汽缸中分面孔加工工藝的思考

梁萍

（東方汽輪機(jī)有限公司，四川 德陽 618000）

對(duì)于汽缸分面孔的加工，應(yīng)充分考慮汽缸合并時(shí)的扣缸問題，避免完成加工之后，由于難以扣缸再次進(jìn)行擴(kuò)偏孔。在實(shí)際加工過程中，由于分面孔加工工藝不合理，后續(xù)的再加工將浪費(fèi)大量的工時(shí)，使得生產(chǎn)周期大幅度上漲，造成大量的加工成本浪費(fèi)。因此，探究汽缸中分面孔加工工藝，對(duì)提升汽缸加工質(zhì)量，提升相關(guān)加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)具有重要意義。

1 常見汽缸中分面泄漏問題

在汽缸加工過程中，由于其使用目的不同，所采用的材料也存在一定差異，例如用于汽輪機(jī)機(jī)組當(dāng)中的汽缸，材料多用鉻鉬鑄鋼或鑄鋼，汽缸分為上下兩部分，其中下部汽缸為一個(gè)整體，前后軸承座以垂直的半圓法蘭連接在前后汽缸上，并與減速箱共同安裝在公共底座上。這種汽缸制作工藝從理論上來看，不存在顯著問題，但經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)汽缸使用較長(zhǎng)一段時(shí)間之后，出現(xiàn)了大量漏汽的問題，為相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行帶來了較大的安全隱患，對(duì)機(jī)組的熱效率也產(chǎn)生了影響。

深入分析汽缸漏氣問題產(chǎn)生的原因，除汽缸結(jié)合面未清理干凈、運(yùn)行問題外，汽缸中分面孔加工不當(dāng)，也是造成這一現(xiàn)象的重要原因之一。汽缸加工過程中，涉及到眾多分面孔加工問題，包括鉆孔、擴(kuò)孔、鉸銷孔等，若在分面孔加工未能遵循相關(guān)加工工藝流程，或相關(guān)監(jiān)管檢查工作不到位，則極有可能造成分面孔加工質(zhì)量不過關(guān)導(dǎo)致的汽缸漏汽問題，因此需要從設(shè)計(jì)優(yōu)化的角度出發(fā)，有效完善相關(guān)加工與處理工藝。

2 汽缸中分面孔加工工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 汽缸中分面孔加工工藝流程

對(duì)于汽缸分面孔加工，重要涉及到的加工步驟如下。

（1）劃線。在實(shí)際加工過程中，需要按照?qǐng)D紙上注明的尺寸，劃出上半通孔線，孔線的視孔大小應(yīng)科學(xué)設(shè)置，以保證在鉆孔與挖孔過程中，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)孔中心的偏移狀況，方便加工人員及時(shí)對(duì)自己的操作進(jìn)行糾正。

（2）鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲。在進(jìn)行汽缸分面孔加工的過程中，首先應(yīng)考慮工件裝夾的相關(guān)要求，以保證前后汽封檔內(nèi)孔搭壓板能夠壓牢；其次，在鉆孔過程中，應(yīng)做好找正操作，在此基礎(chǔ)上，若需要進(jìn)行擴(kuò)孔處理，應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)圖紙給定的數(shù)據(jù)與程序；再次，攻絲過程中，主要是利用定心工具，對(duì)主軸位置進(jìn)行確定，并對(duì)絲錐上的螺紋，標(biāo)出有效的深度線，由此能夠控制孔的深度。需要注意的是，攻絲采用的機(jī)床，應(yīng)控制其主軸跳動(dòng)在0.04mm，盡量降低搖臂。

（3）鉸銷孔加工。在這一加工環(huán)節(jié)，涉及到汽缸合并的問題，應(yīng)保證對(duì)扣缸線進(jìn)行有效核查，以保證不出現(xiàn)錯(cuò)位等問題；而涉及到的擴(kuò)鉸銷孔加工步驟，應(yīng)適當(dāng)控制擴(kuò)孔鉆的直徑，應(yīng)小于名義尺寸0.30～0.40 mm；且鉸孔時(shí)應(yīng)控制搖臂不加緊。在實(shí)際加工過程中，為保證加工精度，將鉸孔加工環(huán)節(jié)分成兩步進(jìn)行，即粗鉸與精鉸。

2.2 汽缸中分面孔加工工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

總結(jié)相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，大型設(shè)備當(dāng)中的汽輪機(jī)，在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，有極大的可能會(huì)出現(xiàn)分面漏氣的問題，進(jìn)而對(duì)設(shè)備機(jī)組的運(yùn)行效率造成不良影響。更為嚴(yán)重的是，這種不穩(wěn)定運(yùn)行狀況，可能會(huì)對(duì)機(jī)組的運(yùn)行安全造成不良影響。從分面孔加工的角度出發(fā)，優(yōu)化相關(guān)加工工藝，在汽缸蓋頂面孔加工過程中，應(yīng)充分考慮到冷卻問題；在設(shè)計(jì)缸蓋頂面孔時(shí)，應(yīng)保證冷卻水能夠流暢的經(jīng)過面孔，杜絕在汽缸運(yùn)行過程中，出現(xiàn)水流死區(qū)或引發(fā)旋渦等問題。在汽缸加工過程中，汽缸蓋潤(rùn)滑系統(tǒng)是其中的重要組成部分，該結(jié)構(gòu)會(huì)將具有一定壓力與溫度的清潔潤(rùn)滑油，不斷輸送到汽缸的凸輪軸軸承與挺桿運(yùn)動(dòng)摩擦面，使其在相關(guān)零件的表面形成一層油膜，由此能夠最大程度減少摩擦損失。汽缸蓋潤(rùn)滑系統(tǒng)當(dāng)中，還設(shè)有回油腔，為避免機(jī)油不會(huì)聚集在缸蓋上面，還需設(shè)置強(qiáng)制通風(fēng)管，對(duì)此，應(yīng)在鉆孔過程中加以詳細(xì)考慮。由此可見，在設(shè)計(jì)汽缸蓋頂面孔的過程中，需要充分考慮到缸內(nèi)壓力等問題。

其次，油缸加工過程中，采用的加工材料應(yīng)具備優(yōu)良的鑄造性與減震性，如灰鑄鐵等。在實(shí)際鉆孔過程中，主要涉及到的加工面與孔的類型如下。

（1）銑上下平面尺寸以210mm為最佳，在設(shè)計(jì)過程中，平行度誤差應(yīng)控制在0.04mm以內(nèi)。

（2）銑側(cè)面的工藝平臺(tái)，應(yīng)控制其尺寸為76mm。

（3）相關(guān)孔的尺寸，根據(jù)不同平面的設(shè)計(jì)需求，具體類型包括鏜2-φ100孔、2-G1/8螺紋孔、2-G3/8螺紋孔、φ13孔平面各孔、φ11孔。在對(duì)汽缸中分面孔進(jìn)行加工時(shí)，涉及到的表面各孔、螺紋孔等，應(yīng)依照汽缸的實(shí)際使用需求進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

第三，在加工過程中，應(yīng)有效控制工藝流程與加工精度。

（1）在加工汽缸工藝平臺(tái)的過程中，可采用銑削的方式完成相關(guān)操作，對(duì)此，需要切實(shí)考慮加工表面粗糙度（1.6μm）的要求；為進(jìn)一步滿足其精度要求，建議采用二次銑的方式，其中，粗銑的深度應(yīng)該在2mm；精銑的深度應(yīng)該為1mm。

（2）鏜2-φ100孔的過程中，切合汽缸的設(shè)計(jì)要求，其粗糙度要求為1.6μm，從這一要求出發(fā)，可控制加工余量為2.5mm。在這一加工過程中，粗加工建議為2mm；后續(xù)精加工達(dá)到0.5mm，即可達(dá)到相關(guān)要求。

（3）加工2-G1/8螺紋孔時(shí)，對(duì)底孔的加工應(yīng)考慮加工余量的問題，以1.2mm為宜；為達(dá)到這一加工余量，可在第一次鉆削加工時(shí)，控制加工余量為1.1mm，而在第二次精加工的過程中，一次攻螺紋0.1 mm即可達(dá)到相關(guān)要求。

（4）加工2-G3/8螺紋孔時(shí)，底孔的加工余量同樣以1.2mm為最佳；為達(dá)到加工余量，可采取與步驟（3）中相同的方法，在第一次鉆削加工時(shí)，控制加工余量為1.1mm，而在第2次精加工的過程中，一次攻螺紋0.1mm，由此達(dá)到相關(guān)要求。

（5）對(duì)油缸上、下平面的各小孔進(jìn)行加工時(shí)，同樣采用兩次加工步驟，其中，第一步粗加工2mm，如此能夠初步達(dá)到金屬模鑄造的質(zhì)量與表面粗糙度的要求，第二步精加工時(shí)，加工1mm，即可保證孔加工達(dá)到相關(guān)質(zhì)量。

第四，從汽缸分面孔加工工藝的優(yōu)化角度來看，為達(dá)到上文中提到的加工精度，還需對(duì)相關(guān)操作流程及工序進(jìn)行有效控制。以鏜2-φ100孔的加工為例，該分面孔加工工藝涉及到粗加工與精加工2道工序。

（1）在粗加工過程中，建議選擇臥式鏜床T618；而刀具選擇的則是硬質(zhì)合金鏜刀，材料為YT5；加工時(shí)的切削深度為2.0mm、毛坯孔徑為95mm；為精確控制加工余量，需要科學(xué)設(shè)置進(jìn)給量，建議設(shè)置刀桿的伸出長(zhǎng)度為200mm，切削深度為2.0mm，如此可得進(jìn)給量為0.2mm/r；切削的速度可設(shè)置為144m/min；根據(jù)公式n=100V/（πd）（式中V表示切削的速度，d表示毛坯孔徑），能夠得出機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速為482.7r/min。

（2）精加工過程中，機(jī)床與刀具不變，此時(shí)應(yīng)控制切削深度調(diào)整為0.5mm；刀桿的伸出長(zhǎng)度為200 mm，切削深度為0.5mm，如此可得進(jìn)給量為0.15mm/r；切削的速度為190.8m/min；由此可得機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速為1029r/min。

通過上述分析能夠了解到，汽缸中分面孔加工工藝規(guī)程，能夠?qū)ο嚓P(guān)加工工藝過程與操作方法進(jìn)行一定約束，在遵循相關(guān)工藝文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝優(yōu)化，能夠最大程度保障優(yōu)化后加工工藝的應(yīng)用質(zhì)量。此外，對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、加工工藝水平的提升、解決各種工藝問題，還需從機(jī)械加工的角度著手，有效優(yōu)化汽缸中分面孔的加工精度，以保證汽缸的加工及后續(xù)使用效果。

3 結(jié)語

綜上所述，探究汽缸中分面孔加工工藝的相關(guān)理論與技術(shù)，對(duì)促進(jìn)汽缸整體加工質(zhì)量的提升，具有重要意義。通過相關(guān)分析，充分考慮由汽缸分面孔加工工藝不到位而造成的分面泄漏問題，并以此對(duì)分面孔加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠有效提升汽缸分面孔及汽缸整體的加工質(zhì)量，避免其在使用過程中造成設(shè)備隱患與安全隱患，提升其使用價(jià)值。