一種缸筒類零件內孔的加工方法

王月云，姚宏峰，孫樂春，談 宇，王昊誠

(揚州鍛壓機床股份有限公司，江蘇 揚州 225128)

一種缸筒類零件內孔的加工方法

王月云，姚宏峰，孫樂春，談 宇，王昊誠

(揚州鍛壓機床股份有限公司，江蘇 揚州 225128)

介紹了一種缸筒內孔加工方法，它在精鏜內孔完成后，再對缸筒內孔進行滾壓，其粗鏜、精鏜和滾壓均在采用普通車床改裝制成的專用機床上進行。這種缸筒內孔的加工方法與現(xiàn)有技術相比，可解決現(xiàn)有缸筒內孔廢品率高、加工成本高的問題。

缸筒；鏜孔；滾壓；專用機床

缸筒類零件的內孔一般長徑比較大，筒壁薄，內孔精度和表面粗糙度要求很高。現(xiàn)有技術中對缸筒工件內孔的加工方法是以無縫鋼管為原料，先備料，然后將鋼管切斷為所需長度筒體→筒體預處理，即校直、調質處理→車兩端鏜孔用工藝定位止口和外部焊接止口→焊接缸體外部構件→粗鏜內孔→精鏜內孔→精珩。其中的鏜孔方法通常是粗鏜內孔，是用一個包括有粗鏜刀和精鏜刀的刀頭對缸筒的筒體內孔一次推鏜完成；其中的精珩采用珩磨機床加工完成。這種筒體鏜孔加工方法，廢品率較高。

本技術提出一種缸筒內孔的加工方法，該加工方法可以解決現(xiàn)有缸筒內孔廢品率高、加工成本高的問題。

1 技術方案

這種缸筒內孔加工方法包括對筒體的預處理、車兩端鏜孔用工藝定位止口、粗鏜內孔、精鏜內孔這些步驟。精鏜內孔步驟完成后對缸筒內孔采用滾子式滾壓頭進行滾壓后完成缸筒內孔的加工，粗鏜步驟、精鏜步驟和滾壓步驟需在專用機床上加工完成。

粗鏜內孔和精鏜內孔分別采用裝在鏜桿上粗鏜內孔刀和精鏜內孔刀分兩個步驟完成。

滾子式滾壓頭包括鏜桿，承壓體，裝在承壓體外滾子架和裝在該滾子架中的多個滾子，鏜桿外表面設有外螺紋，承壓體是通過內螺紋與鏜桿外螺紋連接的，外側面為圓錐面的筒形體，承壓體與鏜桿之間裝有限位銷，滾子是圓柱體，其圓柱面與兩個端面之間圓滑過渡，骨子架位于承壓體小端的端面并通過推力軸承與該滾子架端頭套裝的軸承罩連接。

這里所稱的套裝是指軸承罩的端頭套在滾子架端頭外，滾子架的端頭套在軸承罩的端頭外，軸承罩的另一端設有一個裝在鏜桿上的調節(jié)螺母。

2 具體實施方案

粗鏜內孔步驟的工藝參數(shù)為：切削速度70～80m/min，切削深度 2～4mm，進給量 0.3～0.5mm/轉；

精鏜內孔步驟的工藝參數(shù)為：切削速度90～100m/min，切削深度 0.2～0.5mm，進給量 1.3～1.4mm/轉；

滾壓步驟的工藝參數(shù)為：滾子的圓柱面與兩個端面之間圓滑過渡的過渡圓半徑為2.8～3.5mm，滾壓速度為 90～100m/min，滾壓深度 0.05～0.1mm，進給量1.3～1.4mm/轉。

采用本技術方案后，鋼筒內孔加工的廢品率由原來的6％降至1％；每件加工成本降低10％。

3 實例

制造缸徑200mm，行程1000mm，壓力16MPa的缸筒的工藝方法。

備料：選用外徑為232mm，厚度為18mm的45號碳素無縫鋼管為原料，將無縫鋼管按設計要求切成1000mm長的鋼筒坯料。

預處理：對缸筒坯料進行調質處理、并校直，保證鋼筒坯料的硬度為HRC28～32，彎曲不大于3mm；將預處理后的鋼筒坯料的兩端車出鏜孔用工藝定位止口，焊接缸體外部構件。

粗鏜：上專用機床進行粗鏜內孔的加工，將缸筒坯料的一端止口夾持在專用機床的卡盤上，另一端止口裝在專用機床缸筒托架的定位支撐端上，將粗鏜刀裝在專用機床的鏜桿上按下列工藝進行推鏜：切削速度70m/min，切削深度4mm，進給量0.3mm/轉。

精鏜：拆下粗鏜刀，在鏜桿上裝上滾子式滾壓頭繼續(xù)在專用機床上按下列工藝進行推鏜：切削速度90m/min，切削深度0.2mm，進給量1.4mm/轉。

滾壓：拆下精鏜刀，在鏜桿上裝上滾子式滾壓頭繼續(xù)在專用機床上按下列工藝進行滾壓：滾子的圓柱面與兩個端面之間圓滑過渡的過渡圓半徑為2.8mm；滾壓速度90m/min，滾壓深度0.05mm，進給量1.4mm/轉，經滾壓后完成缸筒內孔加工。

上述方法所用的專用機床如圖1所示。

圖1 專用機床

該專用機床采用普通車床改裝而成，它有普通車床的電機及機械傳動裝置、其內裝有主軸的床頭箱，床頭箱的主軸所連接的卡盤，裝有導軌和驅動絲杠的床身，床身上裝有控制進刀量的進給箱，在床身上通過導軌裝有導向尾座和溜板箱，其中導向尾座裝在卡盤與溜板箱之間，溜板箱的上端固定連接一根鏜桿，導向尾座作為鏜桿的穩(wěn)定座，鏜桿穿過導向尾座的通孔，在鏜桿的左端，即鏜桿位于導向尾座與卡盤之間的一端裝有鏜刀頭(在滾壓工序中，該部為滾壓頭)，在導向尾座與卡盤之間還裝有缸筒托架，缸筒托架裝在床身的導軌上，缸筒托架有三根具有向鏜桿軸心伸縮調節(jié)的支撐臂，每一根支撐臂的支撐端均裝有滾輪，鏜桿是一根中空的鋼管，鏜桿位于溜板箱的一端，即圖中的右端通過閥門與冷卻液輸出管連通。

本缸筒鏜孔的專用機床在使用時，先將缸筒左端車出的外圓止口夾在卡盤上，右端車出的外圓止口由缸筒托的3個滾輪支撐和定位，調節(jié)進給箱啟動卡盤帶動缸筒轉動，通過絲桿驅動溜板箱帶動鏜桿伸入缸筒的內孔中鏜孔，打開閥門將冷卻液輸出管送出的冷卻液通過鏜桿中的內孔向鏜桿的的前端，即圖1所示的左端輸出冷卻液對鏜刀進行冷卻并將缸筒中的切削液沖刷出來。

本實例的滾壓步驟所用滾子式滾壓頭如圖2所示。

圖2 滾子式滾壓頭

圖中，鏜桿如圖1所示裝在專用機床上，鏜桿的外側面設有螺紋，鏜桿的外側面的螺紋上旋裝有承壓體 ，承壓體是筒形體，它通過內螺紋與鏜桿的外螺紋連接，承壓體的外側面為圓錐面，用于承擔滾子的壓力，承壓體外套裝有由滾子套和滾子蓋連接構成的滾子架，在這個滾子架中設有六個外小內大，防止?jié)L子掉出的滾子孔，每個滾子孔內裝有一個滾子，滾子是圓柱體，其圓柱面與兩個端面之間圓滑過渡，在滾子架位于承壓體小端的一端，即滾子套的左端，裝有推力軸承，推力軸承的另一端裝有一個軸承罩，軸承罩的外壁套在滾子套的左端外，在軸承罩的另一端，即圖2所示的左端有一個旋裝在鏜桿螺紋上的調節(jié)螺母。本缸筒內孔滾壓頭在使用時，承壓體與鏜桿之間穿裝有限位銷，轉動調節(jié)螺母可以依次通過軸承罩、推力軸承。滾子套、帶動滾向圖2中的右側移動，滾子向圖中右側移動的同時受承壓體的圓錐面的作用會向遠離鏜桿軸芯線的方向變動，從而可以增大缸筒內控的滾壓直徑；當整個缸筒內孔滾壓完成后，取出限位銷，可讓滾子向向鏜桿軸芯線的方向變動而退出缸筒的擠壓。

[1] 李郝林.機床數(shù)控技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[2] 丁向科.專用機床加工缸體主軸承孔和缸孔的方法及刀具[J].組合機床與自動化加工技術，1991，(6)：5-8.

[3] 王健石.機械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

A processing method of inner hole for cylinder part

WANG Yueyun,YAO Hongfeng,SUN Lechun,TAN Yu,WANG Haocheng
(Yangzhou Metal Forming Machine Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225128,Jiangsu China)

A processing method of inner hole for cylinder part has been introduced in the text.The inner hole has been firstly fine bored and then rolled.The rough boring,fine boring and rolling process have been completed on the special machine tool transformed from conventional lathe.Comparing with the current technology,this kind of processing method can solve the problems of high scrap rate and manufacture cost for the current cylinder.

Cylinder type;Boring;Special machine tool;Rolling

TH161

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.05.024

1672-0121(2017)05-0080-02

2017-04-14；

2017-05-20

王月云(1985-)，女，工程師，從事壓力機設計研究。E-mail：beijing2008chenc@163.com