液压缸缸筒刮削变形关键技术研究与应用.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 0 9 ． 2 0 1 3 液压缸缸筒刮削变形关键技术研究与应用 王 志远 ， 赵 勇 ， 李福 强， 马 宝 徐州徐工液压件有限公司 ， 江苏 徐州 2 2 1 0 0 4 摘要 内孔加工作 为液压缸缸筒加 工最关键 工序 ， 其质量好坏直接影 响液压 油缸 的安 全性 与可靠性 。针对缸筒 内孔加工 因采用刮削 技术 ， 导致内孔产生变形 等问题 ， 在深入研究刮削原理及 刀具结构 的基 础上 ， 利用 切削理论 ， 建 立缸筒 内孔受力物理模型 ， 分析 内孔受 力分布规律 ， 改进 刀体结构 ； 运用六西格玛理论对 比分析改进前后刀具加 工过 程能力变化 ， 结果显示 内孔加工质量得到较大幅度提 升。 关键词 液压缸 ； 变形 ； 切削理论 ； 六西格玛 中图分类号 T H1 3 7 ． 5 1 文献标识码 A 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 9 0 0 7 5 0 2 S t u d y a nd Ap p h c a t i o n o f De f o r ma t i o n f o r Hyd r a u hc Cy l i nd e r S k i v i ng WANG Z h i - y u a n， Z HA0 Y o n g， L I F u q i a n g， MA Bo o X u z h o u X C MG Hy d r a u l i c s C o ． ，L t d ． ，X u z h o u 2 2 1 0 0 4 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e i n n e r b o ri n g o f h y d r a u l i c c y l i n d e r i s t h e mo s t k e y p r o c e s s ， t h e q u a l i t y o f wh i c h d i r e c t l y a f f e c t s s e c u ri t y a n d r e l i a b i l i t y o f h y d r a u l i c c y l i n d e r s ．T h e i n n e r h o l e ma c h i n e d b y s k i v i n g t e c h n o l o g y ， e a s i l y l e a d i n g t o p r e s e n t d e f o r ma t i o n o f i n n e r h o l e ． On t h e b a s i s o f s t u d y i n g s k i v i n g t h e o r y a n d t o o l s t r u c t u r e ，b u i l d i n g p h y s i c al mo d e l o f f o r c e i n n e r h o l e b y c u t t i n g t h e o r y ．An aly z i n g d i s t rib u t i o n o f f o r c e o f h o l e ， f o r i mp r o v i n g s t ru c t u r e o f t h e t o o 1 ． C o mp a r a t i v e l y a n a l y z i n g c h a n g i n g o f t o o l i n g p r o c e s s c a p a b i l i t y ， t h e r e s u l t s h o ws tha t q u a l i t y o f i n n e r h o l e ma c h i n i n g h a s b e i n g a g r e a t i mp r o v e me n t ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c c y l i n d e r ； d e f o rm a t i o n； c u t t i n g t h e o r y； 6 盯 0 引言 液压油缸在工程机械设备 中占有重要 的地位【 1 1 ． 是 工程机械的执行元件 ．其制造质量将直接影 响设备的 安 全性 及 可靠 性 随着刮削技术的快速发展 ．已被广泛应用于油缸 缸筒的内孑 L 加工。缸筒 内孔加工精度具有较高要求 ． 其 内表面粗糙度要求 R a 0 ． 2 m以内 ， 同轴度 、 圆度及耐磨 性都具有严格 的要求 但 由于 国内缸筒毛坯材料存在 内孔圆度差 、 材质不均匀等问题 ， 致使缸筒 内孔较容易 产生变形 、 刀伤 、 粗糙 度较低等问题 ， 严重影 响着 产品 的质量 。 产品的不合格率得不到有效控制翻 。国外 的刮 削 刀体 大 部分 采 用三 刃刀 结构 形式 [ 3 - 5 1 ．如美 国的 B R I G HT O N、 S I E RR A等公 司刀体一般都 采用三刃刀形 式 ． 采用该类型刀具加工缸筒 内孑 L 时 ． 较容易产生上 述产品质量问题 本文在研究分析上述问题 的基础上 ． 利用切削理论 ． 结合刮削刀体结构原理 ． 深入研究缸筒 内孔受力分布规律[ 8 1 。 并对刀体进行了结构改进。运用 六西格玛理论对 比分析改进前后刀具加工过程能力变 收 稿 日期 2 0 1 3 0 5 2 3 作者简介 t 1 9 8 0 - ， 男 ， 江苏徐州人 ， 工程师， 学士， 研究方向 液压元 件设计 、 工艺技术。 化 ， C P K值 由一 O ． 1 3提升至 1 ． 2 ， 因此 ， 试 验结 果显示采 用两刃刀加工缸筒 内孔 。 内孔质量得到很大提高 ． 缺陷 率 明显降低 。 1 刀具加工缸筒 内孔受力分 析 1 ． 1 切削 力 切削力是金属切削过程 中重要 的物理现象之一 ． 它直接影响着工件质量 、 刀具寿命 、 机床动力消耗 。切 削力根据生产实际需要及测量方便 ． 通常将总切削力 F 分解为三个相互垂直的主切削力 、背 向切削力、进给 力 ． 其计算公式如下 ， _ F _ 、 ／ 1 c ． 一n 。 w ．K 2 一 x l ．／ r p K F p 3 F f Cr r ． 一 n r t ． K Ⅳ 4 式中 一切削速度 ； 切 削 夹 角 ； C F c 、 C F D 、 C F 厂系数 ； F c 、 ， ， F c 、 n 、 p , y r p , n F p 、 H 、 y r t 、 n 一指娄 定 ； K F 、 KF D 、 K F f 修正系数。 7