液壓油缸缸筒加工過程中的質(zhì)量控制

液壓油缸是現(xiàn)代工程機(jī)械等設(shè)備中的常用的重 要部件之一，加工生產(chǎn)過程中油缸的重要組成件缸 筒的廢品率較高，四川液壓油缸小編今天就給大家分析下主要原因有： 
1)刀桿細(xì)長，剛度小，容易發(fā)生刀具引偏、振 動(dòng)。 
2)缸筒毛坯本身的剛性差，容易引起直線度、 圓度超差。 
3)冷卻和排屑困難，加工面極易被鐵屑劃傷。 
4)刀頭的導(dǎo)向困難，引起導(dǎo)向條磨損，破壞導(dǎo) 向作用。 因此有必要采取相應(yīng)措施來保證導(dǎo)向、切削、排 屑、潤滑和冷卻的可靠性，才能有效降低缸筒的報(bào)廢率 

1 缸筒加工工藝方案的制定 液壓油缸缸筒大多采用無縫鋼管為原材料，低 壓油缸缸筒多用20號(hào)鋼、25號(hào)鋼，不經(jīng)熱處理。 中、高壓油缸缸筒或重要的缸筒多采用35號(hào)鋼、45 號(hào)鋼、27SiMn、25CrMo等材料，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。不同 材料毛坯的缸筒加工工藝相差不大，但工藝參數(shù)不 同，需要根據(jù)毛坯的原材料和熱處理狀態(tài)分別制定 各自的工藝方案和參數(shù)。 液壓油缸缸筒的結(jié)構(gòu)如圖1所示，對該結(jié)構(gòu)缸 筒可以制定出以下幾種加工工藝路線： 

方案1：下料— 熱處理— 校直一 車鏜床 用定位止口— 粗鏜— 半精鏜— 精鏜(浮動(dòng) 鏜)— 滾壓。 

方案2：下料— 熱處理一 校直— 車珩磨 機(jī)用定位止口— 粗鏜—一半精鏜— 珩磨。 
方案3：下料一 熱處理— 校直一 車鏜床 用定位止口— 組合鏜。 
方案4：冷拔精密無縫鋼管下料— 車珩磨機(jī) 用定位止口— 珩磨。 

2缸簡加工中應(yīng)注意的問題 
2．1下料 
下料時(shí)應(yīng)考慮工藝夾頭的尺寸，尺寸過小可能 使兩端加工出的定位止EI長度過短，造成鏜孔時(shí)工 件在鏜床上定位不準(zhǔn)確，導(dǎo)致加工出來的成品缸筒 壁厚不均勻。 

2．2熱處理 
缸筒熱處理后的硬度大小和均勻程度不但影響 缸筒的質(zhì)量，而且對于后續(xù)加工工序的影響也很大。 硬度不均勻的缸筒，在后續(xù)鏜內(nèi)孔時(shí)，刀具的磨損會(huì) 加劇，甚至有可能出現(xiàn)“打刀”，造成工件報(bào)廢。特 別是在采用浮動(dòng)鏜刀精加工時(shí)，內(nèi)孔成品質(zhì)量也會(huì) 
下降。對于這種毛坯管，在加工內(nèi)孔時(shí)，最好采用珩 磨的形式。 缸筒毛坯采用最多的熱處理方式是用箱式爐或 井式爐加熱后，垂直淬火，這種方式容易造成缸筒局 部硬度不均勻。無縫鋼管在中頻淬火線上進(jìn)行淬火 處理，由于冷卻介質(zhì)與工件接觸均勻，缸筒毛坯的硬 度均勻，并且工件硬度一致性也好，對于后續(xù)工序非 常有利。但由于受感應(yīng)加熱線圈尺寸限制，這種淬 火方式在單件、小批量和特殊油缸的生產(chǎn)中應(yīng)用較 困難。 

2．3鏜床調(diào)整和工件裝夾 
在整個(gè)鏜孔工序中，保證鏜床主軸、夾具、工件、 鏜刀、鏜桿、受油器、鏜桿座的中心線一致是保證內(nèi) 孔各加工工序質(zhì)量的關(guān)鍵。在鏜床調(diào)整時(shí)，可以用 磁力表座吸附在鏜床主軸上，檢查鏜刀桿和受油器 與主軸的同心度。鏜床受油器尾部的減振套需經(jīng)常 檢查和調(diào)整，磨損后要及時(shí)更換。 在粗加工時(shí)，工件可以使用雞形夾頭，以加大切 削用量，提高生產(chǎn)率。但在精加工中，雞形夾頭有可 能造成缸筒出口處圓度超差。精加工中可以采用錐 面定位，摩擦夾緊的方式。為了保證夾緊可靠，需要 加大受油器的夾緊力，如果摩擦力不足，可以將機(jī)床 壓盤和工件的定位錐面改小。 

2．4粗鏜 
2．4．1粗鏜刀的刃磨 
由于深孔鏜排屑困難，刀具刃磨時(shí)要將刀頭處 斷屑槽開的深一些、窄一些，以加大斷屑效果，方便 排屑。刃傾角應(yīng)注意與鏜孔時(shí)采用的排屑形式相適 應(yīng)。 
2．4．2粗鏜頭的調(diào)整 
粗鏜頭的結(jié)構(gòu)如圖2所示，前導(dǎo)向塊為硬質(zhì)合 金，后導(dǎo)向塊為膠木條，粗鏜頭的調(diào)整原則是：保證 刀尖和前硬質(zhì)合金導(dǎo)向塊的位置相適應(yīng)；前硬質(zhì)合 金導(dǎo)向塊和后面膠木導(dǎo)向條尺寸相一致；各膠木導(dǎo) 向條徑向尺寸彼此一致。 刀尖應(yīng)比前硬質(zhì)合金導(dǎo)向塊超前，刀尖的超前 量與加工余量和進(jìn)給量有關(guān)，一般在1 mm～2 mm 之間。同時(shí)，刀尖在徑向尺寸上應(yīng)略微高出硬質(zhì)合 金導(dǎo)向塊0．02 mm左右。為了保證上述尺寸，必須 用專用的對刀規(guī)對刀，對刀規(guī)的內(nèi)徑按各工序的尺 寸要求分別制作。如果前硬質(zhì)合金導(dǎo)向塊與對刀規(guī) 的間隙大，在更換新的硬質(zhì)合金導(dǎo)向塊后，需重新磨 削粗鏜頭；如果刀尖超前量不合適，需重新刃磨粗鏜 刀。后導(dǎo)向塊膠木條的尺寸調(diào)整時(shí)，為保證與前硬 質(zhì)合金導(dǎo)向塊的尺寸相一致，最好每次調(diào)整后重新 加工膠木條的外徑，以保證每條導(dǎo)向條的徑向尺寸 相一致。 

2．5精鏜 
目前精鏜應(yīng)用最廣泛的是浮動(dòng)鏜刀的形式，精鏜刀可以在精鏜頭的長方形孔中滑 動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)兩個(gè)刀刃的切削量，以減少刀桿彎曲和 裝夾不準(zhǔn)確引起的誤差。 

2．5．1精鏜刀的刃磨 
浮動(dòng)鏜的切削過程類似鉸削，加工余量不易過 大，在圖1所示結(jié)構(gòu)缸筒加工中，精鏜余量取0．08 mm～0．15 mill，刀頭磨削出較長的校準(zhǔn)刃，起到擠 壓作用，主副偏角均取1．5。一2．5。，刀頭刃磨后，表 面粗糙度值應(yīng)在Ra 3．2以下，同時(shí)檢查刃口的質(zhì) 量，不應(yīng)有鋸齒現(xiàn)象，兩邊的切削刃必須對稱，兩切 削刃和校準(zhǔn)刃必須在同一平面內(nèi)。 
2．5．2精鏜頭的調(diào)整 
精鏜頭調(diào)整的原則是導(dǎo)向條前部尺寸  與精 鏜前的底孑L孔徑相一致，導(dǎo)向條后部尺寸 與精鏜 后的孔徑相一致，各導(dǎo)向條的徑向尺寸彼此相一致。 排屑是精鏜中需要特別注意的問題，在精鏜中冷卻 液流量應(yīng)適當(dāng)加大，否則鐵屑很可能劃傷已加工的 
內(nèi)孔表面。 

2．6滾壓 
滾壓加工可以提高油缸內(nèi)孔的表面質(zhì)量，但不 能提高內(nèi)孔的幾何精度和位置公差，工件在滾壓前 的精度和粗糙度越是高，滾壓后的表面質(zhì)量也就越 高。滾壓前底孔的表面粗糙度一般控制在Ra1．6 左右。 
2．6．1滾壓頭的調(diào)整 
目前，深孑L加工使用的滾壓頭有各種不同的形 式，但調(diào)整的原則是一樣的。滾壓頭的滾柱需進(jìn)行 分組，保證同一滾壓頭同一排滾柱外徑彼此一致，最 一 大相差不超過0．002 mm。如果是雙排滾柱的滾壓 頭，前、后兩排滾柱的外徑可以不一致。滾柱的棱邊 需要磨成1 mm或2 mm的圓角，修磨后表面需拋 光，表面粗糙度Ra 0．2～0．4 m。同一排滾柱的圓 角也要彼此一致。對于雙排滾柱的滾壓頭后排滾柱 的外圓大徑需要比前排的外圓大0．0l mm～0．02 mm左右。 

2．6．2滾壓參數(shù)的選擇 
滾壓用量的選取應(yīng)根據(jù)材料的硬度、壁厚等條 件由試驗(yàn)得出。滾壓的走刀量愈小表面質(zhì)量愈好。 滾壓余量太小滾壓效果也不好，不能提高有效提高 底孔的表面質(zhì)量，過盈量太大，會(huì)將缸筒滾毛，產(chǎn)生 脫皮”，甚至將滾壓頭卡在缸筒中間，造成滾壓頭 
損壞和缸簡報(bào)廢。薄壁缸筒滾壓時(shí)過盈量過大還會(huì) 破壞缸筒的直線度。滾壓加工盡可能一次走刀完 成。在圖1所示缸筒加工中走刀量取0．25～0．35 mm／r。滾壓過盈量取0．08 mm～0．12 mlTl，實(shí)際滾 壓后尺寸增大0．02 mm左右。 

2．7組合鏜 
在大批量生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)率，可以采用組 合鏜，即鏜滾復(fù)合加工，將粗鏜刀、浮動(dòng)鏜刀和滾柱 裝在一個(gè)刀體內(nèi)，在一次走刀中完成粗鏜、精鏜和滾 壓。組合鏜的對刀原則同前面提到的工序分開時(shí)的 對刀原則是一致的，所不同的是組合鏜刀體的導(dǎo)向 更困難一些，對刀精度要求高一些。 
2．8珩磨和強(qiáng)力珩磨 
珩磨也是內(nèi)孔常用的加工手段，可以提高缸筒 內(nèi)孔的幾何精度和表面粗糙度，珩磨的適應(yīng)性比深 孔滾壓好，珩磨后的缸筒圓度一般也比滾壓后的好， 但珩磨的效率比滾壓低的多。強(qiáng)力珩磨是油缸缸筒 采用較多的又一種工藝，它比普通珩磨加工余量大， 磨削效率高。 在珩磨和強(qiáng)力珩磨中要根據(jù)缸筒的材料來選擇 油石磨料和粒度。油石的粒度越粗，切削效率越高， 但加工的表面粗糙度越差；油石的粒度越細(xì)，切削效 率越低，但加工的表面粗糙度越好。在滿足工件粗 糙度要求的前提下，盡量選取粗的粒度，以提高生產(chǎn) 率。油石的硬度與缸徑、工件的硬度、珩磨機(jī)的形 式、珩磨頭的漲緊形式、珩磨頭的漲緊力有關(guān)系，需 要根據(jù)具體情況綜合選擇，珩磨和強(qiáng)力珩磨的有關(guān) 磨削參數(shù)在一般切削手冊中都可以查到，需通過試 加工確定最佳工藝參數(shù)。 

2．6優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路 
驅(qū)動(dòng)電路的性能對IGBT可靠工作和正常運(yùn)行 有著重要的影響_3 J。驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該能提供合適的 驅(qū)動(dòng)信號(hào)，保證有一定的驅(qū)動(dòng)電流和功率，有足夠的 輸入輸出電隔離能力。 通常情況下根據(jù)IGBT的數(shù)據(jù)手冊選取相應(yīng)的 柵極驅(qū)動(dòng)電阻就可以保證IGBT的正常運(yùn)行，在有 更嚴(yán)格要求的情況下，將柵極開通電阻和柵極關(guān)斷 電阻分開，達(dá)到不同的開通關(guān)斷時(shí)間 J。在短路的 情況下，集電極電流迅速增加，當(dāng)保護(hù)電路監(jiān)測到短 路發(fā)生后關(guān)斷IGBT，柵極關(guān)斷電阻一定時(shí)，di／dt會(huì) 比正常工作狀態(tài)時(shí)高很多，過電壓將會(huì)導(dǎo)致IGBT損 壞，所以在發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用軟關(guān)斷的方式。軟 關(guān)斷的方式如圖3所示，是指發(fā)生短路后，關(guān)斷時(shí)在 柵極關(guān)斷電阻上額外的串接一個(gè)電阻R ，使柵極 電阻增大，從而延長了關(guān)斷時(shí)間，使IGBT既可以及時(shí) 關(guān)斷，又可以不使IGBT因di／dt過高而導(dǎo)致?lián)p壞。 

3結(jié)語 
通過分析，礦用變頻器硬件的可靠性提高主要 在結(jié)構(gòu)、安裝方式等方面優(yōu)化，在保證變頻器性能的 前提下，需要解決好散熱、抗振動(dòng)、抗干擾等關(guān)鍵技 術(shù)。只要采用合適的方法，通過對變頻器細(xì)節(jié)方面 
的優(yōu)化，完全可以大大改善變頻器的穩(wěn)定性。