接 引起零件温度的不稳定 ，从而影响零件的尺 寸及精 度。而s 一4 0 , C NC一1 5 0 数控磨床相比之 下 ，其主轴回转精度高 ，径向圆跳动非常小 ，这 有 利于提高缸体的圆度和 圆柱度。砂轮磨削循环进给 是 由伺服 电动机通过程序指令控制 ，稳定性好 ；磨 头转速是无级变速 ，切削液是 由水和乳化油混合而 成 ，并且其温度是通过水温传感器直接 由冷却机冷 却水温 ，这便有利于冷却零件 ，从而可以保证缸体 加工中尺寸公差的稳定性 ，降低表面粗糙度值 ，另 外机床主轴可 自动 以微小的角秒量调整位置 ，非常 好地解决了轴线与端面的垂直精度问题 。综合以上 各机床特性 ，确定缸体最后精加 工选在S 一4 0 数控 磨床 N C N C一5 0 数控磨床上进行 。 5 ． 工装设计 1 加长磨 杆的设计现 有磨杆短 ，加工行 程达不到 ，为此设计了一根高精度 、高刚度 、硬度 5 0 HRC 的加长磨杆 见图2 ，装在数控磨床 的磨 头 [ 。 图2 磨杆工装 2 心轴设计在缸体 5 0 mm内孔精磨后 ， 用心轴 见 图3 装配在 内孔 ，再顶两端中, Dt L 上 清 根1 1 X 4 5 。 I l 皇 l 6 ／ 一 。。 量 _ _ 1 主 |l L l 。 1 5 l 一 3 8 0 0 1 图3 心轴工装 T n i 参磊 冷 加 工 4 7 砂轮架调角度后修整砂轮工装 山东博特精工股份有限公司 济宁2 7 2 0 7 1 季红丽葛慧颖 山东山矿机械有限公司 济宁2 7 2 0 0 0 谢磊 我公司生产的带有 自动送料机构的数控车床主 轴单 元 ，主轴 内锥 为3 2 。 ，在MG1 4 2 0 上 面磨削内 锥 ，但是内锥角度过大 ，调整床头或床身都调不出 角度 ，所以必须调整砂轮架，这时修整砂轮就成 了 一 个 问题 ， 因为砂轮磨钝后我们必须把砂轮架调 正后修整砂轮 ，不然修 出的砂轮也成了锥形。然后 再调角度磨工件 ，即使 同一个工件也要修整几次砂 轮 ，这样就要来 回调好几次砂轮架。如果是批量磨 削的话 ，只是调砂轮架就要浪费不少时 间，而且再 次调整后 ，要一遍一遍地找正 ，可能与原来角度不 一 致 ，磨出的工件锥度不一致 ，操作者不胜其烦 。 为此 ，笔者 对此 问题 进行 了研 究 ，决定做一 种工 装，使其在砂轮架调 角度后能对砂轮进行修整，工 装结构如附 图所示 。 工装原理 把工装拧在磨床工作台台面上 ，工 装底座上刻上 角度 ，砂轮架调 多少度 ，工装就调 多 少度 ，用手拧手柄实现金刚石笔修整砂轮 。要想实 现这 一原理 ，必须 做一个底座 1 拧在磨床床面上 ， 底座上放上丝杠底座，此丝杠底座的作用就是 能在 底座1 上旋转调角度 ，而 且上面放上 工作 台实现金 S 一4 0 C NC 精密数控外 圆磨床磨 6 6 mm9 圆，确 保外 圆与内孔同轴度0 ． 0 1 m m。 6 ． 结语 按照制定的液压泵缸体加工方法进行加 工，达 到了零件设计 的各项精度技术指标 ，经检测后一次 性合格 。验证 了我们对加工技术难点的分析是正确 的 ，这种工艺方法是可行的 ，为以后加工 同类零件 积累了经验，开拓了思路。MW 收稿 日期 2 0 1 2 0 5 2 7 4 8 参曷 冷 加 工 蕉晕 主持 杰 刚石笔的直线运动。 底座 1 是 根据机床床身设计的一个底板 ，通过 螺钉 拧在 机床 上 。丝杠底 座通 过铜 块 与底座 1 固 砂轮修整工装结构图 1 、8 ． 底座 2 ． 丝杠底座 3 ．丝杠 4 ． 手柄 5 ．手柄座 6 ． 前压盖 7 ． 轴承座 9 ． 修整器座l O ．滑块 1 1 ． 导轨 1 2 ．铜块 定 ，并且可绕铜块旋转 ，上面刻上刻度 ，以便调节 金 刚石 笔与砂轮 垂直 。丝杠 底座 上放上导轨 和丝 杠 ，形成一个小型的工作 台，螺母和滑块要调节得 一 样高 ，以便拧手柄时可以运行平稳 ，在手柄座上 装上 手柄 ，拧手 柄时丝杠 旋转带 动螺母作直 线运 动 ，在螺母上放上底座8 ，底座8 上开T 形槽 ，以便 把修整器底座放在上面 ，金刚石笔通过顶丝压在修 整器座上 。此工装的难点在于螺母与滑块高度一致 性 的调整上 ，如果调整 不好 ，在拧 手柄时 就特别 沉 ，特 别费力。 该工装使用后 ，操作者不必再调整砂轮架修整 砂轮 ，而是直接拧手柄就可以修整了。修整完后 ， 把工装从机床床面上卸下即可 ，工装重量很轻 ，上 下方便。此工装的缺点是 只能磨削锥度很短 ，采取 定 刀磨削的工件。总之 ，该工装既使用方便 ，还提 高 了效率 ，具有一定的推广价值 。MW 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 2 0