細長油缸活塞桿的車床加工難點分析
2017-3-3 來源：轉載 作者：何衛鋒
1.零件概述
1.1 通常把L/D 大于20 就定位于細長活塞桿，此項目的比值大于90。為典型的細長活塞桿，此類零件在加工中切削力、重力、頂尖頂緊力和熱變形的作用下，橫向的細長活塞桿很容易產生彎曲、橢圓等現象。要提高細長活塞桿的加工精度，就需要控制加工工藝，合理選擇刀具、切削參數和必要的輔助工裝等。
2.加工難點分析
2.1 細長軸變形控制
(1) 毛坯直線度校直，活塞桿雖然回火后進行了校直處理，由于工件過長、應力的釋放、中途吊裝轉運和自身重量的因素，活塞桿會產生一定的變形，到車床上校調中直線度會產生30-40mm 左右弧形, 本次采用氧氣加乙炔對凸起的部位進行高溫烘火，利用800 多度的高溫軟化局部組織，靠活塞桿本身的自重或者重物錘壓的方法對局部校直，在整枝校直期間采用了滾輪旋轉法，5 付滾輪擺放在調整好的墊鐵上，在校調時，通過對凸起部位的烘火加旋轉活塞桿來控制直線度，把毛坯20 米的活塞桿直線度控制在10mm 以內。
1-1 零件圖紙
(2) 車床上直線度的找正（排擋的車削），因為粗車時活塞桿的自重和旋轉時的離心力等現象，所以不可能用常規的一夾一頂的方案，只能用中心架支撐，所以對排擋的要求較高，由于此活塞桿過長，需3 個中心架支撐。本次采用自制的調整器工裝方案處理（見圖2-1），調整器的外圓架在車床的中心架上，通過調整器上6 只M24 的螺栓來調節活塞桿的中心，選用YT15-90°焊接偏車刀車削排擋位置。
(3) 車削細長工件車削采用一夾一頂的形式，中間配中心架或者跟刀架車削，在通常的車削時是會產生熱量致使工件軸向伸長（熱變形），隨著加工時的溫度的升高，工件直徑脹大，待工件冷卻后則形成圓柱度和直線尺寸的誤差，用頂尖車削時，熱變形將使工件伸長，導致工件彎曲變形，加工后將產生圓柱度誤差。由于45 鋼：在20——100° C 時，線膨脹系數為：11.59×10^-8(C^-1)，加工時可能會出現的伸長δ= 熱膨脹系數× 總長度*× 溫度變化；δ=11.59×10^-8(C^-1)×19980×100 ≈ 24mm。為了防止出現以上可能出現的現象，本次采用反向車削法，左端四爪卡盤卡爪上墊小銅塊，減小加緊時的接觸面積，避免夾緊時產生彎曲力距，配合中心架和跟刀架同時使用，增大切削液的濃度和流量，降低切削速度，切削量控制在3mm 以內；尾座頂尖選用彈性頂尖，在活塞桿切削產生熱膨脹時頂尖自動后退，可避免熱膨脹引起的彎曲變形。
2.2 刀具的影響
(1) 粗車時車刀后刀面α 角度不易過大，控制在小于3°，副后刀面夾角α1 小于5°，刀尖需修磨R2 的圓角。因為粗車時活塞桿切削量較大，旋轉時的離心力，所以，粗車時會產生斷續切削，產生振動，刀具容易崩碎，所以對刀具的角度的選擇尤為重要。本次選擇的角度α＜ 3°，α1 ＜ 5°，保證了刀具的強度，改善切削刃受力狀況和散熱條件，提高切削刃強度和抗沖擊能力，在車削時刀尖高度高于工件中心0.5mm，有利于正常的車削加工，可有效預防崩刀和振動等現象。
(2) 精車、半精車時選擇前角為6°，主偏角95°，副偏角5°，刀刃角5°的鍍鈦硬質合金機夾車刀，采用以上刀具，可以減小切屑被切下時的彈性變形和切屑流出時與前刀面的摩擦阻力，減小切削力和切削熱；提高切削刃強度和抗沖擊能力，在車削時刀尖高度高于工件中心0.5mm，有利于正常的車削加工，可有效防止振動等現象
(3) 切削參數的選擇
①轉速n 的選擇，粗車時硬質合金車刀Vc 選擇60m/min, 轉速n 為83r/min;精車和半精車時選擇鍍鈦硬質合金機夾車刀Vc 選擇90m/min, 轉速n 為130r/min。
② 背吃刀量(ap)=（dw-dm)/2, 粗車（235-225）/2=5mm; 半精車（225-222）/2=1.5mm; 精車（222-220.6）/2=0.7mm，留磨量0.6mm。
③進給量（F）粗車：F=n*f=83*0.2= 16.6mm/min;半精車和精車F=n*f=130*0.1= 13mm/min。
3.結束語
細長活塞桿車削加工在液壓啟閉機行業是較為常見的一種加工方式。由于細、長剛性差，車削時產生的離心力、熱變形等因素，很難保證加工質量。通過采用合理的加工工藝，合適的工裝，選擇適當的刀具和切削參數，可以保證活塞桿的加工質量。通過本次對迪斯尼超長油缸的加工，認識到加工超長活塞桿中承在的問題，本次得到了處理，為以后加工更大更長的超大型液壓啟閉機做準備。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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