液壓支架油缸加工工藝分析

李勇勇，文寶紅

（西安重裝銅川煤礦機(jī)械有限公司，陜西 銅川 727031）

液壓支架生產(chǎn)中，油缸屬于其中的重要部件。其制造方式以及工藝，除了和產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)，也能夠影響到生產(chǎn)費(fèi)用。特別在立柱制造上，因?yàn)樯婕拜^多的部件，制造工藝頗為復(fù)雜，有著較多的工序，生產(chǎn)速度能夠決定生產(chǎn)工期。對(duì)此提升制造工藝，屬于提高形象、確保支架質(zhì)量、如期完成制造任務(wù)的關(guān)鍵因素。

1 液壓油缸的相關(guān)介紹

對(duì)于液壓油缸來講，其為壓力光整制造，根據(jù)金屬冷塑性特征，通過對(duì)滾壓設(shè)備的使用，向工件施加壓力，讓金屬形成塑性流動(dòng)，填至低凹波谷，從而實(shí)現(xiàn)粗糙值的減小。因?yàn)榻饘偎苄宰冃?，?dǎo)致組織冷硬化，同時(shí)減小晶粒直徑，產(chǎn)生纖維狀，同時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力層，進(jìn)一步增加硬度及強(qiáng)度，對(duì)工件的耐磨性及耐蝕性等進(jìn)行優(yōu)化[1]。

就液壓油缸而言，它主要包含五個(gè)部件，比如活塞桿及密封裝置等。對(duì)于不同的缸來說，其工作原理一般都是類似的，以手動(dòng)千斤頂為例，事實(shí)上，它屬于簡(jiǎn)易油缸。利用手動(dòng)增壓桿能夠讓液壓油從單向閥流入油缸，在這個(gè)時(shí)候，油缸的液壓油就會(huì)由于單向閥而無法倒退出來，會(huì)迫使缸桿朝上，接著繼續(xù)讓液壓油流入液壓缸，這樣缸桿就會(huì)持續(xù)向上，如果想要將其下降，僅需將液壓閥開啟，讓液壓油倒退回油箱，該原理非常簡(jiǎn)單，其他原理也是以此為前提進(jìn)行優(yōu)化的，氣缸及油缸的原理是一樣的。

2 液壓支架油缸加工工藝分析

對(duì)于液壓支架油缸加工工藝，本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：小柱堆焊改成焊套方式、外導(dǎo)套缸筒制造工藝改進(jìn)、活柱修右端中心孔與剛車工藝臺(tái)、活塞桿兩頂加工工藝等，以供參考。

2.1 小柱堆焊改成焊套方式

為了滿足發(fā)展的需要，某廠承擔(dān)并完成了某一科技項(xiàng)目。該廠自主設(shè)置及加工液壓支架，對(duì)附近一帶進(jìn)行了普及。圖1所示為立柱的小柱。結(jié)合圖中所含信息可知，左端在進(jìn)行加工之后，尺寸大小是158.5mm。為減少對(duì)原材料的使用，通過圓鋼開展焊堆，為保證外徑以及長(zhǎng)度大小依次是158.5mm與60mm，均留下一定的加工余量，外圓大小堆焊到167mm，長(zhǎng)度大小堆焊到70mm。對(duì)于單邊堆焊來講，其厚度大小是13.5mm，堆焊一道厚度通常情況下是5mm上下，應(yīng)該堆焊2.7層，四舍五入取三層；對(duì)于一次堆焊寬度，通常情況下為15mm上下，每層應(yīng)該堆焊五道，由此應(yīng)該堆焊15周圈[2]。

圖1 小柱圖

因?yàn)槎押竻^(qū)域相對(duì)集中，有著很多層堆焊，同時(shí)圓鋼直徑相對(duì)小，散熱效果不夠理想，熔池持續(xù)變大，有的時(shí)候還超過了電弧。極有可能致使一系列缺陷，比如夾渣，會(huì)降低密封性能，難以把控產(chǎn)品質(zhì)量。另外在堆焊中，左端面沒有母材，難以確保70mm的寬度，應(yīng)該提高堆焊高度，方可符合加工需要。通過討論選取焊套方式。對(duì)坡口進(jìn)行焊接處理，小柱套選擇無縫鋼管下料，完成坡口焊接之后，在開展組對(duì)焊接。因?yàn)樵谝恍┪恢檬菬o縫鋼管，防止了一系列焊接不足，比如氣孔，避免形成密封溝槽。焊接強(qiáng)度校核，當(dāng)處于工作狀況，受力大小是1.3＊103千牛，焊接坡口深度達(dá)到20mm，對(duì)于焊縫強(qiáng)度，其大小超過600兆帕，承壓能約達(dá)到4.5＊103千牛，安全系數(shù)是3.5，能夠符合使用需要。焊接量?jī)H為堆焊的五分之一，切實(shí)增加了生產(chǎn)效率，同時(shí)保障了產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)如今該廠已生產(chǎn)了數(shù)套支架，得到了較好的普及，并且獲得了可觀的效益。

2.2 外導(dǎo)套缸筒制造工藝改進(jìn)

部分立柱設(shè)計(jì)過程中，針對(duì)缸口與導(dǎo)向套，為不影響二者的強(qiáng)度，依次提高了二者的直徑與厚度，選擇外導(dǎo)套設(shè)置方法。根據(jù)以往工藝，缸筒左端45度倒角，同時(shí)完成直口后，針對(duì)外導(dǎo)套，對(duì)其實(shí)行焊接，右端5＊45度倒角，加工內(nèi)控到226mm，在此之后，精鏜滾壓到230mm處。對(duì)于左端倒角和右端直口，是針對(duì)273mm外圓，將其視為基準(zhǔn)兩端，通過四爪撐內(nèi)孔開展找正，完成對(duì)外導(dǎo)套焊接之后，對(duì)缸筒開展車倒角。因?yàn)榭酌婧屯亩认鄬?duì)大，同時(shí)內(nèi)孔通常存在橢圓，以撐一頂制造之后，極有可能致使精鏜時(shí)，內(nèi)孔和中心偏移偏多，C面難以車起來。

通過工藝分析研究，C面難以車起來，主要由于焊外導(dǎo)套前，是針對(duì)273mm外圓，將其視為粗基準(zhǔn)，然而在完成焊接之后，是將內(nèi)孔當(dāng)作粗基準(zhǔn)，由此而開展加工的。因?yàn)橥膱A相差相對(duì)大，引起了基準(zhǔn)相差相對(duì)大，難以符合生產(chǎn)需要。為了確保統(tǒng)一，在直口與倒角之后，先基于缸筒，對(duì)其開展粗鏜到226mm，完成堆焊后，三爪撐內(nèi)孔，頂右端開展制造。通過這樣的方式，確保了基準(zhǔn)的統(tǒng)一，有效處理了相差較大問題。采取如此的生產(chǎn)工藝，該廠生產(chǎn)了1千余顆立柱。

2.3 活柱修右端中心孔與剛車工藝臺(tái)

立柱中包含較多的部件，尤其是活柱，伴隨支架與油缸加工的進(jìn)步，為了節(jié)約原材料，活柱一般實(shí)施這樣的方式，也就是柱頭以及柱管等組焊?；钪某叽缦鄬?duì)大，能夠最大程度減少制造工序，由此提升其生產(chǎn)效率。以往數(shù)控車床，通過三爪卡盤夾柱頭外圓，頂車左端中心孔，掉頭夾左端外圓，采用架柱管右端90mm球頭，在此之后，至倒角與中心孔之后，轉(zhuǎn)到磨床磨削。對(duì)于數(shù)控車床來講，因?yàn)橐?次裝夾工件，同時(shí)需修倒角[3]。通過工藝分析，選取一撐一頂方式制造。

在車柱頭位置，針對(duì)焊余高與焊瘤，對(duì)二者進(jìn)行焊接，平柱頭右端端面，同時(shí)實(shí)行鉆中心孔，右端臺(tái)階位置外圓；調(diào)頭，采用三爪夾工藝臺(tái)，同樣在車柱塞位置，對(duì)余高與焊瘤實(shí)行焊接，工藝臺(tái)（其深度達(dá)到5mm）與30度倒角，車直徑為126mm；轉(zhuǎn)車床，通過軟爪撐工藝臺(tái)，頂尖頂柱頭以及溝槽等。因?yàn)轫敿忭斢谟叶?，無法車削至根部，對(duì)此，應(yīng)當(dāng)讓出一工藝圓臺(tái)（其直徑大小為30mm），于SR90mm之內(nèi)。精車結(jié)束之后，頂C面和中心孔，然后實(shí)行磨削。對(duì)于工藝臺(tái)以及C面來講，因?yàn)槎紝儆谝淮窝b夾車削面，所以在進(jìn)行磨削時(shí)，可以確保同軸度要求。因?yàn)閿?shù)控車床實(shí)施一次裝夾，同時(shí)在精車結(jié)束之后，不至普車，進(jìn)一步來修右端中心孔與倒角，省去了兩道工序與周轉(zhuǎn)次數(shù)，一定程度上增加了生產(chǎn)效率，這一加工工藝，被大力推廣于立柱制造方面。

2.4 活塞桿兩頂加工工藝

不局限于立柱，全部的支架油缸均存在活塞桿。對(duì)于液壓油缸來講，活塞桿屬于關(guān)鍵的部件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力的傳遞，其加工速度以及精度，與生產(chǎn)進(jìn)度有著很大的聯(lián)系。在以往生產(chǎn)工藝之下，為了易于夾持，在端部處通常會(huì)留下一定厚度的工藝圓臺(tái)，不過針對(duì)機(jī)床，因?yàn)槠渥陨斫Y(jié)構(gòu)的約束，卡爪移動(dòng)的產(chǎn)生僅存在5mm上下，當(dāng)更換活塞桿時(shí)，因?yàn)楣に嚺_(tái)大小相差較大，不得不進(jìn)行拆卸處理，以便能夠更好調(diào)節(jié)卡爪，特別是在樣機(jī)生產(chǎn)過程中問題更為突出。為了切實(shí)提高生產(chǎn)效率，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，確定活塞桿選擇兩頂制造工藝。

以往工藝是：選擇無縫鋼管下料，長(zhǎng)度制造余量10mm，實(shí)行鉆中心孔，夾頂外圓以及端面，在此之后是掉頭，夾架臺(tái)階以及端面，留出足夠的工藝臺(tái)，完成刨扁之后，進(jìn)行劃線處理，然后是開展鉆孔操作，在此之后進(jìn)行熱處理，夾頂精車外圓，修中心孔，接下來是進(jìn)行磨削，最后才是電鍍[4]。工藝改進(jìn)之后是：選擇無縫鋼管下料，長(zhǎng)度制造余量3mm至4mm，基于銑斷面，實(shí)行鉆中心孔，夾頂粗車外圓，完成刨扁之后，進(jìn)行劃線處理，然后是開展鉆孔操作，在此之后進(jìn)行熱處理，實(shí)施兩頂工藝精車（詳情如圖2），接下來是進(jìn)行磨削，最后才是電鍍。

圖2 活塞桿兩頂加工

實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，可將之前的中心孔進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以產(chǎn)生護(hù)錐中心孔，防止出現(xiàn)磕碰，從而對(duì)工件帶來一定的影響。與此同時(shí)，還應(yīng)借助中心孔進(jìn)行定位，這樣在很大程度上，可以降低更換工件所需的時(shí)間，并且可以短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)卡爪的拆卸，從而極大的減少樣機(jī)的生產(chǎn)周期。在這一過程中，就加工余量來說，同之前的進(jìn)行對(duì)比，應(yīng)降低6mm至7mm，在有效降低原材料使用的基礎(chǔ)上，還應(yīng)對(duì)車削加工量進(jìn)行削減。這一工藝在該廠的運(yùn)用中已經(jīng)獲得一定的成效，加工完成了3000多根活塞桿，進(jìn)一步增加了生產(chǎn)效率，使其提升了大概10%?；诨钊麠U的加工，可以有效縮減加工和周轉(zhuǎn)工序，對(duì)于該廠來說，可以每年節(jié)省大概20萬(wàn)至30萬(wàn)元，獲得了較好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

通過以上幾種生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，比如活塞桿兩頂加工，改進(jìn)了油缸制造工藝，充分保障了油缸質(zhì)量，很大程度上提高了生產(chǎn)效率，在油缸生產(chǎn)過程中，存在著較大的普及意義?；诖?，應(yīng)該持續(xù)探究新的工藝，對(duì)將來產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)等，實(shí)行合理的調(diào)節(jié)，以便能夠更好適應(yīng)產(chǎn)品，切實(shí)滿足市場(chǎng)的需求。